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Sistemas Informáticos




Enviado por banfieldcritico

    2. Introducción a los
      sistemas informáticos. Repaso de arquitectura de
      computadores
    3. Conceptos fundamentales sobre
      sistemas operativos
    4. Procesos
    5. Concurrencia: exclusión
      mutua y sincronización
    6. Concurrencia.
      Interbloqueo (Deadlock) e inanición
      (Starvation)
    7. Gestión de
      memoria
    8. Memoria
      virtual
    9. Planificación de
      monoprocesadores
    10. Planificación de
      multiprocesadores
    11. Gestión de e/s.
      Planificación de discos
    12. Gestión de
      archivos
    13. File system en Unix.
      I-nodos
    14. Redes y proceso
      distribuido

    CAPITULO 1:
    INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS
    INFORMÁTICOS

    REPASO DE ARQUITECTURA DE
    COMPUTADORES

    1.1. Elementos básicos

    En un alto nivel, un sistema
    informático consta:

    1. Procesador
    2. Memoria
    3. Módulos de E/S
    4. Interconexión de sistemas: mecanismos y
      estructuras que permiten la
      comunicación entre procesadores, memoria
      principal y los módulos de E/S.

    El procesador es
    normalmente quien lleva el control. Una de
    sus funciones es
    intercambiar los datos con
    la memoria.
    Para este propósito, hace uso de dos registros
    internos:

    MAR: Memory Adress Register. Especifica la dirección en memoria de la próxima
    lectura o
    escritura.

    MBR / MDR: Memory Buffer/Data Register. Contiene los
    datos que van a ser escritos a memoria o que fueron leídos
    desde ella.

    IOAR: Input Output Adress Register. Especifica un
    dispositivo particular de E/S.

    IOBR: Input Output Buffer Register. Permite intercambiar
    datos entre un módulo de E/S y el procesador.

    1.2. Conceptos varios

    Definiciones varias

    Byte: equivale a un término binario
    (Binary termin) generalmente compuesto por 8
    bits.

    Carácter: es el conjunto de bits
    necesarios para representar un símbolo de un código
    (alfabético, numérico, especial, etc.)

    Palabra: es una unidad lógica
    de información. Generalmente está
    compuesto por un número entero de bytes o
    caracteres.

    Frecuencia / Período

    El tiempo de
    transmisión de estados o tiempos de cada ciclo de un
    computador es
    el tiempo que se requiere para modificar los valores de un
    conjunto de registros y está determinado por la frecuencia
    del reloj. El período se calcula como la inversa de la
    frecuencia:

    Período * Frecuencia = 1

    [ Período ] = s (segundo)

    [ Frecuencia ] = Hz (Hertz).

    Equivalencia de unidades

    1 KB (kilobyte) = 210 bytes = 1024
    bytes

    1 MB (megabyte) = 220 bytes = 1024
    KB

    1 GB (gigabyte) = 230 bytes = 1024
    MB

    1 TB (terabyte) = 240 bytes = 1024
    GB

    1 ms (milisegundo) = 10-3
    segundos

    1 m s
    (microsegundo) = 10-6 segundos

    1 ns (nanosegundo) = 10-9 segundos

    1 ps (picosegundo) = 10-12
    segundos

    1.3. Registros del procesador

    Dentro del procesador, hay un conjunto de
    registros que ofrecen un nivel de memoria que es más
    rápido y pequeño que la memoria principal. Los
    registros del procesador sirven para dos funciones:

    1. Registros visibles del usuario (o Registros para el
      programador de sistemas)
    2. Registros de control y de estado (o
      Registros para el programador de sistemas)

    1.4. Ejecución de instrucciones

    Un ciclo para la ejecución de
    instrucciones posee cuatro etapas:

    1. Búsqueda de la instrucción (BI) (fase
      fetch)
    2. Decodificación (D)
    3. Búsqueda de operandos (BO)
    4. Ejecución (E)

    Los microprocesadores
    de INTEL trabajan con un sistema llamado Cascada o Pipeline que
    consiste en poder trabajar
    con cuatro instrucciones en forma simultánea. Cuando se
    ejecuta una serie de instrucciones al ritmo de los impulsos de un
    reloj, con el primero de dichos impulsos se realiza la BI de la
    primera instrucción (11). Con el segundo impulso, 11 pasa
    a la fase D y 12 pasa a BI. Y así
    sucesivamente.

    Ejemplo de ejecución de
    instrucciones

    A continuación veremos la ejecución de
    instrucciones de un fragmento de programa que suma
    el contenido de la dirección 940 al contenido de la
    dirección 941 y almacena el resultado en esta
    última dirección.

    Conociendo el siguiente mapeo de memoria:

    1. 1940
    2. 5941
    3. 2941

    …… …….

    1. 0003
    2. 0002

    Conociendo los siguientes códigos de
    operación (que serán cargados en el Registro de
    Instrucciones IR) :

    0001 : Cargar de la memoria al AX

    0010 : Almacenar el AX en memoria

    0101 : Sumar al AX el contenido de la memoria

    Y sabiendo que IP = 0300.
    Entonces la secuencia de ejecución de las instrucciones es
    la siguiente:

    1. Se carga el contenido de la ubicación 300 en el
      IR. ( IR = 1940 )

      O sea, el valor que
      está en 940 se carga en AX. ( AX = 3 )

    2. Los primeros 4 bits del IR indican la
      operación a realizar (Código de operación
      0001 – Cargar de memoria al AX). Los 12 bits restantes
      indican la dirección de memoria.
    3. Se incrementa el IP y se lee la instrucción
      siguiente. ( IP = 0301 )
    4. Se carga el contenido de la ubicación 301 en el
      IR. ( IR = 5941 )

      O sea, al valor de AX se le suma el que está
      en 941. ( AX = 5 )

    5. Los primeros 4 bits del IR indican la
      operación a realizar (Código de operación
      0101 – Sumar al AX el contenido de la memoria). Los 12
      bits restantes indican la dirección de
      memoria.
    6. Se incrementa el IP y se lee la instrucción
      siguiente. ( IP = 0302 )
    7. Los primeros 4 bits del IR indican la
      operación a realizar (Código de operación
      0010 – Almacenar el AX en memoria). Los 12 bits restantes
      indican la dirección de memoria.

    O sea, el valor de AX se carga en la dirección
    941. ( [941] = 0005)

    El registro IP (Instruction Pointer) también
    puede ser llamado PC (Program Counter).

    1.5. Interrupciones

    Existen cuatro clases de interrupciones:

    2. De programa: generadas por alguna
      condición que se produce como resultado de la
      ejecución de una instrucción, como el
      desbordamiento aritmético, división por cero o
      una referencia a un espacio de memoria no accesible al
      usuario.
    3. De reloj: generadas por un reloj interno del
      procesador. Permite al S.O. llevar a cabo ciertas funciones
      con determinada regularidad.
    4. De E/S: generadas por un controlador de E/S
      para indicar que una operación ha terminado
      normalmente o para indicar diversas condiciones de
      error.
    5. Por fallo del hardware:
      generadas por fallos tales como un corte de energía o
      un error de paridad de la memoria.

    Tratamiento de Interrupciones

    El acontecimiento de una interrupción desencadena
    una serie de sucesos, tanto en el HW del procesador como en el
    SW. Cuando un dispositivo de E/S completa una operación de
    E/S, se produce en el HW la siguiente secuencia de sucesos
    (aunque deberá tenerse en cuenta si la interrupción
    es enmascarable, no enmascarable o una
    excepción):

    1. El dispositivo emite una señal de
      interrupción al procesador.
    2. El procesador finaliza la ejecución de la
      instrucción en curso.
    3. El procesador pregunta por la interrupción,
      comprueba que ésta existe y envía una
      señal de reconocimiento al dispositivo que generó
      dicha interrupción.
    4. El procesador se prepara para transferir el control a
      la rutina de interrupción. Para ello, salva la
      información necesaria para reanudar la ejecución
      del programa en curso en el punto de la
      interrupción.
    5. El procesador carga en el contador de programa la
      ubicación de entrada del programa de tratamiento de la
      interrupción.
    6. Se transfiere el control a la rutina que
      tratará la interrupción. Dicha rutina
      procederá a procesar la interrupción.
    7. Cuando se completa la ejecución de la rutina
      de interrupción, se recuperan de la pila los valores
      de los registros que se salvaron y se restauran los registros.
      Luego, se continúa con la normal ejecución del
      programa.

    1.6. Sistemas de transmisión de
    datos

    Clasificación de las transferencias de
    datos

    2. Monodireccional o Simplex: se
      efectúa en un solo sentido.
    3. Bidireccional Duplex o Full Duplex: se
      efectúa en ambos sentidos al mismo tiempo.
    4. Bidireccional Half Duplex: se
      efectúa en ambos sentidos, pero no al mismo
      tiempo.

    Operaciones en una transferencia de
    datos

    2. Codificación: vuelco de la
      información al código apropiado para
      transmisión.
    3. Emisión: se envía a la
      línea de comunicación los impulsos
      correspondientes a las señales preparadas y codificadas por el
      elemento transmisor.
    4. Registración: memorización de
      los impulsos recibidos.
    5. Traducción o Descodificación: la
      inversa de la codificación.

    Velocidades de transmisión

    Las velocidades en la transmisión se miden en
    Baudios. En algunos casos, esta unidad coincide con los bits que
    se envían en la unidad de tiempo, pero generalmente
    incluye la información de control.

    Sistemas de transmisión

    Los sistemas de transmisión pueden ser
    sincrónicos (los bits se transmiten a un ritmo determinado
    por un reloj) o asincrónicos (no tiene ritmo determinado).
    La transmisión de bits puede hacerse en paralelo o en
    serie.

    Con respecto a la alimentación de los
    sistemas de transmisión, ésta puede realizarse de
    las siguientes formas:

    2. Corriente continua simple: la corriente se
      transmite en un solo sentido. Los estados se representan con
      emisión / reposo.
    3. Corriente continua doble: los estados son
      representados con el sentido en que circula la
      corriente.
    4. Corriente alternada: la corriente invierte el
      sentido tantas veces como sea su frecuencia en un
      segundo.

    1.7. Jerarquía de memoria

    Las limitaciones de diseño
    de la memoria de un computador se resumen en tres conceptos:
    capacidad, coste y velocidad.

    El dilema que se plantea el diseñador es
    evidente. El diseñador desearía usar
    tecnologías de memoria que le ofrezcan una gran capacidad
    (buscando que el coste por bit sea bajo). Sin embargo, para
    cumplir con los requisitos de rendimiento puede necesitar una
    memoria cara, de capacidad relativamente menor y con tiempos de
    acceso rápidos.

    La salida a este dilema es emplear una jerarquía
    de memoria. A medida que se desciende por la jerarquía se
    tienen las siguientes condiciones:

    1. Disminución del coste por bit
    2. Aumento de la capacidad
    3. Aumento del tiempo de acceso
    4. Disminución de la frecuencia de acceso a la
      memoria por parte del procesador

    Jerarquía tradicional de
    memoria

    Registros

    Memoria caché

    Memoria principal

    Disco magnético

    Cinta magnética

    Jerarquía moderna de memoria

    Registros

    Memoria caché

    Memoria principal

    Caché de disco

    Disco magnético

    Cinta magnética y Disco óptico

    Mencionamos como uno de los niveles a la caché de
    disco. Ésta es una parte de la memoria principal que se
    utiliza como un buffer para guardar temporalmente los datos
    transferidos con el disco. La caché de disco mejora el
    rendimiento de dos formas:

    • Las escrituras a disco se agrupan. En lugar de muchas
      transferencias pequeñas de datos, se tienen unas pocas
      transferencias grandes de datos. Esto mejora el rendimiento del
      disco y reduce la utilización del
      procesador.
    • Algunos datos destinados a la salida pueden ser
      referenciados por un programa antes del próximo volcado
      a disco.

    Se pueden incluir otras formas de memoria en la
    jerarquía. Por ejemplo, los grandes computadores centrales
    (mainframe) de IBM incluyen una forma de memoria conocida como
    memoria expandida. Realmente, esta tecnología no
    pertenece a la jerarquía de memoria sino que constituye
    una rama paralela.

    1.8. Memoria caché

    La memoria caché intenta obtener una
    velocidad cercana a la de las memorias
    más rápidas y, al mismo tiempo, aportar una memoria
    grande al precio de las
    memorias de semiconductores,
    que son menos costosas.

    Hay una memoria principal más lenta y
    relativamente grande, junto a una memoria caché más
    pequeña y rápida. La caché contiene una
    copia de parte de la memoria principal.

    El diseño de una memoria caché debe
    abordar algunas cuestiones:

    • Tipo de conexión de la memoria caché
      con respecto a la memoria principal.       Pueden encontrarse en
      serie o en paralelo.
    • Tamaño de caché. Cuanto mayor
      sea el tamaño de la caché, mayor será la
      probabilidad de
      presencia, pero almacenar gran cantidad de códigos y
      datos que no están próximos a los referenciados
      recientemente no mejoras el rendimiento, ya que sale fuera del
      entorno de vecindad y no es probable que sean requeridos. El
      tamaño ideal de una memoria caché es de 4 a 256
      KB.
    • Tamaño del bloque. Un bloque es la
      unidad de intercambio de datos entre la caché y la MP. A
      medida que el tamaño del bloque crece, pasan a la
      caché más datos útiles; sin embargo, la
      tasa de aciertos comenzará a bajar.
    • Algoritmos de anticipación. Caching. La
      caché se actualiza desde la RAM
      utilizando los principios
      de:
      • Vecindad espacial: los programas solicitan datos o instrucciones
        ubicados en posiciones de memoria cercanas a los datos o
        instrucciones últimos direccionados. Suele
        cumplirse debido a que los programas se escriben y
        ejecutan en forma secuencial.
      • Vecindad temporal: los programas tienden a usar
        los datos más reciente. Cuanto más antigua
        es la información, más improbable es que se
        la solicite.
    • Algoritmos de reemplazo. Cuando se produce
      ausencia en la caché y debe actualizarse ésta,
      surge el problema de qué posición de la
      caché sustituir. Para ello se utilizan algunos algoritmos,
      siendo los más usados RANDOM, FIFO y LRU.
    • Políticas de escritura y
      actualización de la memoria principal.       Existen tres
      métodos:
      • Escritura inmediata (Write Through): se
        actualiza la memoria caché y la memoria principal
        al mismo tiempo.
      • Escritura diferida (Post Write Through): la
        caché incorpora algunos registros. Las escrituras
        en caché se envían a estos registros,
        liberando el procesador. La memoria principal va siendo
        actualizada desde los registros.
      • Escritura obligada (Write Back): las escrituras
        se realizan en la memoria caché y sólo se
        hacen en memoria principal si resulta estrictamente
        necesario.

    1.9. Técnicas
    de comunicación de E/S

    Entrada / Salida Programada

    Cuando el procesador está ejecutando un
    programa y encuentra una instrucción de E/S ejecuta dicha
    instrucción, enviando una orden al módulo apropiado
    de E/S.

    Con esta técnica, el procesador es el
    responsable de extraer los datos de la memoria principal cuando
    va a hacer una salida o poner los datos en la memoria principal
    cuando se hace una entrada. El SW de E/S se escribe de manera que
    el procesador ejecute unas instrucciones que le otorguen el
    control directo sobre la operación de E/S.

    Entrada / Salida dirigida por
    interrupciones

    El problema de E/S programada es que el
    procesador tiene que esperar un largo rato a que el módulo
    de E/S en cuestión esté listo para recibir o
    transmitir más datos.

    Una alternativa es que el procesador envíe una
    orden de E/S al módulo y se dedique a hacer alguna otra
    tarea útil. El módulo de E/S interrumpirá
    entonces al procesador para requerir sus servicios
    cuando esté listo para intercambiar los datos. El
    procesador ejecuta entonces la transferencia de datos y reanuda
    el procesamiento anterior.

    Acceso Directo a Memoria

    La E/S dirigida por interrupciones, aunque es más
    eficiente que la E/S programada, todavía requiere de la
    intervención activa del procesador para transferir los
    datos entre la memoria y un módulo de E/S y,
    además, cualquier transferencia de datos debe recorrer un
    camino que pasa por el procesador.

    Cuando se tienen que mover grandes volúmenes de
    datos se utiliza la técnica de DMA, que se puede llevar a
    cabo por medio de un módulo separado sobre el bus del sistema o puede
    estar incorporada dentro de un módulo de E/S.

    Cuando el procesador desea leer o escribir un bloque de
    datos, emite una orden hacia el módulo de DMA
    enviándole la información necesaria:

    • Si lo que se solicita es una lectura o
      escritura
    • La dirección del dispositivo de E/S
      involucrado
    • La dirección inicial de memoria desde/a la que
      se va a leer/escribir
    • El número de palabras a leer o
      escribir

    El procesador continúa entonces con otro trabajo.
    Habrá delegado la operación de E/S en el
    módulo de DMA. El módulo de DMA transfiere un
    bloque entero, una palabra cada vez, directamente hacia/desde la
    memoria, sin pasar por el procesador. Cuando se completa la
    transferencia, el módulo de DMA envía una
    señal de interrupción al procesador. De esta
    manera, el procesador se ve involucrado sólo al inicio y
    al final de la transferencia.

    CAPITULO 2:
    CONCEPTOS FUNDAMENTALES SOBRE SISTEMAS
    OPERATIVOS

    2.1. EVOLUCION DE LOS SISTEMAS
    OPERATIVOS

    Proceso en serie

    En los primeros computadores, a fines de los 40
    hasta mediados de los 50, el programador interactuaba
    directamente con el hardware; no había sistema
    operativo. La operación con estas máquinas
    se efectuaba desde una consola consistente en unos indicadores
    luminosos, unos conmutadores, algún dispositivo de entrada
    y una impresora. Los
    programas en código de máquina se cargaban a
    través del dispositivo de entrada. Si se detenía el
    programa por un error, la condición de error se indicaba
    mediante los indicadores luminosos. El programador podía
    examinar los registros y la memoria principal para determinar la
    causa del error. Si el programa continuaba hasta su
    culminación normal, la salida aparecería en la
    impresora.

    Estos sistemas presentaban dos problemas
    principales:

    • Planificación: la mayoría de las
      instalaciones empleaban un formulario de reserva de tiempo de
      máquina. Un usuario podía reservar una hora y
      terminar a los 45 minutos (produciendo un desperdicio del
      tiempo de computador) o, bien no alcanzarle el tiempo reservado
      (dejando trabajos inconclusos).
    • Tiempo de preparación: un programa sencillo
      cargaba un compilador y un programa fuente, salvaba el programa
      compilado (programa objeto) y luego montaba y cargaba el
      programa objeto junto con las funciones comunes. Cada uno de
      estos pasos podía implicar montar y desmontar cintas o
      preparar paquetes de tarjetas.

    Este modo de operación podría denominarse
    proceso en
    serie porque refleja el hecho de que los usuarios tenían
    que acceder al computador en serie.

    Sistemas sencillos de proceso por
    lotes

    Para mejorar el uso, se desarrolló el concepto de
    sistema operativo por lotes (batch). El primer S.O. por lotes fue
    desarrollado a mediados de los 50 por General Motors.

    La idea central que está detrás del
    esquema sencillo de proceso por lotes es el uso de un elemento SW
    conocido como monitor. Para entender cómo funciona
    este esquema, se va a ver desde dos puntos de vista: el del
    monitor y el
    del procesador.

    Desde el punto de vista del monitor, él es quien
    controla la secuencia de sucesos. Para que esto sea posible, gran
    parte del monitor debe estar siempre en memoria principal y
    disponible para su ejecución. Esta parte del monitor se
    conoce como monitor residente. El resto del monitor consta
    de utilidades y funciones comunes que se cargan como subrutinas
    en los programas de los usuarios al comienzo de cualquier trabajo
    que las necesite.

    El monitor lee los trabajos uno a uno del dispositivo de
    entrada y, a medida que los lee, el trabajo
    actual se ubica en la zona del programa de usuario y toma el
    control. Cuando el trabajo termina, se devuelve el control al
    monitor, quien lee el siguiente trabajo. Los resultados de cada
    trabajo se imprimen y entregan al usuario.

    Consideremos ahora desde el punto de vista del
    procesador. El procesador ejecuta las instrucciones del programa
    de usuario hasta que encuentre una condición de
    finalización o de error, tras lo cual va en
    búsqueda de la instrucción siguiente del programa
    monitor.

    Debe quedar claro que es el monitor el que gestiona el
    problema de la planificación. Con respecto a la
    preparación de los trabajos, también el monitor se
    encarga de ello. Con cada trabajo se incluyen instrucciones de
    una forma primitiva de lenguaje de
    control de trabajos (JCL – Job Control Language), que es un tipo
    especial de lenguaje de
    programación empleado para dar instrucciones al
    monitor.

    Durante la ejecución del programa de usuario,
    cada instrucción de entrada origina la lectura de
    una tarjeta de datos. La instrucción de entrada en el
    programa del usuario hace que se invoque una rutina de entrada,
    que forma parte del sistema operativo. La rutina de entrada se
    asegura de que el programa de usuario no ha leído
    accidentalmente una tarjeta JCL; si esto sucede, se produce un
    error y el control se transfiere al monitor.

    Los sistemas sencillos por lotes también poseen
    las siguientes características:

    • Protección de memoria: mientras el programa
      del usuario esté ejecutándose, no debe modificar
      la zona de memoria en la que está el monitor. Si se hace
      un intento tal, el HW del procesador deberá detectar el
      error y transferir el control al monitor, quien abortará
      entonces el trabajo, imprimirá el mensaje de error y
      cargará el siguiente trabajo.
    • Uso de temporizador: impide que un solo trabajo
      monopolice el sistema. El temporizador se larga al comenzar
      cada trabajo y si expira el tiempo, se producirá una
      interrupción y el control volverá al
      monitor.
    • Instrucciones privilegiadas: ciertas instrucciones
      son designadas como privilegiadas y pueden ser ejecutadas
      sólo por el monitor. Si el procesador, al ejecutar el
      programa del usuario, encuentra una instrucción tal,
      entonces se produce una interrupción de
      error.

    En un S.O. por lotes, el tiempo de máquina se
    reparte entre la ejecución de programas de usuario y la
    ejecución del monitor. Así se tienen dos
    pérdidas: se entrega al monitor cierta cantidad de memoria
    principal y éste consume cierto tiempo de
    máquina.

    Sistemas por lotes con
    multiprogramación

    Aún con el secuenciamiento
    automático de los trabajos ofrecido por un S.O. por lotes,
    el procesador está desocupado a menudo. El problema es que
    los dispositivos de E/S son lentos comparados con el
    procesador.

    Esta ineficiencia no es necesaria. Se sabe que hay
    memoria suficiente para almacenar el S.O. (el monitor residente)
    y un programa de usuario. Supóngase que hay espacio
    suficiente para el sistema operativo y dos programas usuarios.
    Ahora, cuando un trabajo necesite esperar una E/S, el procesador
    puede cambiar al otro trabajo que probablemente no estará
    esperando a la E/S. Además se podría ampliar la
    memoria para almacenar tres, cuatro o más programas y
    conmutar entre todos ellos. Este proceso es conocido como
    multiprogramación o multitarea. Éste es el
    punto central de los sistemas
    operativos modernos.

    Sistemas de tiempo compartido

    Con el uso de la multiprogramación, el
    tratamiento por lotes puede llegar a ser bastante eficiente. Sin
    embargo, para muchas tareas, es conveniente suministrar un modo
    en que el usuario interactúe directamente con el
    computador.

    Al igual que la multiprogramación permite al
    procesador manejar varias tareas por lotes al mismo tiempo, la
    multiprogramación puede también utilizarse para
    manejar varias tareas interactivas. En este último caso,
    la técnica se conoce como tiempo compartido, porque
    refleja el hecho de que el tiempo del procesador es compartido
    entre los diversos usuario. La técnica básica de un
    sistema de tiempo compartido es tener a varios usuarios
    utilizando simultáneamente el sistema mediante terminales,
    mientras que el sistema operativo intercala la ejecución
    de cada programa de usuario en ráfagas cortas de
    cómputo (quantum). De esta manera si hay n usuario
    que solicitan el servicio a la
    vez, cada usuario sólo dispondrá, en promedio, de
    1 / n de la atención efectiva del computador, sin
    contar con la sobrecarga del sistema operativo.

    Uno de los primeros sistemas de tiempo compartido que se
    desarrollaron fue el Sistema Compatible de Tiempo Compartido
    (CTSS, Compatible Time-Sharing System) en 1961. Su funcionamiento
    básico es fácil de explicar. El sistema se
    ejecutaba en una máquina con una memoria de 32 K palabras
    de 36 bits, con un monitor residente que consumía 5 K del
    total. Cuando había que asignar el control a un usuario
    interactivo, el programa del usuario y los datos eran cargados en
    los restantes 27 K de la memoria principal. Un reloj del sistema
    generaba interrupciones a razón de aprox. una cada 0,2
    segundos. En cada interrupción del reloj, el S.O. se
    adueñaba del control y le podía asignar el
    procesador a otro usuario. De esta manera, a intervalos
    regulares, el usuario en curso era expulsado y se cargaba otro
    usuario en su lugar. Para conservar el estado del
    usuario anterior, para su reanudación posterior, los
    programas del usuario anterior y sus datos eran escritos en el
    disco antes de leer los programas del nuevo usuario y sus datos.
    En consecuencia, el espacio de memoria del usuario anterior
    debía ser restaurado cuando le llegara de nuevo su
    turno.

    Sistemas distribuidos

    Un sistema de procesamiento de
    datos en que todas las funciones están centralizadas
    en una CPU y un S.O.
    se llama procesamiento centralizado.

    En cambio, un
    procesamiento distribuido es aquel en que se ejecutan los datos
    en distintos nodos, dispersos geográficamente,
    interconectados mediante una red. Las
    características principales de un sistema distribuido
    son:

    • Fragmentación de los elementos que componen
      una aplicación, en dos o más sistemas
      interconectados, de igual o diferente arquitectura
      operativa.
    • Los recursos de los
      sistemas se controlan y administran en forma
      independiente
    • La relación entre ambos sistemas puede tomas
      diferentes formas. Por ejemplo: Client-Server y Peer to Peer
      (Un nodo es par de otro y ambos nodos ofrecen los mismos
      servicios).

    2.2. DEFINICIONES PREVIAS

    • Software: es la parte lógica. Se
      refiere a programas y a la gestión del computador.
    • Hardware: todo lo referente a la
      computadora que pueda ser "tocado"
    • Firmware: programa grabado sobre un componente
      del sistema y que está integrado a él en su
      funcionamiento.
    • Orgware: todo lo relacionado con la
      organización, ya sea lógica, física o sobre su
      uso.
    • Peopleware: se refiere a lo relacionado con
      los usuarios.

    2.3. DEFINICION DE SISTEMA OPERATIVO

    • Según sus procedimientos: "Un S.O. es
      un conjunto de programas, rutinas y procedimientos
      manuales y
      automáticos que administran los recursos de un sistema
      de cómputo"
    • Según sus funciones: "Un programa o
      conjunto de programas es llamado S.O. si cumple las funciones
      de:

    . Inicialización de la máquina

    . Servir de interfase hombre-máquina (máquina
    extendida)

    . Administración de recursos del sistema
    "

    2.4. CLASIFICACION DE LOS SISTEMAS
    OPERATIVOS

    Según la cantidad de usuarios que soporta, un
    S.O. se clasifica en Monousuario o Multiusuario. Y según
    las aplicaciones que ejecutan, en S.O. de Propósito
    General y S.O. de Propósito Especial.

    Según la cantidad de usuarios que
    soporta

    S.O. Mono-Usuario

    Son sistemas que se basan en máquinas virtuales
    que admiten a un solo usuario, el cual utiliza todos los recursos
    sin compartirlos con otros. Éste es el caso de las
    computadoras
    personales (PC) o estaciones de trabajos específicas
    (Workstation). El énfasis de su diseño está
    puesto en una interfase amigable entre el usuario y el equipo, un
    lenguaje de control sencillo y periféricos.

    S.O. Multi-Usuarios

    Los S.O. Multiusuarios son aquellos que aceptan
    más de un usuario trabajando simultáneamente con el
    computador.

    Según las aplicaciones que
    ejecutan

    S.O. de Propósito General

    Están diseñados para mantener un
    flujo constante de trabajo (Work-flow) en forma de tareas a ser
    ejecutadas por la máquina. Debido al gran número (y
    diversidad) de trabajos, el Sistema debe proveer soportes
    utilitarios y facilidades para soportar una gran cantidad de
    unidades periféricas.

    Se clasifican en Sistemas Batch y Sistemas de accesos
    múltiples (Multiaccess). Los Sistemas Batch se
    caracterizan por el hecho de que una vez introducida una tarea en
    la máquina, el usuario no mantiene contacto con la misma
    hasta que concluye su ejecución. Hay dos modos de trabajar
    proponiendo las tareas al sistema:

    • A través del operador: el operador recibe el
      trabajo y lo pone a ejecutar. Al finalizar la ejecución,
      devuelve los resultados al usuario.
    • Remote Job Entry: permite ordenar ejecución de
      trabajos mediante dispositivos E/S.

    En los Sistemas Multiaccess el usuario puede
    iniciar, vigilar, controlar o suspender la ejecución de su
    programa desde cualquier terminal del sistema.

    S.O. de Propósito Especial

    Están diseñados para aplicaciones
    y/o arquitecturas especiales. Se clasifican en: Tiempo real,
    Fault Tolerance (Tolerancia de
    Fallas) y Virtuales.

    Características de los S.O. de tiempo
    real:

    • Usados como dispositivos de control de aplicaciones
      que deben realizarse en un tiempo determinado.
    • Realiza la respuestas a eventos en
      tiempo preestablecidos.
    • Sus parámetros más importantes son los
      tiempos de espera, procesamiento y almacenamiento.
    • Pueden tener un tiempo de respuesta crítico
      (Ej: control de procesos
      industriales) o no crítico (Ej: reserva de
      pasajes).

    Características de los S.O. con tolerancia de
    fallas:

    • Usado en aplicaciones donde se debe proveer un
      servicio continuo o cuyo mantenimiento es dificultoso o muy
      costoso.
    • Detecta y corrige errores, y recupera el sistema
      habilitando reemplazos de los componentes en mal funcionamiento
      o vuelve atrás operaciones que
      motivaron pérdidas de datos.

    Características de los S.O. virtuales:

    • Especialmente diseñados para ejecutar varios
      S.O. (o distintas versiones de uno mismo) concurrentemente en
      una máquina creando la ilusión de varias
      máquinas virtuales idénticas.
    • Todos los S.O. trabajan en modo usuario respecto S.O.
      virtual, pero están en modo privilegiado con respecto a
      los programas que corren bajos ese S.O.

    2.5. COMPONENTES DE UN SISTEMA
    OPERATIVO

    Planificador de Trabajos (Job Scheduler) o
    Shell

    Sus funciones principales son:

    • Se encarga de hacer de interfase
      hombre-máquina
    • Administra pedidos de recursos
    • Carga los programas
    • Crea procesos
    • Controla accesos de usuarios
    • Controla protecciones del sistema

    Existen dos tipos de Shell:

    • Uno provee una interfase basada en comandos u
      órdenes llamadas C.L.I. (Command Line Interface) que
      permite ingresar un conjunto de caracteres que el S.O.
      interpretará como comandos u órdenes
    • Conocido como G.I.U. (Graphical User Interface) que
      permite accesos a través de iconos o gráficos.

    Núcleo o Kernel

    Es un conjunto de códigos usados por todos los
    programas en el más bajo nivel. Está compuesto
    por:

    1. Una extensión del set de instrucciones del
      procesador
    2. Una extensión del mecanismo de secuenciamiento
      del HW (Switcher o Dispatcher)
    3. Un manejador de Interrupciones (Interrupt
      Handler)
    4. Un manejador de errores (Error Handler)
    5. Un manejador de E/S (I/O Handler)
    6. Un mecanismo de acceso a memoria central
      (Direccionamiento)
    7. Un Clock (Timer)
    8. Comunicación entre procesos (IPC)

    Se encarga de:

    1. Interfases con HW
    2. Administración de interrupciones y
      excepciones
    3. Multiprogramación (Low Scheduler)
    4. Comunicación entre procesos
    5. Gestión del HW

    Las características de sus funciones (del nivel
    cero de la estructura de
    un S.O.) son:

    1. Residentes en Memoria Principal
    2. Deben ejecutarse en el mayor nivel de prioridad
      (Nivel Supervisor)
    3. Escritas en lenguaje ensamblador

    Administradores

    2. Administración del procesador: consta
      de dos módulos: Dispatcher (decide a qué
      procesador asignar el proceso que tiene que ser ejecutado) y
      Controlador de Tráfico (se encarga de crear, modificar y
      actualizar el contexto asociado a un proceso)
    3. Administración de memoria (Memory
      Manager):       se encarga de asignar a los procesos la memoria
      necesaria para su ejecución.
    4. Administración de periféricos (I/O
      System)      : posee todos los módulos necesarios para la
      utilización de los periféricos.
    5. Administración de información (File
      System)      : rutinas que permite manipular y manejar el sistema
      de archivos.
    6. Administración de comunicaciones (Communication Manager):
      responsable de compartir los recursos distribuidos mediante una
      red de
      computadoras.

    2.6. FUNCIONES DE UN SISTEMA OPERATIVO

    Inicialización

    Esta tarea es llevada a cabo por el Kernel, con rutinas
    residentes en memoria más otras residentes en el disco del
    sistema. La inicialización tiene por objetivo
    preparar la máquina real y llevarla a un estado tal que
    pueda ejecutar el primer trabajo.

    Hay dos tipo de inicialización:

    1. Inicialización Total: es un proceso que
      se ejecuta al encender la máquina. Los pasos en que se
      realiza son los siguientes:
    • Verificación de los recursos del
      sistema
    • Creación de las tablas de
      recursos
    • Almacenamiento de la dirección del
      procesador
    • Búsqueda del código de la rutina de
      inicialización
    • El I.P.L. carga el núcleo del S.O. en
      memoria
    • El programa cargador (Loader) carga el S.O.
      completo
    • Finalización del booteo
    • Máquina preparada para ejecución de
      primer trabajo
    • Prompt en pantalla
    • Máquina utilizable
    1. Inicialización Parcial: no crea ni
      localiza las tablas generadas por el proceso de
      Verificación de Recursos en el instante del
      "booteo".

    Máquina extendida (Interfase hombre –
    máquina)

    Las funciones principales de la máquina
    extendida son:

    2. Separar la complejidad de la máquina. Una
      parte del S.O. se ocupa de separar la complejidad de HW y lo
      transforma en una máquina virtual mas fácil de
      usar
    3. Actuar como interfase de E/S y controlar el manejo de
      los dispositivos E/S
    4. Facilitar la comunicación con el
      usuario
    5. Aceptar entradas de nuevos trabajos.

    La comunicación con el usuario es a través
    de algún lenguaje de comandos. Esta interfase con el
    usuario presenta dos visiones del S.O.:

    2. Visión del usuario: para el usuario
      común. Provee una interfase que proporciona el
      ocultamiento de HW, cuyos objetivos
      principales son la abstracción (para ocultar la
      complejidad) y seguridad
      (proteger uso de recursos entre los usuarios y el
      sistema)
    3. Visión del System Manager: para el
      administrador del sistema de cómputo
      (super usuario). El System Manager es el responsable de que el
      Sistema de Cómputos funcione en forma adecuada y
      configura el S.O. para que los usuarios compartan los recursos
      en forma eficiente.

    Administración de
    recursos

    Sus funciones principales son:

    1. Facilitar al usuario la creación,
      recuperación y eliminación de objetos
    2. Facilitar al usuario compartir y proteger
      recursos
    3. Crear ambiente
      necesario para ejecución de programas
    4. Optimizar el uso de recursos

    Para ello, el S.O. controla todos los objetos de un
    sistema de cómputos en cuanto a quién usa
    cuál recurso y su respectiva planificación del
    reparto. De esta forma va asignando y desasignando recursos
    según considere conveniente, transformándose en un
    árbitro imparcial en los conflictos
    generados entre programas o usuarios. Para ser un arbitro
    imparcial, el S.O. implementa:

    • Política: asigna
      prioridades
    • Estrategia: ordena accesos y
      conflictos
    • Autoridad: debe recuperar los recursos
      otorgados a los procesos y ordenar su uso.
    • Protección: brinda seguridad a los
      usuarios entre sí y preserva la integridad de los
      recursos.
    • Contabilidad: lleva el control del uso y
      disponibilidad de los recursos.

    2.7. REQUERIMIENTOS PARA EL DISEÑO DE UN
    SISTEMA OPERATIVO

    • Eficiencia en los siguientes
      puntos:

    . Tiempo transcurrido entre tareas y procesos

    . Tiempo ocioso del procesador central

    . Tiempo de ejecución utilizado por
    procesos

    . Tiempo de respuesta en los accesos de los
    recursos

    . Grado de utilización de recursos

    . Rendimiento ® Trabajos ejecutados por hora

    • Modularidad: estructurado en
      módulos
    • Documentación de interfases
    • Portabilidad
    • Confiable: debe resolver todos los conflictos
      que se generan y debe estar libre de errores y
      fallas
    • Soporte de múltiples usuarios o
      procesos y de red
    • Tamaño reducido: el objetivo es que no
      utilice o monopolice grandes cantidades de recursos
      restándolos a los requerimientos de la producción debido a su condición
      de competidor privilegiado frente a los
      demás.

    2.8. ARQUITECTURA DE UN SISTEMA
    OPERATIVO

    Estructura tradicional o
    monolítica

    • Constituido por un solo programa compuestos de un
      conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una
      puede llamar a cualquier otra.
    • Estructura interna indefinida. Los niveles de
      funcionalidad no están bien separados.
    • Estos S.O. tienen difícil configuración
      y actualización y falta de protecciones y
      privilegios.

    Estructura en estratos o
    jerárquica

    • El S.O. está compuesto por módulos
      organizados en niveles.
    • Cada módulo no conoce la implementación
      de los otros módulos, sólo conoce las
      interfases.
    • El módulo de nivel N funciona utilizando los
      servicios del nivel N – 1.
    • Esta estructura facilita la protección y el
      acceso.
    • Son S.O. de baja velocidad y de difícil
      definición de niveles.
    • Esta estructura puede representarse mediante anillos
      concéntricos (rings). Cada anillo tiene una apertura
      (trap) por donde accede a otras capas (niveles). Las capas
      internas son las de mayor privilegio.

    Estructura cliente-servidor

    • Se remueve la mayor parte del código del S.O.,
      dejando un Kernel mínimo.
    • Las funciones del S.O. son implementadas como
      programas usuario.
    • Los servicios se efectúan mediante la
      técnica de message passing.
    • Sistemas altamente modulares. Los módulos del
      sistema no tienen acceso directo al HW.

    Procedimiento del Message passing (Paso de
    mensajes)

    1. El Proceso Cliente solicita al Kernel, mediante un
      mensaje, un servicio.
    2. El Kernel recibe el mensaje, toma las decisiones de
      planificación y envía el mensaje al Proceso
      Servidor.
    3. El Proceso Servidor ejecuta la función
      solicitada y devuelve al Kernel un mensaje con el resultado de
      la operación.
    4. El Kernel reenvía el mensaje al Proceso
      Cliente indicando que el servicio se ha cumplido.

    Máquinas virtuales

    • Posee una copia del HW base
    • Las características de la máquina
      virtual es igual a las de la real
    • Cada máquina virtual permite la
      ejecución de cualquier S.O.
    • Son de difícil implementación y de
      costosos recursos.

    2.9. SERVICIOS QUE BRINDA UN S.O.

    • Creación de programas: el S.O. ofrece
      una variedad de características y servicios, tales como
      los editores y los depuradores (debuggers), para ayudar al
      programador en la creación de programas.
    • Ejecución de programas: para ejecutar
      un programa se necesita un cierto número de tareas. El
      S.O. administra todas estas tareas para el usuario.
    • Acceso a los dispositivos de E/S: cada
      dispositivo de E/S requiere un conjunto propio y peculiar de
      instrucciones o de señales de control para su
      funcionamiento. El S.O. tiene en cuenta estos
      detalles.
    • Acceso controlado a los archivos: en el caso
      de archivos, el control debe incluir una comprensión, no
      sólo de la naturaleza
      del dispositivo de E/S sino del formato de los archivos y del
      medio de almacenamiento. Una vez más, es el S.O. el que
      se encarga de los detalles.
    • Acceso al sistema: en el caso de un sistema
      compartido o público, el S.O. controla el acceso al
      sistema como un todo y a los recursos específicos del
      sistema. Las funciones de acceso pueden brindar
      protección a los recursos y los datos, ante usuarios no
      autorizados y debe resolver los conflictos en la propiedad de
      los recursos.
    • Detección y respuesta a
      errores
    • Contabilidad: el S.O. debe recoger estadísticas de utilización de los
      diversos recursos y supervisar los parámetros de
      rendimiento tales como el tiempo de respuesta.

    2.10. PROGRAMAS RELACIONADOS CON EL SISTEMA
    OPERATIVO

    • Cargadores: SW que coloca las instrucciones
      del programa a ejecutar con sus datos en Memoria
      Principal.
    • Intérprete de mandatos o comandos: su
      función es obtener desde el teclado, el
      siguiente mandato especificado por el usuario y ejecutarlo.
      Hace de interfase usuario – sistema. Ej: Command.com en
      MS-DOS.
    • Compiladores: conjunto de programas que
      permiten la traducción de los lenguajes de alto nivel
      al lenguaje de máquina.
    • Intérpretes: traductores de
      instrucción de programa fuente a instrucción del
      lenguaje de máquina. No producen programas
      objetos.
    • Link-Editors: son los responsables de ubicar
      en el programa ejecutable las rutinas de bibliotecas
      (library).
    • Debuggers: son programas que permiten
      encontrar y depurar fácilmente errores en otros
      programas.

    2.11. JERARQUIA DE DISEÑO DE UN SISTEMA
    OPERATIVO

    Para ver la tabla seleccione la
    opción "Descargar" del menú superior

    2.12. SIMMETRIC MULTIPROCESSING (SMP)

    Últimamente, se han creado diseños (como
    por ejemplo el SMP) que posibilitan la ejecución en
    paralelo.

    Los procesadores en paralelo se dividen en SIMD
    (single instruction multiple data) y MIMD (multiple instruction
    multiple data). MIMD es un set de procesadores que
    simultáneamente ejecutan secuencias de instrucciones
    distintas en distintos sets de datos. Estos últimos pueden
    usar memoria compartida o memoria distribuida. Dentro del sistema
    de memoria compartida encontramos dos tipos de arquitecturas:
    master/slave (amo/esclavo) o SMP.

    La arquitectura master/slave corre el kernel en
    un procesador en particular, el master esta encargado de los
    procesos estimados y los hilos. La ventaja de esta arquitectura
    se da en que un proceso controla toda la memoria y los recursos
    de I/O. La desventaja se produce cuando una falla en el master
    produce una caída de todo el sistema. Además puede
    ocurrir un cuello de botella ya que el master se ocupa de todos
    los procesos estimados y la
    administración de los restantes.

    La arquitectura SMP corre su kernel en cualquier
    procesador. El kernel es construido como múltiples
    procesos o múltiples hilos. Esta arquitectura debe
    garantizar que dos procesadores no elijan el mismo proceso ya que
    ocurriría una falla. En SMP hay múltiples
    procesadores y cada uno de ellos tiene una unidad de control,
    unidad aritmetica-logica y registros propios. Cada procesador
    tiene acceso a memoria compartida y a dispositivos de I/O a
    través de un bus compartido. En maquinas modernas, el
    procesador tiene generalmente un nivel de memoria cache
    privada.

    2.13. MICROKERNELS

    La filosofía del microkernel es que solamente las
    funciones esenciales del sistema operativo deben estar en el
    kernel. Los componentes del sistema operativo externos al
    microkernel son implementados como procesos servidores; estos
    interactuan entre ellos sobre una misma base, mediante mensajes a
    través del microkernel. La función del microkernel
    con respecto al intercambio de mensajes, es la de validarlos,
    pasarlos entre componentes y conceder acceso al hardware. (El
    microkernel pasa a tener una arquitectura del tipo
    cliente/servidor).

    Los beneficios del microkernel son, entre otros,
    extensibilidad, portabilidad, flexibilidad y fiabilidad, siendo
    recomendado para sistemas
    operativos orientado a objetos. Una de las principales
    desventajas es la performance. Cuesta mucho el crear y enviar un
    mensaje, aceptar, decodificar y responder entre otras
    cosas.

    Administración de memoria
    primitiva

    El microkernel debe controlar el direccionamiento de
    memoria libre en el orden de hacer posible la implementacion de
    los niveles de protección. Es responsable del mapeo de
    cada pagina virtual a una pagina física. El volumen de
    administración de memoria, incluyendo la
    protección entre procesos, puede ser implementada fuera
    del kernel.

    I/O y administración de
    interrupciones

    La arquitectura del microkernel puede manejar las
    interrupciones del hardware mediante mensajes e incluir puertos
    I/O en espacios direccionables. El microkernel reconoce la
    interrupción pero no puede manejarla. Para esto genera un
    mensaje al proceso de nivel usuario que se encuentra asociado con
    las interrupciones. El transformar interrupciones en mensajes
    debe ser realizado por el microkernel.

    CAPITULO 3:
    PROCESOS.

    3.1. CONCEPTOS GENERALES SOBRE LOS
    PROCESOS

    Todos los sistemas operativos de
    multiprogramación están construidos en torno al concepto
    de proceso. Por lo tanto, los requisitos principales que deben
    satisfacer un S.O. están expresados haciendo referencia a
    procesos:

    • Debe intercalar la ejecución de un conjunto de
      procesos para maximizar la utilización del procesador
      ofreciendo a la vez un tiempo de respuesta
      razonable.
    • Debe asignar los recursos a los procesos en
      conformidad con un política
      específica
    • Podría tener que dar soporte a la
      comunicación entre procesos y la creación de
      procesos por parte del usuario

    El procesador ejecutará instrucciones de entre un
    repertorio en una secuencia dictada por los valores cambiantes
    del IP. A lo largo del tiempo, este contador puede apuntar a
    códigos de programas diferentes que son parte de
    diferentes aplicaciones. Desde el punto de vista de un programa
    individual, su ejecución involucra una secuencia de
    instrucciones del programa. La ejecución de un programa
    individual se conoce como proceso o
    tarea.

    El comportamiento
    de un proceso individual puede caracterizarse por la
    traza, que es un listado de la secuencia de instrucciones
    que se ejecutan para dicho proceso. El comportamiento del
    procesador puede caracterizarse mostrando la forma en que se
    intercalan las trazas de varios procesos. Todo sistema operativo
    permite a un proceso continuar su ejecución sólo
    por un cantidad máxima determinada de ciclos,
    después de los cuales es interrumpido (time-out); esto
    impide que un solo proceso monopolice el tiempo del
    procesador.

    3.2. MODELO DE
    PROCESOS CON DOS ESTADOS

    El modelo más sencillo que puede
    construirse tiene en cuenta que, en un momento dado, un proceso
    puede estar ejecutándose o no. Entonces, un proceso puede
    estar en uno de dos estados: Ejecución y No
    Ejecución    . Cuando el sistema operativo crea un nuevo
    proceso, éste entra en el sistema en el estado de No
    Ejecución. De este modo, el proceso existe, es conocido
    por el sistema operativo y está esperando la oportunidad
    de ejecutarse. Aquellos procesos que no están
    ejecutándose tienen que guardarse en algún tipo de
    cola, para que esperen su turno de ejecución.

    Creación de procesos

    Cuando se añade un proceso a los que ya
    está administrando el sistema operativo, hay que construir
    las estructuras de datos que se utilizan para administrar el
    proceso y asignar el espacio de direcciones que va a utilizar el
    proceso.

    Cuatro sucesos comunes llevan a la creación de un
    proceso:

    • En un entorno de trabajo por lotes, un proceso se
      crea como respuesta a la remisión de un
      trabajo.
    • En un entorno interactivo, cuando un nuevo usuario
      intenta conectarse.
    • Por una aplicación. Por ejemplo, si un usuario
      solicita la impresión de un archivo, el
      S.O. creará un proceso que gestionará dicha
      impresión.
    • Por solicitud de otro proceso.

    Cuando un proceso es creado por el sistema operativo
    tras la solicitud explícita de otro proceso, la acción
    se conoce como generación de procesos (process
    spawning). Cuando un proceso genera otro, el proceso generador se
    conoce como proceso padre y el proceso generado es el
    proceso hijo.

    Existen dos tipos de creación:

    • Jerárquica: cada proceso que se crea es
      hijo del proceso creador y hereda el entorno de su
      ejecución de su padre. Un proceso durante su
      ejecución puede crear varios procesos hijos a
      través de llamadas al sistema para creación de
      procesos. Al restringirse un proceso hijo a un subconjunto de
      recursos del padre, se evita que éste sature al sistema
      creando demasiados procesos hijos. Al crear procesos hijos, el
      padre continúa ejecutando concurrentemente con sus hijos
      o espera a que todos sus hijos hayan terminado y luego
      continúa él.
    • No jerárquica: cada proceso creado se
      ejecuta en forma independiente de su creador en un entorno
      diferente.

    Terminación de procesos

    En cualquier sistema informático, debe
    haber alguna forma de que un proceso pueda indicar que ha
    terminado. Las formas existentes para terminar un proceso
    son:

    • En un entorno de trabajo por lotes, inclusión
      de una instrucción de detención (HALT). Esta
      instrucción generará una interrupción para
      avisar al S.O. que el proceso ha concluido.
    • En un entorno de trabajo por lotes, puede finalizarse
      por la llamada explícita a un servicio del S.O. para la
      terminación.
    • En una aplicación interactiva, es la
      acción del usuario la que indica terminación. Por
      ejemplo, en un sistema de tiempo compartido, el proceso de un
      usuario particular terminará cuando éste se
      desconecte del sistema o apague el terminal y en una PC o
      WorkStation cuando el usuario abandona una
      aplicación.
    • Cuando ocurren una serie de errores o condiciones de
      fallos
    • Un proceso puede ser eliminado por el proceso que lo
      creó o al terminar el proceso padre

    3.3. MODELO DE PROCESOS CON CINCO
    ESTADOS

    • Ejecución: si suponemos un computador
      con un único procesador, entonces sólo
      podrá haber un proceso en este estado.
    • Listo: proceso que está preparado para
      ejecutar, en cuanto se le dé la oportunidad
    • Bloqueados: proceso que no puede ejecutar
      hasta que se produzca cierto suceso, como la terminación
      de una operación de E/S.
    • Nuevo: proceso que se acaba de crear, pero que
      aún no ha sido admitido por el sistema operativo en el
      grupo de
      procesos ejecutables.
    • Terminado: un proceso que ha sido excluido del
      grupo de procesos ejecutables, porque se detuvo o porque fue
      abandonado por alguna razón.

    Si un nuevo usuario intenta conectarse a un
    sistema de tiempo compartido o si un nuevo trabajo por lotes es
    remitido para su ejecución. El sistema operativo puede
    definir un nuevo proceso en dos pasos. Primero, el S.O: lleva a
    acabo algunas tareas necesarias de gestión interna Se le
    asocia un identificador al proceso y se construyen y asignan
    algunas tablas necesarias para gestionar el proceso. En este
    punto, el proceso estará en el estado Nuevo. Esto
    significa que se han llevado a cabo las acciones
    necesarias para crear el proceso pero no se ha comprometido
    aún a su ejecución.

    Asimismo, un proceso sale de un sistema en dos pasos.
    Primero, el proceso termina cuando llega al punto normal de
    terminación, cuando se abandona debido a un error
    irrecuperable o cuando otro proceso con la debida autoridad hace
    que el proceso abandone. La terminación pasa el proceso al
    estado Terminado. En este punto, el proceso ya no se elige
    más para la ejecución. Sin embargo, las tablas y
    otra información asociada con el trabajo son conservadas
    temporalmente. Esto le da tiempo a otros programas auxiliares o
    de soporte para extraer la información
    necesaria.

    Cola de Listos y Bloqueados

    A medida que se admiten procesos en el sistema, se
    sitúan en la cola de Listo. Cuando llega el momento de que
    el S.O. escoja otro proceso para ejecutar, se selecciona uno de
    la cola de Listos. En ausencia de un esquema de prioridades,
    ésta puede ser una simple cola FIFO. Cuando un proceso que
    está ejecutándose es apartado de la
    ejecución, se lo da por terminado o se lo pone en la cola
    de Listos o Bloqueados, dependiendo de las
    circunstancias.

    Por último, cuando se produce un suceso, todos
    los procesos de la cola de Bloqueados que están esperando
    a dicho suceso se pasan a la cola de Listos. Esta última
    medida significa que, cuando se produce un suceso, el sistema
    operativo debe recorrer toda la cola de Bloqueados, buscando
    aquellos que esperaban al suceso. En un S.O. grande, puede haber
    demasiada cantidad de procesos en dichas cola y, por lo tanto,
    sería más eficiente tener una varias colas de
    Bloqueados, una por cada suceso.

    Procesos suspendidos

    Consideremos un sistema que no utiliza memoria
    virtual. Cada proceso que va a ejecutarse debe ser cargado
    por completo en la memoria principal. La memoria contiene varios
    procesos y el procesador puede dedicarse a otro proceso cuando
    uno esté esperando. Pero si el procesador es tan
    rápido en comparación con E/S, todos los procesos
    de memoria estarán esperando este recurso. Así
    pues, incluso con multiprogramación, el procesador
    podría estar desocupado la mayor parte del
    tiempo.

    Una solución es el intercambio, que
    significa mover una parte o todo el proceso de la memoria
    principal a disco. Cuando ninguno de los procesos en memoria
    está en estado Listo, el sistema operativo expulsa a disco
    a uno de los procesos que esté Bloqueado y lo pasa a una
    cola de Suspendidos. Al realizar la transferencia del proceso a
    disco, entonces el espacio que se libera de la memoria principal
    puede ser utilizado para traer otro proceso. En este modelo vemos
    que se ha agregado un estado Suspendido.

    Hemos visto dos conceptos independientes: si un proceso
    está esperando un suceso (bloqueado o no) y si un proceso
    ha sido expulsado de la memoria principal (suspendido o no). Para
    realizar las combinaciones de estos conceptos, hacen falta los
    cuatro estados siguientes:

    • Listo: el proceso está en memoria
      principal y listo para la ejecución.
    • Bloqueado: el proceso está en memoria
      principal esperando un suceso
    • Bloqueado y suspendido: el proceso está
      en memoria secundaria esperando un suceso.
    • Listo y suspendido: el proceso está en
      memoria secundaria pero está disponible para su
      ejecución tan pronto como se cargue en memoria
      principal.

    3.4. DESCRIPCION DE PROCESOS

    Estructuras de control del sistema
    operativo

    Si el sistema operativo va a administrar los procesos y
    los recursos, entonces tiene que disponer de información
    sobre el estado actual de cada proceso y de cada recurso. El S.O.
    construye y mantiene tablas de información sobre cada
    entidad que esté administrando. Hay cuatro tipo de tablas
    diferentes mantenidas por el sistema operativo: de memoria, de
    E/S, de archivos y de procesos.

    Las tablas de memoria deben incluir la
    siguiente información:

    • La asignación de memoria principal a los
      procesos
    • La asignación de memoria secundaria a los
      procesos
    • Atributos de protección de segmentos de
      memoria, tales como qué procesos pueden acceder a
      ciertas regiones compartidas de memoria
    • Cualquier información necesaria para gestionar
      la memoria virtual

    Las tablas de E/S son utilizadas por el
    sistema operativo para administrar los dispositivos y canales de
    E/S del sistema informático.

    Las tablas de archivos ofrecen información
    sobre la existencia de los archivos, su posición en la
    memoria secundaria, su estado actual y otros atributos. Gran
    parte de esta información (o toda) puede ser mantenida y
    utilizada por un sistema de gestión de archivos, en cuyo
    caso el sistema operativo tendrá poco o ningún
    conocimiento
    de los archivos.

    Finalmente, el sistema operativo debe mantener tablas
    de procesos     para administrarlos.

    Todas estas tablas deben estar enlazadas o disponer de
    referencias cruzadas de alguna manera. La memoria, E/S y los
    archivos son administrados en nombre de los procesos, por lo que
    debe haber alguna referencia directa o indirecta a estos recursos
    en las tablas de procesos.

    Estructuras de control de
    procesos

    Los elementos típicos de una imagen de proceso
    son:

    • Espacio de direcciones privadas del usuario:
      incluye los datos del usuario (la parte modificable del espacio
      de usuario que puede guardar datos del programa, una zona para
      una pila del usuario y programas que pueden modificarse) y el
      programa del usuario (programa a ejecutar).
    • Pila del sistema: cada proceso tiene una o
      más pilas LIFO
      asociadas a él. Una pila se utiliza para almacenar los
      parámetros y las direcciones de retorno.
    • Bloque de control del proceso:
      información necesaria para que el sistema operativo
      controle al proceso.
    • Espacio de direcciones compartidas con otros
      procesos

    Para que el sistema operativo pueda
    administrar el proceso, al menos una pequeña parte de su
    imagen, que contiene la información a usar por el sistema
    operativo, debe mantenerse en memoria principal. Para ejecutar el
    proceso, la imagen completa debe cargarse en la memoria
    principal. Por tanto, el sistema operativo necesita conocer la
    ubicación de cada proceso en el disco y también la
    ubicación de los procesos que estén en memoria
    principal.

    Hay una tabla principal de procesos con una entrada para
    cada proceso. Cada entrada contiene, al menos, un puntero a la
    imagen de un proceso. Si la imagen del proceso contiene varios
    bloques, entonces esta información estará guardada
    directamente en la tabla principal o con referencias cruzadas a
    entradas de las tablas de memoria.

    Bloque de Control del Proceso

    En un sistema de multiprogramación
    sofisticado, se requiere una gran cantidad de información
    de cada proceso para su administración. Como ya se dijo,
    puede considerarse que esta información reside en un
    bloque de control del proceso (PCB), que será de
    utilidad para
    poder conmutar la CPU entre los distintos programas en
    ejecución. Los PCB son leídos y/o modificados por
    casi todos los módulos de un S.O., incluyendo aquellos que
    tienen que ver con la planificación, asignación de
    recursos, tratamiento de interrupciones y análisis y supervisión del rendimiento. Puede decirse
    que el conjunto de los PCB definen el estado del sistema
    operativo.

    Una serie de rutinas del S.O. intentarán acceder
    a la información de los PCB. La dificultad no está
    en el acceso, sino en la protección; existen dos
    problemas:

    • Un error en una sola rutina, como la de tratamiento
      de interrupciones, puede dañar los PCB, lo que
      destruiría la capacidad del sistema para administrar los
      procesos afectados.
    • Un cambio de diseño en la estructura o en la
      semántica del PCB podría afectar a
      varios módulos del S.O.

    Estos problemas planteados se pueden abordar exigiendo a
    todas las rutinas del S.O. que pasen a través de una
    rutina de manejo, cuya única tarea sería la de
    proteger los PCB y que se constituiría en el único
    árbitro para leer y escribir en estos bloques.

    La información del bloque de control del proceso
    puede agruparse en tres categorías generales:

    • Identificación del proceso: incluye el
      identificador de este proceso, el identificador del proceso que
      lo creó (proceso padre) y el identificador del usuario.
      A cada proceso se le asigna un identificador único, que
      puede ser tan simple como un índice en la tabla
      principal del proceso. Si no hay identificadores
      numéricos, entonces debe existir una correspondencia que
      permita al S.O. ubicar las tablas apropiadas a partir del
      identificador del proceso.
    • Información del estado del procesador:
      está formada por los registros del procesador, que son
      los Registros visibles al usuario (a los que puede hacerse
      referencia mediante el lenguaje
      de máquina), los Registros de Control y de Estado (IP
      – EFLAGS – Identificadores de
      habilitación/inhabilitación) y los Punteros de
      Pila (las pilas almacenan los parámetros y las
      direcciones de retorno de los procedimientos y de las llamadas
      al sistema; el puntero de pila apunta siempre a la cima de la
      pila). Por supuesto, mientras un proceso está
      ejecutándose, la información está en los
      registros. Cuando se interrumpe el proceso, toda la
      información de los registros debe salvarse de forma que
      pueda restaurarse cuando el proceso reanude su
      ejecución.
    • Información de control del proceso: es
      la información necesaria para que el S.O. controle y
      coordine los diferentes procesos activos.
      Incluye:

    . Información de Planificación y
    Control    : estado del proceso, prioridad, información
    de planificación e identidad
    del suceso que el proceso está esperando antes de poder
    reanudarse

    . Estructuración de Datos: un proceso
    puede estar enlazada con otros procesos en una cola, anillos u
    otra estructura. El PCB puede contener punteros a otros
    procesos para dar soporte a estas estructuras.

    . Comunicación entre procesos:
    indicadores, señales y mensajes asociados con la
    comunicación entre dos procesos
    independientes.

    . Privilegios de los procesos

    . Gestión de Memoria

    . Propiedades y utilización de los
    recursos

    3.5. CONTROL DE PROCESOS

    Creación de procesos

    El procedimiento del
    sistema operativo para la creación de un nuevo proceso
    incluye los pasos siguientes:

    1. Asignar un único identificador al nuevo
      proceso. En ese momento se añade una nueva entrada a la
      tabla principal de procesos, que contiene una entrada por
      proceso.
    2. Asignar espacio para el proceso. Esto incluye todos
      los elementos de la imagen del proceso.
    3. Debe inicializarse el PCB. La parte de
      información del estado del procesador normalmente se
      inicializa con la mayor parte de las entradas a cero, excepto
      para el IP (que se prepara con el punto de entrada del
      programa) y los punteros a las pilas del sistema (que
      establecen los límites
      de la pila del proceso). La parte de información de
      control del procesador se inicializa a partir de los valores
      estándares por omisión y los atributos que se han
      solicitado para el proceso. La prioridad puede asignarse por
      omisión al valor más bajo, a menos que se haya
      hecho una solicitud explícita de un valor
      mayor.
    4. Se deben establecer los enlaces
      apropiados
    5. Puede haber otras estructuras de datos que crear o
      ampliar.

    Cambio de proceso

    A primera vista, la función de cambio de proceso
    parece sencilla. En cierto momento, un proceso que está
    ejecutándose se interrumpe, el sistema operativo pone a
    otro proceso en el estado de Ejecución y pasa el control a
    dicho proceso. Sin embargo, surgen algunas cuestiones. Una de
    esas cuestiones es cuándo cambiar de proceso.

    Existen tres mecanismos para realizar un cambio de
    proceso:

    • Interrupción: originada por
      algún suceso externo e independiente del proceso que
      está ejecutándose. El control se transfiere
      primero a un gestor de interrupciones, quien lleva a cabo
      algunas tareas básicas y luego se salta a una rutina del
      sistema operativo que se ocupa del tipo de interrupción
      que se produjo. Algunos ejemplos son:

    . Interrupción de reloj: el S.O.
    determina si el proceso que está ejecutándose ha
    estado ejecutándose durante un máximo de tiempo
    permitido. Si esto ocurre, el proceso pasa al estado Listo y se
    debe expedir otro proceso.

    . Interrupción de E/S: cuando el S.O.
    reconoce que se produjo una acción de E/S, y la
    acción constituye un suceso que están esperando
    uno o más procesos, entonces el S.O. traslada todos los
    procesos bloqueados al estado Listo y decide si reanuda la
    ejecución del proceso que está actualmente en
    estado de Ejecución o se expulsa a dicho proceso en
    favor de un proceso Listo de mayor prioridad.

    . Fallo de memoria: cuando el procesador
    encuentra una referencia a una dirección de memoria
    virtual de una palabra que no está en memoria principal,
    el S.O. debe traer a dicha memoria el bloque que contiene la
    referencia. Después de hacer la solicitud de E/S para
    traer el bloque de memoria, el S.O. puede llevar a cabo un
    cambio de contexto para reanudar la ejecución de otro
    proceso; el proceso que cometió el fallo de memoria se
    pasa a estado Bloqueado. Después de que el bloque en
    cuestión se carga en memoria, dicho proceso se pone en
    estado Listo.

    • Cepo: tiene que ver con una condición
      de error o de excepción generada dentro del proceso que
      está ejecutándose, como un intento ilegal de
      acceso a un archivo. El sistema operativo determina si el error
      ocurrido es fatal. Si lo es, el proceso que estaba
      ejecutándose pasa al estado de Terminado y se produce un
      cambio de proceso. Si no es fatal, se puede intentar
      algún procedimiento de recuperación o,
      simplemente, notificarlo al usuario. Se puede hacer un cambio
      de proceso o, simplemente, reanudar el mismo proceso que se
      estaba ejecutando.
    • Llamada del supervisor: se producen desde el
      programa que estaba ejecutándose. Por ejemplo, se
      está ejecutando un proceso de usuario y se llega a una
      instrucción que solicita una operación de E/S,
      tal como abrir un archivo. Esta llamada provoca la
      transferencia a una rutina que forma parte del código
      del sistema operativo. Por lo general, el uso de una llamada al
      sistema hace que el proceso de usuario pase al estado
      Bloqueado.

    Cambio de contexto

    Durante un ciclo de instrucción, el
    procesador comprueba si se ha producido alguna
    interrupción. Si no hay interrupción pendiente,
    continúa con el ciclo de lectura de la instrucción
    siguiente del programa en curso del proceso actual.

    Si hay alguna interrupción pendiente, el
    procesador salva el contexto del programa que está
    ejecutándose y asigna al IP el valor de la
    dirección de comienzo de un programa de tratamiento de la
    interrupción. El procesador continúa entonces con
    el ciclo de lectura de instrucción y trae la primera
    instrucción del programa de tratamiento de interrupciones,
    que atenderá a la interrupción. Al salvar el
    contexto, se debe incluir cualquier información que pueda
    alterarse por la ejecución de la rutina de tratamiento de
    la interrupción y que pueda ser necesaria para reanudar el
    programa que fue interrumpido. Así pues, deberá
    salvarse la parte de información de estado del procesador
    del PCB. El resto de la información del PCB depende de la
    influencia del tratamiento de la interrupción en el
    proceso.

    Cambio de estado de los
    procesos

    Está claro que el cambio de contexto es un
    concepto distinto del cambio de proceso. En los cambios de estado
    del proceso, por ejemplo, si el proceso que estaba
    ejecutándose pasa a otro estado (Listo, Bloqueado, etc)
    los pasos que se llevan a cabo son:

    1. Salvar el contexto del procesador
    2. Actualizar el PCB que estaba en estado de
      Ejecución. Esto implica cambiar el estado del proceso a
      alguno de los otros estados.
    3. Mover el PCB a la cola apropiada (Listos, Bloqueados,
      etc.)
    4. Seleccionar otro proceso para
      ejecución
    5. Actualizar el PCB del proceso seleccionado. Esto
      incluye cambiar el estado del proceso a
      Ejecución.
    6. Actualizar las estructuras de datos de gestión
      de memoria.
    7. Restaurar el contexto del proceso a aquél que
      existía en el momento en el que el proceso seleccionado
      dejó por última vez el estado de
      Ejecución.

    Ejecución del sistema
    operativo

    El S.O. es un conjunto de programas y es ejecutado por
    el procesador, entonces ¿es el sistema operativo un
    proceso?. Existen tres enfoques referidos a la ejecución
    de los S.O.:

    Núcleo fuera de todo proceso

    Un enfoque bastante tradicional y habitual en muchos de
    los sistemas operativos más antiguos es ejecutar el
    núcleo del sistema operativo fuera de cualquier proceso.
    Cuando el proceso en ejecución es interrumpido o hace una
    llamada de supervisor, se salva el contexto del procesador para
    este proceso y se pasa el control al núcleo. El S.O. tiene
    su propia región de memoria y su propia pila del sistema
    para controlar las llamadas y retornos de procedimientos. El S.O.
    puede llevar a cabo cualquier función deseada y luego
    restaurar el contexto del proceso interrumpido para
    reanudarlo.

    El punto clave es que se considera que el concepto de
    proceso se aplica sólo a los programas de usuario. El
    código del S.O. se ejecuta como una entidad separada que
    opera en modo privilegiado.

    Ejecución dentro de los procesos de
    usuario

    Ejecuta casi todo el software del sistema
    operativo en el contexto de un proceso de usuario. El enfoque es
    que el S.O. es principalmente una colección de rutinas que
    el usuario llama para llevar a cabo varias funciones y que son
    ejecutadas dentro del entorno del proceso de usuario. Una pila
    del núcleo separada se utiliza para gestionar las llamadas
    y los retornos mientras que el proceso esté en el modo del
    núcleo. El código y los datos del sistema operativo
    están en el espacio de direcciones compartidas y son
    compartidos por todos los procesos de usuario.

    Cuando se produce una interrupción, un cepo o una
    llamada del supervisor, el procesador se pone en modo del
    núcleo y el control pasa al S.O. Con tal fin, se salva el
    contexto del procesador y tiene lugar un cambio de contexto hacia
    una rutina del S.O. Sin embargo, la ejecución
    continúa dentro del proceso de usuario en
    curso.

    Si el sistema operativo, al completar su trabajo,
    determina que el proceso en curso debe continuar
    ejecutándose, entonces se lleva a cabo un cambio de
    contexto para reanudar el programa interrumpido del proceso en
    curso.

    Sistema operativo basado en procesos

    Consiste en implementar el sistema operativo como
    una colección de procesos del sistema. Al igual que en las
    otras opciones, el software que forma parte del núcleo
    ejecutará en modo núcleo. En este caso, sin
    embargo, las funciones más importantes del núcleo
    se organizan en procesos separados. Impone unas normas de
    diseño de programas que promueven el uso de un S.O.
    modular con interfases intermódulos mínimas y
    claras. Además, algunas funciones no críticas del
    S.O. se pueden implementar como procesos separados. Como un
    proceso, la función podrá ejecutar con un nivel de
    prioridad asignado y ser intercalada con otros procesos bajo el
    control del distribuidor. Por último, implementar el S.O.
    como un conjunto de procesos es útil en un entorno
    multiprocesador o multicomputador, en el cual algunos de los
    servicios del S.O. pueden enviarse a procesadores dedicados,
    mejorando así el rendimiento.

    3.6. THREADS, HILOS O PROCESOS
    LIVIANOS

    Se ha presentado el concepto de proceso incluyendo las
    dos características siguientes:

    • Unidad de propiedad de los recursos: a cada
      proceso se le asigna un espacio de direcciones virtuales para
      albergar a la imagen del proceso y, de cuando en cuando, al
      proceso se le puede asignar memoria virtual y otros recursos,
      tales como canales de E/S, dispositivos de E/S y
      archivos.
    • Unidad de expedición: un proceso es un
      camino de ejecución (traza) a través de uno o
      más programas. Esta ejecución puede ser
      intercalada con la de otros procesos. De este modo, un proceso
      tiene un estado (Ejecución, Listo, etc.) y una prioridad
      de expedición. La unidad planificada y expedida por el
      S.O. es el proceso.

    En la mayoría de los sistemas operativos, estas
    dos características son, de hecho, la esencia de un
    proceso. Para distinguir estas dos características, la
    unidad de expedición es llamada thread y la unidad
    de propiedad de los recursos, task. Un thread
    (también llamado hilo, hebra o proceso liviano) es,
    básicamente, la unidad de utilización de la
    CPU.

    Multi-threading

    Algunos sistemas operativos soportan
    múltiples hilos en la ejecución dentro de un
    proceso simple. Esto es conocido como multi-threading. Los
    procesos continúan teniendo un PCB y una cantidad de
    memoria para el usuario, pero cada hilo que pertenece a dicho
    proceso tiene un bloque de control de hilos, una pila de usuario
    y una pila de kernel propias.

    Implementación de los
    hilos

    Existen dos características generales en la
    implementación de los hilos:

    • Hilos de nivel usuario: en este nivel todo el
      trabajo de los hilos es realizado por la aplicación y el
      kernel no se percata de la existencia de dichos hilos. Una
      aplicación (que puede ser programada para ser
      multithread usando bibliotecas de hilos) comienza con un hilo
      simple. La aplicación y su hilo son localizados en un
      proceso simple administrado por el kernel. La generación
      de nuevos hilos es realizada invocando al utilitario que se
      encuentra en la biblioteca
      de hilos.
    • Hilos de nivel kernel: tiene la desventaja de
      que el cambio de hilos requiere siempre la intervención
      del kernel. No hay un código de administración de
      hilos en el área de la aplicación, sino
      simplemente una interface de una aplicación programada
      (API) para el kernel. El kernel mantiene la información
      del contexto del proceso entero y de cada uno de los procesos
      hilos que se encuentran dentro del mismo. La ventaja que
      presenta es que si uno de estos procesos hilos se encuentra en
      estado bloqueado, el kernel puede ejecutar otro proceso hilo
      del mismo padre.

    Algunas características de los
    threads

    Los threads poseen las siguientes
    características:

    • Tienen un pequeño estado no
      compartido
    • Un threads individual tiene su propio registro de
      estado y generalmente su propio Stack
    • Los hilos pueden estar en uno de los siguientes
      estados: listos, bloqueados, ejecutando o terminados. O sea,
      igual que un proceso tradicional. Los hilos comparten CPU, por
      lo que un solo hilo puede estar
      ejecutándose.
    • Un hilo dentro de un proceso se ejecuta
      secuencialmente.
    • Los hilos pueden crear hilos hijos.
    • Un hilo puede leer o escribir sobre cualquier otra
      pila de otro hilo. No se provee protección porque no es
      necesaria, ya que solo un usuario puede tener una tarea
      individual con múltiples hilos.
    • Una tarea no hace nada sin hilos y un hilo debe estar
      en una tarea
    • Un cambio de contexto en el hilo requiere un cambio
      en el juego de
      registros, pero el trabajo relacionado con manejo de memoria no
      es necesario hacerlo.
    • Un hilo único a nivel usuario ejecutando un
      System Call causará a la tarea entera esperar hasta que
      el System Call sea devuelto.

    CAPITULO 4.
    CONCURRENCIA: EXCLUSIÓN MUTUA Y
    SINCRONIZACIÓN.     (*)

    4.1. CONCEPTOS GENERALES

    4.2. EXCLUSIÓN MUTUA: SOLUCIONES POR
    SOFTWARE.

    4.3. EXCLUSIÓN MUTUA: SOLUCIONES POR
    HARDWARE.

    4.4. SEMÁFOROS.

    4.5. MONITORES.

    4.6. PASO DE MENSAJES

    CAPITULO 5: CONCURRENCIA.
    INTERBLOQUEO (Deadlock) E INANICION (Starvation).
    (*)

    5.1. DEADLOCK

    5.2. CONDICIONES DE COFFMAN

    5.3. PREVENCIÓN DEL INTERBLOQUEO

    5.4. PREDICCION DEL INTERBLOQUEO (AVOIDANCE)

    5.5. DETECCIÓN DEL INTERBLOQUEO

    CAPITULO 6:
    GESTION DE MEMORIA.     (*)

    6.1. GESTION DE MEMORIA

    6.2. OBJETIVOS DE LA ADMINISTRACIÓN DE
    MEMORIA

    6.3. CARGA DE PROGRAMAS EN MEMORIA

    CAPITULO 7:
    MEMORIA VIRTUAL.     (*)

    7.1. CONCEPTOS SOBRE MEMORIA VIRTUAL

    7.2. PAGINACIÓN

    7.3. SEGMENTACIÓN

    7.4. SEGMENTOS PAGINADOS

    7.5. SOFTWARE DEL SISTEMA OPERATIVO

    7.6. TIEMPOS DE ACCESOS A MEMORIA

    CAPITULO 8:
    PLANIFICACIÓN DE MONOPROCESADORES
    (*)

    8.1. PLANIFICACIÓN A LARGO PLAZO

    8.2. PLANIFICACIÓN A MEDIO PLAZO

    8.3. PLANIFICACION A CORTO PLAZO

    8.4. CRITERIOS PARA LA PLANIFICACION A CORTO
    PLAZO

    8.5. ALGORITMOS PARA LA PLANIFICACION A CORTO
    PLAZO

    CAPITULO 9. PARTE I:
    PLANIFICACIÓN DE MULTIPROCESADORES
    (*)

    9.1.1. SISTEMAS MULTIPROCESADORES

    9.1.2. GRANULARIDAD

    9.1.3. PLANIFICACIÓN DE UN
    MULTIPROCESADOR

    9.1.4. PLANIFICACIÓN DE PROCESOS

    9.1.5. PLANIFICACION DE HILOS

    CAPITULO 9. PARTE II: PLANIFICACIÓN EN TIEMPO
    REAL     (*)

    9.2.1. SISTEMAS DE TIEMPO REAL

    9.2.2. PLANIFICACIÓN EN TIEMPO REAL

    CAPITULO
    10: GESTION DE E/S. PLANIFICACIÓN DE DISCOS.
    (*)

    10.1. DISPOSITIVOS DE E/S

    10.2. CONTROLADORES DE E/S

    10.3. OBJETIVOS EN EL DISEÑO DE E/S

    10.4. TÉCNICAS PARA LA ORGANIZACIÓN DE LA
    FUNCIÓN DE E/S

    10.5. CANALES DE E/S

    10.6. ESTRUCTURA LÓGICA DE LAS FUNCIONES DE
    E/S

    10.7. ALMACENAMIENTO INTERMEDIO DE E/S

    10.8. ENTRADA / SALIDA A DISCO

    10.9. TIPOS DE DISCOS

    CAPITULO 11. PARTE I: GESTION DE
    ARCHIVOS.     (*)

    11.1.1. SISTEMAS DE GESTION DE ARCHIVOS

    11.1.2. FUNCIONES DEL FILE SYSTEM

    11.1.3. ARQUITECTURA DE UN FILE SYSTEM

    11.1.4. ORGANIZACIÓN Y ACCESO A
    ARCHIVOS

    11.1.5. OPERACIONES SOBRE UN ARCHIVO

    11.1.6. DIRECTORIOS DE ARCHIVOS

    11.1.7. COMPARTICIÓN DE ARCHIVOS

    11.1.8. AGRUPACIÓN DE REGISTROS

    11.1.9. CATALOGACION DE LOS ARCHIVOS EN EL
    SOPORTE

    11.1.10. GESTIÓN DEL ALMACENAMIENTO
    SECUNDARIO

    11.1.11. INTERCALADO DE DISCOS

    CAPITULO 11. PARTE II:
    FILE SYSTEM EN UNIX.
    I-NODOS.     (*)

    11.2.1. SISTEMA DE ARCHIVOS EN LINUX

    11.2.2. TIPOS DE ARCHIVOS

    11.2.3. INODOS

    11.2.4. ASIGNACIÓN DE ARCHIVOS

    11.2.5. ESTRUCTURA FÍSICA DEL FILE
    SYSTEM

    11.2.6. RESIDENCIA DEL FILE SYSTEM

    11.2.7. MONTAJE DE UN FILE SYSTEM

    CAPITULO 12: REDES Y PROCESO
    DISTRIBUIDO.     (*)

    12.1. REDES Y PROCESO DISTRIBUIDO

    12.2. ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES

    12.3. PROCESO CLIENTE / SERVIDOR

    12.4. PROCESO DISTRIBUIDO MEDIANTE ENVIO DE
    MENSAJES

    12.5. PROCESO DISTRIBUIDO MEDIANTE LLAMADAS A
    PROCEDIMIENTOS REMOTOS

    APENDICE 1:
    JERARQUIAS DE MEMORIA     (*)

    APENDICE 2:
    CONTROL DE PROCEDIMIENTOS (*)

    APENDICE 3: GESTION DE MEMORIA. CARGA Y
    MONTAJE. (*)

    APENDICE 4: COMPARACION DE FILE SYSTEMS EN DISTINTOS
    SISTEMAS OPERATIVOS (*)

    APENDICE 5: WINDOWS
    NT (*)

    APENDICE 6: UNIX (*)

    APENDICE 7: MVS (Multiple Virtual Storage)
    (*)

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    superior

    Universidad Tecnológica
    Nacional

    Realizado entre marzo y mayo de 2005.

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