Sistemas operativo resumen.

¿Qué es un sistema operativo?

Es un programa que administra el hardware de una computadora. También proporciona las bases para los programas de aplicación y actúa como un intermediario entre el usuario y el hardware de la computadora. Los sistemas operativos de las computadoras de mano están diseñados para proporcionar un entorno en el que el usuario pueda interactuar fácilmente  con la computadora para ejecutar programas. Por tanto; algunos sistemas operativos se diseñan para ser prácticos, otros para ser eficientes y otros para ser ambas cosas.

Un sistema informático puede dividirse a grandes rasgos en cuantos componentes, el hardware, el sistema operativo, los programas de aplicación y los usuarios.

Que hace un  sistema operativo

El hardware, la unidad central de procesamiento, CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida, proporciona los recursos básicos de cómputo al sistema. Los programas de aplicación, como son los procesadores de texto, compiladores, las hojas de cálculos y los exploradores web, definen las formas en que estos recursos se emplean para resolver los problemas informáticos de los usuarios. El sistema operativo controla y coordina el uso del hardware entre los diversos programas de aplicación por parte de los distintos usuarios

Organización de una computadora

Funcionamiento de una computadora

Una computadora moderna de propósito general consta con uno o más CPU y de una serie de controladoras de dispositivo conectadas a través de un bus común que proporcionada acceso a la memoria compartida. Cada controlador se encarga de un tipo específico de dispositivo. (EJEMPLO: Unidades de disco, dispositivos de audio y pantallas de video). La CPU y las controladoras de dispositivos pueden funcionar de forma concurrente, compitiendo por los ciclos de memoria. Para asegurar el acceso de forma ordenada a la memoria compartida, se proporciona una controladora de memoria cuya función es sincronizar el acceso a la misma.

• Para que una pc comience a funcionar, es decir que se encienda o se reinicie, es necesario que tenga un programa de inicio que ejecutar. Este programa de inicio o de arranque suele ser simple. Normalmente se almacena en la memoria ROM (Memoria de solo lectura) o en una EEPROM (Memoria de solo lectura programable y eléctricamente borrable), y se conoce con el termino general firmware, dentro del hardware de la computadora. Se inicializan todos los aspectos del sistema, desde los registros de la CPU hasta los controladores de los dispositivos y el contenido de la memoria. El programa de arranque debe saber como cargar el sistema operativo e indicar la ejecución de dicho sistema. Para lograr esto el programa de arranque debe localizar y cargar en memoria el nucleo del sistema opertativo. Despues el sistema operativo comienza ejecutando el primer proceso, por ejemplo “init” y espera a s produzca algún proceso.

• Un suceso normalmente se indica mediante una interrupción bien hardware o bien software. El hardware puede activar una interrupción en cualquier instante enviando una señal al CPU, normalmente a través del bus del sistema.
  
• El software puede activar una interrupción ejecutando una operación especial denominada llamada del sistema o llamada de monitor.

• Cuando se interrumpe a la CPU deja lo que está haciendo e inmediatamente transfiere la ejecución a una posición fijada. Normalmente dicha posición contiene la dirección de inicio de donde se encuentra la rutina de servicio a la interrupción. La rutina de servicio a la interrupción se ejecuta y cuando ha terminado el CPU reanuda las operación que estuvo haciendo. La interrupción es parte importante de la arquitectura de una computadora, cada diseño de pc tiene su propio mecanismo.

El método más simple para tratar esta transferencia consiste en invocar una rutina genérica para examinar la información de la interrupción, esa rutina genérica a su vez debe llamar a la rutina específica de tratamiento. Las interrupciones deben tratarse rápido pero este método es lento. Como solo es es posible un numero predefinido de interrupciones puede usarse otro sistema el cual consiste en disponer una tabla de punteros a las rutinas de interrupción, con el fin de proporcionar la velocidad necesaria. De este modo se llama rutina de interrupción de forma indirecta a través de la tabla.

La tabla de punteros almacena en la zona inferior de la memoria las primeras 100 posiciones, estas posiciones almacenan las direcciones de las rutinas de servicio de interrupción para distintos dispositivos. Esta matriz o vector, de decisiones se indexa mediante un numero de dispositivos univoco que se proporciona con la solicitud de interrupción para obtener la dirección de la rutina. (Windows y Unix manejan as interrupciones de este modo).

• La arquitectura de servicio de las interrupciones también debe almacenar la dirección de la interrupción interrumpida. Muchos diseños antiguos almacenaban la dirección de interrupción en una posición fija o en una anexada mediante el número de dispositivos, las más recientes almacenan la dirección de retorno en la pila del sistema. Si la rutina de interrupción necesita modificar el estado del procesador debe guardarse explícitamente el estado actual y luego restaurar dicho estado antes de volver. Después de atender a la interrupción la dirección de retorno guardada se carga en el contador d programa y el cálculo interrumpido se reanuda como si la interrupción no se hubiera producido.

Estructura de almacenamiento

RAM

Los programas de la pc deben hallarse en la memoria principal también llamada RAM (memoria de acceso aleatorio) para ser ejecutados, la memoria principal es el único área de almacenamiento de gran tamaño (millones o miles de millones bytes) a la que el procesador puede acceder diariamente.

DRAM

Habitualmente se implementa una tecnología de semiconductores denominada DRAM (memoria dinámica de acceso aleatorio) que forma una matriz de palabras de memoria. Cada palabra tiene su propia dirección. La interacción se consigue a través de una secuencia de carga (load) o almacenamiento (atore) de direcciones especificas en la memoria.

Instrucción load

Mueve una palabra desde la memoria principal a un registro interno de la CPU.

Instrucción atore

Mueve el contenido de un registro a la memoria principal.

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