Modelos De S.O

Componentes típicos de un SO

Procesos

Memoria

entrada/salida

redes

protección

archivos

Intérprete de órdenes

Gestión de procesos

Un proceso es un programa en ejecución. Para poder ejecutarse, un proceso necesita tiempo de CPU, una porción de memoria, archivos, E/S y demás recursos.

Responsabilidades del S.O.:

creación y eliminación de procesos

planificación de procesos: repartir la CPU entre los procesos activos

sincronización entre procesos

comunicación entre procesos

Gestión de memoria

La memoria es un recurso escaso por el que compiten los distintos procesos.

Responsabilidades del S.O.:

conocer qué zonas de memoria están libres y cuáles están ocupadas

decidir qué procesos hay que cargar cuando haya memoria libre

reservar y liberar zonas de memoria según se solicite

memoria virtual: utilizar el almacenamiento secundario como una extensión de la memoria principal

Gestión de la E/S

La E/S es un conjunto de dispositivos muy variados y complejos de programar.

Objetivos del S.O.:

proporcionar una interfaz uniforme para el acceso a los dispositivos (independencia del dispositivo)

proporcionar manejadores para los dispositivos

concretos

tratar automáticamente los errores más típicos

para los dispositivos de almacenamiento, utilizar cachés

para los discos, planificar de forma óptima las peticiones

Sistema de archivos

Un archivo es un conjunto de datos identificado por un nombre. Los archivos se almacenan en dispositivos de E/S. Un archivo es un concepto de alto nivel que no existe en el hardware.

Funciones del S.O.:

manipulación de archivos: crear, borrar, leer, escribir...

manipulación de directorios

ubicar los archivos y directorios en los dispositivos de almacenamiento secundario

automatizar ciertos servicios: copia de seguridad, versiones, etc

Sistema de protección

La protección abarca los mecanismos destinados a controlar el acceso de los usuarios a los recursos, de acuerdo con los privilegios que se definan.

Objetivos del S.O.:

definir el esquema general de protección: clases de usuarios, clases de permisos/privilegios, etc.

definir mecanismos de acceso a los recursos: contraseñas, llaves, capacidades, etc.

controlar el acceso a los recursos, denegando el acceso cuando no esté permitido

Sistema de protección

La protección abarca los mecanismos destinados a controlar el acceso de los usuarios a los recursos, de acuerdo con los privilegios que se definan.

Objetivos del S.O.:

definir el esquema general de protección: clases de usuarios,

clases de permisos/privilegios, etc.

definir mecanismos de acceso a los recursos: contraseñas,

llaves, capacidades, etc.

controlar el acceso a los recursos, denegando el acceso

cuando no esté permitido

Servicios del SO

El S.O. ofrece a los programas una serie de servicios para trabajar en el computador:

Ejecución de programas

Operaciones de E/S

Manipulación de archivos y directorios

Comunicación entre procesos

Comunicación con equipos remotos

Administración de la protección y seguridad

Leer el estado del sistema (hora, nº de procesos, etc.)

Servicios adicionales

Aparte de los servicios básicos, el S.O. puede ofrecer algunas funciones para

optimizar el uso del sistema:

Compartición de recursos

Contabilidad (accounting) - conocer el consumo de recursos

Interfaces con los servicios del SO

Para el programador:

LLAMADAS AL SISTEMA en lenguaje máquina o en alto nivel (ej. lenguaje C)

Para el usuario:

intérprete de órdenes

programas del sistema

¿Qué aspecto tiene una llamada al

sistema?

Windows:

handle = OpenFile(“mifichero”,ofstruct,OF_READ)

UNIX:

fd = open(“mifichero”,O_RDONLY);

MSDOS:

Llamadas al sistema

El S.O. ofrece una gama de servicios a los programas.

Los programas acceden a estos servicios mediante llamadas al sistema.

Las llamadas al sistema son la interfaz entre el programa en ejecución y el S.O.

Es la única forma en la que un programa puede solicitar operaciones al S.O.

Implementación de las llamadas al

sistema

¿Cómo se implementa la llamada?

Habitualmente, mediante una instrucción especial de la máquina (syscall, int, trap...)

La instrucción cambia automáticamente a modo privilegiado

Si programamos en un lenguaje de alto nivel, escribimos la llamada al sistema como una

subrutina, y el compilador la sustituye por la instrucción de máquina correspondiente.

Implementación de las llamadas al

sistema (2)

Muchas llamadas necesitan parámetros, ¿cómo los pasamos al S.O.?

guardándolos en registros de la máquina (muy típico)

en una tabla en memoria principal

poniéndolos en la pila

Ejemplo:

llamadas al sistema de Unix

Procesos: crear proceso (fork), enviar señal a un proceso (kill), tratar señales (signal)…

Memoria: pedir más memoria, liberar memoria...

Archivos: open, close, creat, read, write, mkdir; bloquear fichero (lockf)…

Redes: crear conexión (socket), cerrar conexión...

Protección: cambiar permisos (chmod), cambiar propietario (chown)…

Programas del sistema

Las llamadas al sistema nos proporcionan una interfaz para el programador. Un usuario final

interactúa con el S.O. mediante programas previamente compilados.

El entorno del S.O. Suele proveer utilidades básicas, llamadas programas del sistema, para:

manipular ficheros (ej. ls, cp, etc.)

editar documentos (emacs, edit, etc.)

darnos un entorno de trabajo (ej. escritorio Windows)

desarrollar programas (compiladores, enlazadores, etc.)

comunicarnos con

...