Niveles del S.O. Núcleo Servicios Shell Carga y Activación de un S.O. Arranque hardware

1. ELEMENTO DE COMPETENCIA 3 • Niveles del S.O. • Núcleo • Servicios • Shell • Carga y Activación de un S.O. • Arranque hardware • Ubicación del Sistema Operativo • Arranque del Sistema Operativo • Arquitecturas de Sistemas Operativos • Sistemas monolíticos • Sistemas en capas • Máquinas virtuales • Exokernels • Modelo cliente/servidor • Modelo OO o de objetos distribuidos y componentes

2. NIVELES DEL SISTEMA OPERATIVO

3. El NUCLEO • KERNEL de un S.O. es un conjunto de rutinas cuya misión es la de gestionar el procesador, la memoria, la entrada/salida y el resto de recursos disponibles. • FUNCIONES: • - procesamiento de interrupciones • - creación/destrucción de procesos • - sincronización de procesos • - soporte a actividades de E/S • - soporte a actividades de asignación de memoria • - soporte a actividades de desasignación de memoria • - soporte a actividades con archivos • - soporte llamada/regreso procedimientos • TODAS LAS FUNCIONES SON TRANSPARENTES.

4. CAPA DE SERVICIOS ó LLAMADAS AL SISTEMA • Ofrece a los programas unos servicios en forma de una interfaz de programación API. • API : AplicationProgramming Interface

5. EL SHELL EL SHELL

6. EL SHELL • Es la interfaz principal entre el usuario sentado frente a una terminal y el S.O. • Código que interpreta las llamadas al sistema agrupadas en programas llamadas comandos. Indicador Comando Inicio sesion Shell $ date $ Terminal E/S

7. TIPOS DE SHELL • Tipo gráfico (windows) • Tipo comando (DOS, Linux, etc) MODO GRÁFICO: todo se hace a través del ratón MODO COMANDO: shell comienza mostrando el prompt (indicador) que le indica al usuario que el shell está listo para leer un comando.

8. CARGA Y ACTIVACIÓN DE UN S.O. El arranque de un ordenador actual tiene 2 fases: • Arranque hardware • Arranque del S.O.

9. ARRANQUE HARDWARE • Iniciador ROM Programa de arranque disponible en la ROM • Al arrancar el ordenador  Señal eléctrica  Carga valores predefinidos en los registros. • Contador del programa  dirección de inicio del iniciador ROM • El iniciador ROM realiza tres funciones: • Comprueba el sistema, detectando sus características y comprobando su funcionamiento. • Lee y almacena en memoria el programa cargador del S.O. • Pasa el control al cargador del S.O., saltando a la dirección de memoria donde lo ha almacenado. • PC’s la ROM tiene también un SW de E/S, la BIOS

10. Ubicación del Sistema Operativo • S.O. está almacenado en una unidad de disco • Programa cargador (o boot) del S.O.  primeros sectores del disco y con un tamaño prefijado. • Master Boot Record o Volume Boot Record • Programa iniciador de la ROM y S.O. tienen un acuerdo sobre el cargador del S.O.: Ubicación Dirección de arranque Tamaño • Esto permite que el iniciador pueda soportar varios S.O.

11. ARRANQUE DEL SISTEMA OPERATIVO • Programa cargador del S.O.  trae a memoria algunos componentes del S.O. • Empieza la fase de iniciación del S.O.: • Comprobación del sistema • Se establecen estructuras internas del S.O.: tabla de procesos, tabla de memoria, de E/S • Se carga la parte del S.O. que va a estar siempre en memoria, sistema operativo residente • Se lanzan los procesos auxiliares y demonios (impresión, red, etc.) • Se crea un proceso de inicio o login, por cada terminal.

12. COMPONENTES DEL SO

13. Componentes del SO Servicios según función • Gestión de procesos.-Encargadaplanificación y destrucción procesos. • Gestión de memoria.- Encargada : memorias libres, ocupadas, asignación, liberación. • Gestión de E/S.- Encargada manejo de los dispositivos periféricos. • Gestión de archivos y directorios.-Encarga manejo archivos y directorios y administración almacenamiento secundario. • Comunicación y sincronización entre procesos.- Encargada mecanismos para que procesos puedan comunicarse y sincronizarse. • Seguridad y protección.-Encarga garantizar la identidad de los usuarios y definir su perfil.

14. Estructuras Sistemas Operativos Sistemas con capas Sistema cliente/servidor Estructura: forma en que se encuentran organizadas los diferentes componentes del sistema operativo. Monolíticos ESTRUCTURAS Estructurados

15. Constituido por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que c/u pueda llamar a cualquier otra. ESTRUCTURAMONOLÍTICA CARACTERÍSTICAS: • No poseen estructura clara y bien definida. • Construcción del prog. Objeto Final a base de módulos compilados separadamente que se unen a través del editor de enlace (ligador). • Carecen de protecciones y privilegios. • Ejecutan mdo núcleo. • MS-DOS, UNIX

16. Sistemas Monolíticos Procedimiento Principal Procedimiento de servicios Procedimiento Utilitarios

17. Sistema Operativo dividido en niveles totalmente definidos y con una clara interface con el resto de elementos. • Technische Hogeschool Eindhoven • Holanda: E.W. Dijkstra 1968 • Procesamiento por lotes - Electrológica X8 THE SISTEMAS OPERATIVOS ESTRUCTURADOS ESTRUCTURA CON CAPAS OS/2 Deitel 1994 . . .

18. ESTRUCTURA CON CAPAS CAPAS EN ORDEN JERARQUICO: • Hardware (Nivel 0) • Planificación del procesador (Nivel 1) • Gestión de la memoria (Nivel 2) • Controlador de la consola del operador (Nivel 3). • Control de las operaciones de entrada/salida (Nivel 4) • Control de programas del usuario (Nivel 5).

19. ESTRUCTURA CON CAPAS

20. Sistema Operativo de propósito general, se basa en lo mismo que el resto de los sistemas operativos convencionales: el núcleo y los procesos, presenta diferencias en cuanto a la forma de distribuir los trabajos entre sus distintas partes. Servidor de Procesos Servidor de memoria Servidor de terminales Servidor de archivos Proceso cliente . . . NÚCLEO Sistema Cliente - Servidor ESTRUCTURA CLIENTE SERVIDOR NUCLEO tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores.

21. Estructura cliente-servidor Procesos Procesos cliente servidores Servidor de Servidor Modo usuario Servidor de Servidor de Servidor de Servidor de archivos y de Seguridad procesos memoria la E/S directorios Comunicac. API API Micronúcleo Modo núcleo Hardware

22. Estructura cliente-servidor • Implementar todos servicios y funciones S.O. modo Usuario. • MICRONÚCLEO: gestión de interrupciones, gestión básica de procesos y de memoria y de comunicación entre procesos. • SERVIDORES VENTAJAS • Gran flexibilidad • Cada proceso servidor sólo se ocupa de una funcion. • Facilita desarrollo y depuración de los procesos servidores. DESEVENTAJAS • Mayor sobrecarga en el tratamiento de los servicios que los monolíticos. Ejemplos: Minix (Tanenbaum, 1998), Mach (Accetta, 1986), Amoeba (Mulender, 1990). Windows NT

23. Estructura cliente-servidor • Ejemplo: un programa de aplicación normal es un cliente que llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro. Este paradigma ofrece gran flexibilidad en cuanto a los servicios posibles en el sistema final, ya que el núcleo provee solamente funciones muy básicas de memoria, entrada/salida, archivos y procesos, dejando a los servidores proveer la mayoría que el usuario final o programador puede usar. Estos servidores deben tener mecanismos de seguridad y protección que, a su vez, serán filtrados por el núcleo que controla el hardware.

24. Servidor archivos Servidor procesos Servidor terminales Cliente Núcleo Núcleo Núcleo Núcleo Modelo Cliente-Servidor Cliente Servidor los dos son inteligentes mensaje cliente al servidor Máquina 1 Máquina 2 Máquina 3 Máquina 4 RED