Sistemas operativos 02_-_2010

Elkin Alfredo Albarracin Navas, Esp.

Universidad Pontificia Bolivariana – Seccional BucaramangaII Semestre Académico 2010

CURSO DE SISTEMAS OPERACIONALES

02 – INTRODUCCION (2)



SISTEMA OPERATIVO

Un sistema operativo explota :

• Los recursos hardware de uno o más procesadores para proporcionar un

conjunto de servicios a los usuarios de un sistema.

• Gestiona la memoria secundaria.

• Gestiona los dispositivos de E/S.



ELEMENTOS BASICOS

PC RDIM

RDAM

RDI E/S

RDIAE/S

IR

UNIDAD

DE

EJECUCIÓN

.

.

.INSTRUCCION

INSTRUCCION

INSTRUCCION

.

.

.DATOS

DATOS

DATOS

.

CPU MEMORIA PRINCIPAL

MODULO E/S

BUS DEL SISTEMA

PC = Contador del Sistema

IR = Registro de Instrucción

RDIM = Registro de dirección de memoria

RDAm = Registro de datos en memoria

RDI E/S = Registro de Dirección Entrda – salida

RDA E/S = Registro de datos Entrada / Salida

Buffers



REGISTROS DEL PROCESADOR

A través de los registros del procesador , este proporciona una memoria mas rápida aunque de

menor capacidad que la memoria principal. Estos registros realizan dos (2) funciones

principales :

Registros Visibles Al Usuario : Permiten hacer referencia a

la memoria principal optimizando el uso de los registros. (A

través de lenguaje de máquina o asembler).

Registros de Control y Estado : permiten controlar la

operación del procesador y rutinas importantes del sistema

operativo para controlar la ejecución de programas.




Registros Visibles de usuario

Registros de Datos : Son los utilizados por el programador para un

propósito en general y pueden usarse con cualquier instrucción que realice

operaciones sobre datos.

Registros de Dirección : Contienen direcciones de memoria principal de

datos e instrucciones , pueden ser de propósito general o dedicados :

• Registros de Índice : Direccionamiento indexado , supone agregar o sumar un

índice a un valor de base para obtener la dirección efectiva.

• Puntero de Segmento : la memoria se divide en segmentos (bloques de bytes o

bits) de longitud variable.

• Punteros de Pila : Es un registro dedicado que apunta a la cola de la pila, son

utilizados para las instrucciones que no tienen campo de dirección (apilar, extraer).




Registros de Control de Estado

Tales como RDIM , RDAM, RDI E/S, RDA E/S , PC (Dirección de la próxima

instrucción que se leerá en la memoria) y IR ( Contiene la última instrucción leída).

PSW ( Program Status Word) : Contiene información de los estados,

generalmente con códigos de condición , bits para habilitar o deshabilitar

instrucciones y un bit para supervisar.

Códigos de Condición (Indicadores) : Es un bit asignado por el HW del

procesador con base en el resultado de las operaciones.



EJECUCIÓN DE INSTRUCCIONES

• Un programa que va a ejecutarse en un

procesador consta de un conjunto de

instrucciones en memoria.

• La ejecución de instrucciones consiste en el

proceso que hace el procesador de buscarlas en

memoria y ejecutar cada una de ellas.

• Dependiendo de la naturaleza de la instrucción

puede involucrar una o varia operaciones.



EJECUCIÓN DE INSTRUCCIONES

INICIO PARADABusca la siguiente

instrucción

Ejecuta la instrucción

Fase de Búsqueda Fase de Ejecución

CICLO DE INSTRUCCIÓN BÁSICO

La instrucción leída se carga en un registro del procesador llamado IR (bits), el procesador la

interpreta y realiza la acción, la cual puede ser:

• Procesador – Memoria : transferir datos de procesador a la memoria y viceversa.

• Procesador – E/S : Enviar datos a periféricos o recibirlos a través de los módulos de E/S.

• Procesamiento de datos: Realizar operaciones aritméticas o lógicas sobre los datos.

• Control : La instrucción puede especificar que se alterara la secuencia de ejecución.



INTERRUPCIONES

Es un mecanismos proporcionado por los computadores, en el cual los módulos (memoria y

E/S) pueden interrumpir el secuenciamiento normal del procesador. La clases de interrupciones

son :

• De programa : Generada por alguna condición como resultado de la ejecución de alguna

instrucción, como por ejemplo desbordamientos aritméticas, divisiones por cero o

ejecuciones ilegales.

• Por temporizador : Generada por un temporizador de procesador, sirve para realizar

ciertas funciones de forma regular.

• De E/S : Generada por los controladores de E/S, señalan la conclusión normal de una

operación o el error de una de ellas.

• Por fallo de HW : Fallos en suministros de energía o errores de paridad de memoria.



INTERRUPCIONES

INICIO

PARADA

Busca la siguiente

instrucción

Ejecuta la instrucción

Fase de Búsqueda Fase de Ejecución

Comprueba si hay una interrupción

e inicia el manejador de interrupción

Fase de Interrupción

Interrupciones inhabilitadas

Interrupciones

habilitadas

CICLO DE INSTRUCCIÓN CON EJECUCIONES



INTERRUPCIONES

PROCESAMIENTO SIMPLE DE INSTRUCCIONES

El controlador de

dispositivo ó el HW genera una interrupción

El procesador termina la

ejecución del la instrucción actual

El procesador indica el

reconocimiento de la interrupción

El procesador apila PSW

y el PC en la pila de control.

El procesador carga un

nuevo valor en el PC basado en la interrupción

Salva el resto de la

información de estado del proceso

Procesa la interrupción

Restaura la información

del estado del proceso

Restaura los antiguos

PSW y PC

HARDWARE SOFTWARE



JERARQUIA DE MEMORIA

¿Cuál es su capacidad ?

¿ Cuál es su velocidad ?

¿ Cuál es su costo ?




Dependiendo de la tecnología utilizada se implementan los sistemas de memoria,

pero en cualquiera de los casos se cumple que:

•A menor tiempo de acceso , mayor costo por bit

•A mayor capacidad , menor costo por bit

•A mayor capacidad , menor velocidad de acceso, costo bajo por bit.

SOLUCIÓN :





Memoria

Interna

Almacenamiento

Externo

Almacenamiento

Fuera de Línea

Registros

Cache

RAM

Discos Magnéticos

DVD, CD

USB,ARRAYS

Cintas Magnéticas

Discos Opticos

A medida que se desciende:

• Disminuye el costo por bit

• Aumento de la capacidad

• Aumento del tiempo de acceso

• Disminución de la frecuencia de acceso a memoria

del computador



?????????

Existe alguna forma de establecer el tiempo medio

de acceso a un byte en un procesador que tiene

acceso a dos niveles de memoria?

Como esta diseñada la memoria cache y como es

su operación de lectura.

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