Revisión de hardware del Computador Algunos de los componentes de un simple computador personal Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall,

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1 Revisión de hardware del Computador Algunos de los componentes de un simple computador personal Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

2 CPU Pipelining Figure 1-7. (a) Una canalización (pipeline) de tres estados (b) Un CPU súper escalar Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

3 Una jerarquía típica de memoria Los números son aproximaciones Jerarquía de Memoria Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

4 La memoria principal está dividida en líneas de cache (64 bytes) 0-63 in line 1, 64-127 in line 2 Cuando el programa lee le cache de hardware de palabra chequea para ver si está en el cache Si es así, es un cache de acierto (2 ciclos Si no, hace una petición a la memoria a través de bus (es mas caro) Cache es caro de este modo su tamaño es limitado Se pueden tener jerarquías de caches También se puede poner en el cache otras cosas como direcciones URL Caches Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

5 Cuando poner un nuevo ítem el cache? (en un no acierto) En qué línea del cache poner el nuevo ítem? (la palabra de memoria determina la línea) Que ítem remover del cache cuando el espacio se necesita? (la misma línea desocupada) Donde poner en la memoria principal el ítem sacado del cache? (la dirección de memoria lo determina) 4 Preguntas sobre el Cache Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

6 (a) Un quad-core chip con L2 cache compartido. (b) Un quad-core chip con L2 caches separados. Multi hilos y chips Multi core Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

7 . Memoria Principal Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639 RAM ROM – no puede ser cambiado, es rápido y barato ej.- aloja el cargador el bootstrap EEPROM (Borrable eléctricamente PROM) Puede ser re escrita, pero es lenta Ej.-Servidores como films en cámaras digitales, como discos en reproductores de música

8 Surcos divididos en sectores (512 bytes) Múltiples surcos forman un cilindro Discos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

9 Dispositivos de E/S El controlador ejecuta un dispositivo que acepta comandos del SO y los ejecuta Es un asunto complicado Ej.. La instrucción para obtener el comando para leer el sector x del disco y, debe convertir (cilindro, sector, cabeza) la dirección para moverse al cilindro correcto, esperar para que el sector rote hasta quedar bajo la cabeza, leer y guardar los bits, hacer el chequeo (checksum) y luego guardar los bits como palabras de memoria El controlador contiene un computador (procesor) para ejecutar el dispositivo Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

10 Controlador del Dispositivo Es un software de SO que conversa con el controlador que instruye los comando y que acepta sus respuestas Cada fabricante del controlador proporciona el driver para cada SO El driver se ejecuta en modo kernel El Controlador tiene registros que son usados para comunicarse con el driver Tres modos de comunicación Espera Ocupada (Polling) Interruptores DMA Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

11 Dispositivo de Espera Ocupada (polling) Driver emite un comando el controlador Driver hace espera al dispositivo hasta que está listo Ej. Envía un carácter al controlador de la impresora y espera hasta que esté listo para aceptar un próximo carácter Gran uso de la CPU Llamadas programadas de E/S ya no se usan Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

12 Genera un interruptor cuando la E/S ha finalizado. Ej. Cuando un carácter ha sido impreso crea una interrupción a la CPU, permitiéndole hacer otra cosa mientras los otros caracteres está siendo imprimidos I/O vía Interruptores Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

13 E/S por DMA Es una chip especial de controlador Evita usar la CPU como parte de la transferencia de y desde Memoria La CPU le informa a la chip para establecer la trasferencia y hacerse cargo de ella La Chip lo hace y le informa a la CPU vía interruptor cuando ha terminado Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

14 Jerarquía de Buses Al comienzo existía un solo bus, el cual no podía manejar todo el tráfico cada vez que la CPU y las memorias se hacían mas rápidas y grandes Se crea una jerarquía de buses rápidos y especializados Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

15 Estructura de un Sistema Pentium grande Buses de un Sistema Pentium Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

16 Variedades de Sistemas Operativos Sistemas Operativos de Mainframe Miles de discos…. Un montón de trabajos con E/S Servicios por lotes (batch) (pagos de sueldos), transacciones (reserva de líneas áreas) tiempo compartido (timesharing ) (consultas a base de datos) Antiguamente Unix, fue reemplazado por Linux Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

17 Variedades de Sistemas Operativos Sistemas Operativos de Servidor Workstations Archivos, impresoras servidos res web BSD, Linux, Windows Sistemas Operativos de Multiprocesores Usan múltiples núcleos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

18 Variedades de Sistemas Operativos Sistemas Operativos de PC Linux, Mac, Windows Sistema Operativos Smart fono Androide, iPhone, BlackBerry No tienen disco duro Palm, Symbian es un popular SO Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

19 Variedades de Sistemas Operativos Sistemas Operativos embebidos TV sets, autos, DVD, MP3 Todo está en ROM (ninguna aplicación puede correr sobre el) QNx, Vxworks Sistemas Operativos de Tiempo Real Hard (ej. factory) deadline Soft (ej. multi-media) deadline Sistema Operativo en Tarjetas Inteligentes (Smart card) (ej. border crossing cards) Java en ROM Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

20 Proceso Espacio de Direcciones Archivos Entrada/Salida Protección La Shell Conceptos de Sistemas Operativos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

21 Programa en ejecución Permanece (vive) en el espacio de direcciones Tabla de procesos Mantiene información acerca de los procesos Se usa para re comenzar los proceso Shell (interpretador de comandos) lee los comandos desde el terminal Procesos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

22 Un Árbol de un Proceso Proceso crea procesos hijos Estructura de árbol Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

23 Se puede comunicar con otros Tiene UID’s y grupos ID’s (GID) Se puede comunicar con otros (IPC) Proceso Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

24 El directorio es organizado como un árbol La ruta procede desde la raíz (ej.. facultad/profesor Brown/cursos) Directorio de Archivo Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

25 Un CD-ROM es montado en un directorio (ej. b) Montaje de Archivos en UNIX Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

26 Archivos especiales pueden usar las mismas llamadas de E/S para todos los archivos. SO las trata como archivos. Especiales block de archivos (discos) Caracteres especiales de archivo (impresoras, modems) Mantenidos en /dev directory, ej. /dev/lp impresora de línea Archivos Especiales Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

27 A y B escriben en la pipe and leen desde la pipe. Canal (pipe) Unix Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639 En Unix los procesos se pueden comunicar a través de escritura y lectura en un canal (pipe)

28 La E/S es una gran parte de los SO La protección de UNIX usa rwx bits para cada archivo 3 bits para el dueño, 3 para el grupo y 3 para cualquiera Shell (interpretador de comandos) UNIX Existe distintas shell sh,bash,csh,ssh….. Sort archivo2 Cat archivo 1 archivo 2 archivo 3 | sort > /dev/lp E/S, Protección de la Shell Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

29 Interface entre programas de los usuarios y el SO Varía de SO a SO Las llamadas al sistema son emitidas por los programas de los usuarios Las llamadas usan llamadas de la librería del mismo nombre Una rutina de la librería ponen la máquina en modo kernel (emiten una instrucción especial) Encuentran la rutina de llamada al sistema en una tabla Realiza el trabajo especificado en la rutina Retorna al programa del usuario Llamadas del Sistema Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

30 Count=read(fd, buffer, nbytes) fd es un descriptor de archivo. Cuando un archivo es abierto, los permisos son chequeado. Si el permiso es otorgado, un numero (fd) es retornado. Entonces el archivo pues ser leído/escrito nbytes es el numero bytes del archivo buffer es donde la lectura deposita los bytes Llamadas al Sistema de Lectura en Unix Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

31 read(fd, buffer, nbytes). Llamadas de Sistema Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

32 Comienza con la administración de proceso Ver como ellas son usadas en la shell Se puede entonces escribir una shell Entonces se hace un sumario breve de la llamada para Administración de Archivos Otras llamadas útiles Una mirada a las llamada de Sistema Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

33 Llamadas de Sistema para Administración de Procesos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

34 Los procesos tienen tres segmentos: texto, dato, and pila (stack). Diseño de Memoria Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

35 . Shell Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

36 Pid=fork( ) Duplica el completamente el proceso padre Todo es duplicado - datos,registers,fd’s Fork retorna un valor (pid) Zero en hijo El PID del hijo en el padre Es usado para diferenciar el hijo del padre Fork Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

37 Reemplaza la imagen del núcleo (core ) del proceso por el nombre de su llamada Execve(nombre,arg,environp) tiene 3 parámetros Nombre del archivo (ej. cp command) Arg-pointer hacia los argumentos de un arreglo Environp- puntero a un arreglo del ambiente Execve Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

38 Cp f1 f2 es ubicado por execve y los parámetros son pasados por execve Main(argc, argv, envp) es un programa en cp Argc #ítems en al line de comando (=3 en cp) Argv apunta a un arreglo (arg[0] apunta a cp, arg[1] apunta a f1, Envp apunta a medios, un arreglo, nombre=valor con información tal como tipo de terminal Excve (ejemplo) Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

39 . Llamadas de Sistema para Administración de Archivos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

40 Sistema mantiene un seguimiento para Regular, especial Fecha de creación Tamaño Estado de acceso vía comando stat Modo Archivo Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

41 . Llamadas de Sistema para Directorios y Administración de Archivos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

42 o En Unix, cada archivo es identificado por un número i o El numero i indexa a una tabla de nodos i o Link crea una nueva entrada en el directorio con el mismo numero i o Tiene un nuevo nombre (note en vez de memo) Ligado (Linking) Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

43 mount(“/dev/fd0”, “/mnt”, 0) es una llamada de sistema El Archivo viene del drive 0 y es montado sobre un archivo binario /mnt. El tercer paramento dice si es de lectura o escritura El resultado es que el archivo del drive 0 puede ser accedido desde un directorio Es ejemplo puede ser aplicado para stiks de memoria o porciones de disco duro Llamadas de Sistema para Montar (Mount) Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

44 Otras Llamadas de Sistem a Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

45 Correspondencia aproximada de las llamadas de Win32 API a las llamadas UNIX Windows Win32 API Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

46 Sistemas Monolíticos Un programa principal invoca un procedimiento de servicio. Un conjunto de servicios que llevan a cabo las llamadas de servicio. Un conjunto de procedimientos de ayuda que facilitan los procedimiento. Estructura de los Sistemas Operativos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

47 Un modelo simple de la estructura de un sistema monolítico. Sistemas Monolíticos Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

48 Autor: Dijkstra Sistema de Capas – EL Sistema Operativo Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

49 Pequeño numero de procesos permitido en el kernel Minimiza los efectos de bugs No se quieren bug en los drivers que gana caer el sistema Poner mecanismo en el kernel and las políticas fuera de él Mecanismo de procesos planeados a través de un algoritmo de planeación de procesos Política de asignación de prioridades del espacio del usuario Microkernels Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

50 Estructure de sistema MINIX 3. Microkernels Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

51 Modelo cliente-servidor sobre una red. Modelo Cliente-Servidor Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

52 La estructure del VM/370 con CMS. Máquinas Virtuales (1) Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

53 (a) Tipo 1 hypervisor. (b) Tipo 2 hypervisor. Máquinas Virtuales (2) Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

54 El lenguaje C Archivos de Encabezamiento (Header) De utilidad para grandes proyectos de programación Modelo de tiempo de ejecución El Mundo de Acuerdo a C Tanenbaum, Modern Operating Systems 3 e, (c) 2008 Prentice-Hall, Inc. All rights reserved. 0-13-6006639

55 El proceso de compilación en C y sus filas de encabezamiento para producir un ejecutable El Modelo de Tiempo de Ejecución