Diseño de Sistemas Operativos

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TRABAJO FINAL

DISEÑO DE SISTEMAS OPERATIVOS

Realizado por:

Dilmer Vilca Maguiña

ÍNDICE

Tema 1: Introducción        3

Introducción        3

Ejecución asíncrona y modular        6

Gestión de memoria en libc        6

Tema 2: Funcionamiento del Sistema Operativo        6

Tema 3: Procesos        7

Introducción a procesos y periféricos        7

CCV CCI y planificación        7

Driver y servicios ampliados        7

Tema 4: Sistemas de Ficheros        8

Tema5: Introducción al sistema de memoria        9

Gestión de memoria        9

Tema 1: Introducción

Introducción

En este primer tema sé explicará que es un sistema operativo, cuáles son sus principales funciones, características, objetivos y acabaremos hablando sobre su estructura. Para poder tener en un principio una idea general de un sistema operativo, en los siguientes temas se hablará más en profundidad de las diferentes partes que conforman un sistema operativo.

¿Qué es un sistema operativo?

Un sistema operativo (SO) es un programa, cuya finalidad es permitir la comunicación entre el usuario y el ordenador y gestionar sus recursos de manera sencilla, segura y eficiente. Podemos decir que el sistema operativo es el programa más importante que se ejecuta, porque sin él, el ordenador no es capaz de hacer nada.

Principales Funciones

Las principales funciones de un sistema operativo son las siguientes:

1.- Gestor de recursos

Dentro de un ordenador pueden existir varios programas, los cuales pueden pertenecer al mismo usuario o a diferentes usuarios. El sistema operativo es el encargado de asignar los recursos a los diferentes programas en ejecución. Esta asignación de recursos se realiza dependiendo de la disponibilidad de los recursos y la prioridad de los programas.

Los recursos que maneja el sistema operativo se pueden dividir en físicos y lógicos.

• Físicos: se encuentra el procesador, la memoria principal y los dispositivos.
• Lógicos: se encuentran los archivos y los puertos de comunicación.

2.- Máquina Extendida

Las llamadas al sistema son un conjunto de servicios que el sistema operativo ofrece a los programas cuando lo necesitan, lo que proporciona una visión de máquina extendida. Permitiendo que los programas sean más sencillos y estén protegidos frente a otros usuarios. Estos servicios se pueden agrupar en las siguientes clases: ejecución de programas, operaciones de E/S, operaciones sobre archivos y detección y tratamiento de errores. En los posteriores puntos se hablará más sobre estas clases.

Es importante destacar que, de estas llamadas al sistema, surgen dos abstracciones fundamentales: los procesos y los archivos.

Un proceso se define como un programa en ejecución, el cual es un concepto fundamental en el SO, debido a que uno de los objetivos principales es crear, ejecutar y finalizar procesos.

Gracias a la abstracción de los archivos se permiten operaciones tales como la creación, borrado, renombrado, apertura, lectura y escritura de datos (archivos).

3.- Interfaz del usuario

El intérprete de mandatos o Shell es la parte del sistema operativo encargado de que el usuario y el ordenador se puedan comunicar.

El Shell realiza la siguiente secuencia constantemente:

• Esperar alguna orden del usuario. Mediante línea de comando (CLI), o mediante interfaz gráfica (GUI).
• Analizar la orden. Pudiendo utilizar llamadas al sistema en el caso de que la orden sea correcta.
• Finalizada la orden, vuelve a esperar.

Características

Las características más importantes de un sistema operativo son las siguientes:

• Versátil: un equipo puede tener diferentes sistemas operativos, y un sistema operativo puede ser usado por diferentes equipos.
• Adaptativo: debido a la gran evolución de los ordenadores y los cambios de demanda en los últimos años, los sistemas operativos han tenido que mejorar para adaptarse a esos cambios.
• Multidisciplinar: el software de los sistemas operativos es multidisciplinar debido a que integra trabajos de diferentes áreas como, por ejemplo, la inteligencia artificial, la seguridad, la ingeniería del software, etc.
• Complejo: debido a las múltiples funciones que realiza el sistema operativo para poder ejecutar las ordenes de un usuario, se necesitan muchas líneas de código y muchos equipos de trabajo.
• Delicado: debido a que tiene información de diferentes usuarios que no debe ser perdida o revelada a otros usuarios. Además, un fallo en alguno de los módulos del sistema operativo puede llegar a bloquear el sistema.

Objetivos

Debido a la gran importancia que tiene el sistema operativo en un ordenador, tiene que cumplir de la mejor manera y el máximo número de los siguientes objetivos para el diseño de un sistema operativo.

• Rendimiento: eficiencia a la hora de gestionar los recursos, haciendo que la velocidad de un ordenador aumente. Teniendo una baja sobrecarga.
• Estabilidad: un sistema operativo tiene que ser robusto, resistente y fiable.
• Capacidad: prestaciones, flexibilidad y compatibilidad.
• Seguridad y protección: se pretende que los datos sean íntegros y privados entre los diferentes usuarios, además de estar siempre disponible.
• Portabilidad: un sistema operativo se debe poder ejecutar en diferentes dispositivos.
• Claridad y extensibilidad: para poder mejorar el sistema operativo con facilidad.

Estructura

El sistema operativo esta formado por tres partes fundamentales, el núcleo (kernel), el módulo de servicios y el módulo shell:

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