SERVICIOS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

SERVICIOS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Monoprogramación

Se atiende un trabajo a la vez. Cuando el programa entra en proceso se apodera de la CPU y de los dispositivos de E/S, hasta que termina. La monoprogramación es el modo de trabajo en el que solamente un programa utiliza el procesador, siendo además el único existente en la memoria principal, de tal forma que hasta que éste no termine su trabajo no cederá el control al siguiente programa que

será cargado en memoria, sustituyendo al anterior. En el Capítulo N° 5 se detalla el cómo se gestiona la memoria en aquellos sistemas que utilizan este modo de trabajo.

Los sistemas monoprogramables lineales son la expresión más simple del sistema operativo y se caracterizan por tener una cola de atención sin prioridades y un

proceso no termina hasta haber completado su ejecución.

Los sistemas monoprogramables con prioridades se caracterizan por tener una cola de atención con prioridades y un proceso no termina hasta haber completado su ejecución.

Los sistemas monoprogramables con prioridades y tiempo de salida se caracterizan por tener una cola de atención con prioridades y un proceso puede terminar al haber completado su ejecución o después de haber transcurrido un intervalo de tiempo de atención prefijado. En el último caso es devuelto a la cola de atención.

Multiprogramación

En un procesamiento por lotes puede ocurrir que en cierto instante ocupe la CPU un proceso que demande una tarea de impresión; así, él seguirá ocupando la CPU mientras espera que el proceso de impresión termine, dejando la CPU ociosa. La multiprogramación aumenta la utilización de la CPU organizando los trabajos de manera que ésta siempre tenga algo que ejecutar.

El concepto es el siguiente: El sistema operativo escoge uno de los trabajos del depósito y lo comienza a ejecutar. En algún momento, el trabajo tendrá que esperar que se efectúe cierta tarea como montar una cinta, que se introduzca un mandato mediante el teclado, o que termine una operación de E/S. En un sistema no multiprogramado, la CPU estaría inactiva. En un sistema multiprogramado, el sistema operativo cambia a otro trabajo y lo ejecuta; cuando ese trabajo tiene que esperar, la CPU cambia a otro, y así sucesivamente. Eventualmente el primer trabajo deja de esperar y recupera la CPU; mientras haya otro trabajo por ejecutar, la CPU nunca estará inactiva. Los sistemas operativos multiprogramados son

bastante complejos. Para que pueda haber varios programas listos para ejecutarse, el sistema debe conservarlos todos en la memoria al mismo tiempo. Cuando se consigue esto, se necesita alguna forma de administración de memoria. Además, si al mismo tiempo existen varios programas listos para ejecutarse, el sistema debe elegir uno de ellos. Esta decisión se denomina planificación de la CPU.

Por otra parte, existen dos formas habituales de organizar la diferencia de velocidades de ejecución entre la CPU y los dispositivos: Polling(*) e Interrupciones(**).

(*) El polling consiste en que la CPU está constantemente preguntando a cada periférico si tiene algo que hacer. Finalmente, si varios programas se ejecutan concurrentemente, es necesario limitar la posibilidad de que se interfieran unos a otros en todas las fases del sistema operativo, incluyendo la planificación de

procesos, el almacenamiento en disco y la administración de memoria.

Los sistemas multiprogramables con partición fija disponen de espacios de almacenamiento fijo para los procesos que se encuentran en la cola; así, un proceso debe esperar hasta que este disponible un bloque (o más) de memoria lo suficientemente grande para ser atendido. En los sistemas multiprogramables de partición variable la memoria disponible es dividida en secciones variables de acuerdo a la demanda de cada uno de los procesos que sean almacenados en ella.

Tiempo Compartido

El tiempo compartido (o sistemas en línea) es una extensión lógica de la multiprogramación. La CPU ejecuta las diversas tareas alternando entre ellas, pero estos cambios son tan frecuentes que los usuarios pueden interactuar con cada programa mientras se ejecuta. Un sistema operativo de tiempo compartido permite a los diversos usuarios compartir al mismo tiempo el computador. Puesto que en un sistema de tiempo compartido cada acción o mandato suele ser breve,

sólo se requiere un corto tiempo de la CPU para cada proceso. Como el sistema pasa rápidamente de un usuario al siguiente, cada uno de ellos tiene la impresión de que cuenta con su propio computador, cuando en realidad todos comparten sólo uno. En 1960 se expuso el concepto de tiempo compartido, pero como los sistemas de este tipo eran más difíciles y costosos de construir; no fueron comunes sino hasta principios de los años setenta. Al crecer la popularidad del tiempo compartido, los investigadores han tratado de combinar los sistemas por lotes y de tiempo compartido en uno solo. Diversos sistemas de computación diseñados inicialmente como sistemas por lotes se han modificado para crear un subsistema de tiempo compartido. Hoy en día, la mayoría de los sistemas ofrecen tanto el procesamiento por lotes como el tiempo compartido, aunque siempre su diseño básico se inclina hacia uno u otro tipo.

Los sistemas operativos de tiempo compartido son complejos y ofrecen algún mecanismo para la ejecución concurrente. Además, como en la multiprogramación, hay que conservar simultáneamente varios programas en la memoria, lo que requiere algún tipo de administración de memoria, protección y

planificación de la CPU. Para lograr un tiempo de respuesta razonable hay que intercambiar los trabajos entre la memoria principal y el disco que funciona como almacenamiento de respaldo para la memoria principal. Por tanto, también es necesario proporcionar administración del disco. Los sistemas de tiempo compartido deben ofrecer, además, un sistema de archivos en línea. La multiprogramación y el tiempo compartido son los aspectos centrales de los sistemas operativos modernos.

Sistemas De Tiempo Real

Se utilizan cuando hay requerimientos de tiempo muy rígidos en las operaciones o en el flujo de datos, generalmente se utilizan como sistemas de control en una aplicación dedicada. Por ejemplo: sistemas de control industrial, experimentos científicos y sistemas médicos. Los sistemas de tiempo real se pueden clasificar

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