Tema 14

Transcript

Técnico de Soporte Informático TEMA 14 SISTEMAS OPERATIVOS Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático TEMA14.SISTEMASOPERATIVOS CONTENIDO 1. INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................3 2. CLASIFICACIÓN .....................................................................................................................................4 Númerodeusuarios .............................................................................................................................4  Númerodeprocesos ............................................................................................................................5  Númerodeprocesadores.....................................................................................................................5  Tiempoderespuesta ............................................................................................................................6  3. ARQUITECTURA,COMPONENTESYFUNCIONES ..................................................................................7  4. ADMINISTRACIÓNDEMEMORIA........................................................................................................11  4.1MEMORIAVIRTUAL ..........................................................................................................................11  4.2INTERCAMBIODEMEMORIA(SWAPPING).......................................................................................12  4.3PAGINACIÓN.....................................................................................................................................13 4.4SEGMENTACIÓN ............................................................................................................................... 13 5. PROCESOSYSUBPROCESOS ...............................................................................................................14  Subprocesos .......................................................................................................................................15 6. ENTRADA/SALIDA .............................................................................................................................16  7. SISTEMADEARCHIVO.........................................................................................................................18  7.1NOMBREDELOSARCHIVOS .............................................................................................................18  7.2TIPOSDEARCHIVOS .........................................................................................................................19  7.3ACCESOALOSARCHIVOS .................................................................................................................19  7.4ATRIBUTOSDELOSARCHIVOS .........................................................................................................19  7.5SISTEMASDEARCHIVOS...................................................................................................................20  8. PLANIFICADORESYGESTIÓNMULTITAREA........................................................................................22    2 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático SedefineSISTEMAOPERATIVO(SO)comounconjuntodeprogramas,serviciosy funcionesquegestionanycoordinanelfuncionamientodelhardwareydel software.  WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES 1. INTRODUCCIÓN El sistema operativo identifica y reconoce el hardware, y el sistema informático comienza a funcionar. Posteriormente, gracias a los programas y aplicaciones del propio sistema operativo, el usuario podrá realizar determinadas funciones. Con el softwarede aplicaciones funcionando encima del sistema operativo, el usuario completará las necesidades de utilizacióndelsistemainformático. Por otro lado, el SO permite al usuario comunicarse con el ordenador, bien mediante el teclado (entorno o interfaz texto), bien mediante otros dispositivos como ratón (entorno o interfaz gráfica); realiza todo el trabajo dentro del equipo; hace transparente al usuario el hardware del ordenador. El usuario lo utiliza, pero se despreocupa de gestionarlo o administrarlo. Gracias a una interfaz sencilla (medio de comunicación entre el usuario el) equipo)proporcionaalusuariounacomunicacióndirecta,sinqueéstetengaquepreocuparse delagestióndecualquierrecursoocomponentehardware.  WWW.ECLAP.JCYL.ES  x Procesador. x MemoriaInterna. x PeriféricosdeEntrada/Salida x Información WWW.ECLAP.JCYL.ES Un sistema operativo dentro del sistema informático, es el motor de todo; hace de intermediarioycontroladorentrelapartefísicadelordenador,elsoftwarequeseutilizayel usuario para gestionar y administrar los recursos. Los recursos hardware y software que controlaogestionaelsistemaoperativosonlossiguientes: Históricamente, los Sistemas operativos han pasado por muchas fases. Los primeros se denominaron monolíticos. La primera computadora fue diseñada por el matemático inglés CharlesBabbage,queyateníaclaralasecuenciaaseguirparaeltratamientoautomáticodela información:   3 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  2. CLASIFICACIÓN  Lo primero que debemos tener en cuenta es que las formas de explotación de un SO responden a cómo el usuario utiliza los recursos que componen el sistema. Explotar un sistemainformáticosignificautilizarlo. Deformageneral.unsistemaoperativosepuedeexplotardedosformas: ¾ Procesamientoporlotes ¾ Procesamientoentiemporeal  Teniendoencuentaquenormalmenteseutilizalaexplotaciónentiemporeal,acontinuación seclasificanlossistemasoperativosenfuncióndelossiguientesparámetros: x Númerodeusuarios. x Númerodeprocesos. x Númerodeprocesadores. x Tiempoderespuesta.  NÚMERODEUSUARIOS Esta clasificación se refiere al número de usuarios que pueden usar los recursos simultáneamente. MONOUSUARIO: Solounusuariotrabajaconunordenador. Todos los dispositivos de hardware están a disposición de ese usuario y no pueden ser utilizadosporotroshastaqueéstenofinalicesuuso. Ejemplos:DOS,Windows3.x,9X,XPHomeEditionyProfessional. MULTIUSUARIO Variosusuariospuedenutilizarlosrecursosdelsistemasimultáneamente. Puedencompartirsobretodo,losdispositivosexternosdealmacenamientoylosperiféricosde salida,comoporejemploimpresoras. 4 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático Ejemplos:Unix,Novell,WindowsNTServer,. NÚMERODEPROCESOS Estaclasificaciónestáreferidaalnúmerodeprocesosqueunequipopuederealizaralavez. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES  Elordenadorosistemainformáticopuedeejecutarsimultáneamenteunnúmerodeterminado deprocesosoprogramas.Unordenadorquesólotengaunprocesadorsólopuederealizaruna tareaalavez.,porelloestaclasificacióntienesusmaticesencuantoalapalabra simultáneamente. MONOTAREA(MONOPROGRAMACIÓN) Estetipodesistemaoperativosólopuedeejecutarunprogramaoprocesoporvez;portanto, los recursos del sistema estarán dedicados M programa hasta que finalice su ejecución. El sistemaoperativoDOSoWindows9Xesmonotarea,yaque,ademásdenosaberutilizarmás deunprocesador,elhardwarequeutilizanparaejecutarunprogramaestáadisposiciónsólo deeseprograma. MULTITAREA(MULTIPROGRAMACIÓN) EstetipodeSOpuedeejecutarvariosprogramasoprocesosdeformasimultánea.Paraesto,la CPUcomparteeltiempodeusodelprocesadorentrelosdiferentesprogramasquesedesean ejecutar. WWW.ECLAP.JCYL.ES AlgunosejemplosdeSOmultitareasonWindowsNT,XPProfessional,Unix… WWW.ECLAP.JCYL.ES Deestamanera,todoslosprocesostardaránindividualmentemástiempoenejecutarse,pero, eltiempomediodeesperaserámuchomenor. Paraestáclasificacióndelossistemasoperativosesindependienteelnúmerodeprocesadores que tenga el ordenador o sistema informático, si bien es necesario tener en cuenta que la multitarearealsóloseconsiguecuandoelequipodisponedemásdeunprocesador.  NÚMERODEPROCESADORES  MONOPROCESO Enestetipodesistemaoperativo,elordenadorsólotieneunprocesador.Todoslostrabajosa realizarpasaránporél.Elordenadorquetengainstaladoestetipodesistemaoperativopuede sermonousuarioomultiusuario,monotareaomultitarea. MULTIPROCESO 5 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático En este caso el ordenador cuenta con más de un procesador. Así, determinados SO pueden aprovecharlasventajasdeestetipodehardware.  LaformadeutilizarlosdiferentesprocesadoresporpartedelSOpuedeserdedostipos: x Multiproceso simétrico (SMP, Symetrical Multi Processing). El sistema operativo utilizarálosprocesadoresporigual;esdecir,alternaráelusodelosprocesadorescon losquecuenteelsistemadeformasimultánea. x Multiproceso asimétrico (AMP, Asymetrical MultiProcessing). El SO reparte las tareas que esté analizando a los procesadores con los que cuenta el sistema informático. Determinadosprocesoslosejecutarásiempreunprocesador,yelotroprocesadosólo seutilizarápararealizarprocesosoprogramadeusuario.Enestecaso,esposibleque unprocesadorestésiempretrabajandoyelotro,enocasiones,sinactividad.  TIEMPODERESPUESTA Esteeseltiempoquetardaelusuarioenobtenerlosresultadosdespuésdeiniciarlaejecución deunprograma. TIEMPOREAL Larespuestaesinmediata(ocasi)despuésdeiniciarelproceso TIEMPOCOMPARTIDO CadaprocesoutilizaráciclosdelaCPUhastaquefinalice.    ENRESUMEN… UnSistemaOperativo(SO)eselsoftwarebásicodeunacomputadoraqueproveeuna interfazentreelrestodeprogramasdelordenador,losdispositivoshardwareyelusuario. UnSOpuedeclasificarsedediversasformas,tomandocomomásimportantesenestecaso cuandodependedelnúmerodeusuariosquelopuedenutilizar,elnúmerodeprocesos queescapazderealizaralavez,elnúmerodeprocesadoresquecontienefísicamenteyel tiempoquetardaenresponderaunaorden. 6 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático   3. ARQUITECTURA,COMPONENTESYFUNCIONES Actualmentelossistemasoperativosseorganizanencapas. Sisetieneencuentalasfuncionesqueunsistemaoperativopuederealizar: x Controlyejecucióndeprogramas. x Control,gestiónyadministracióndeperiféricos. x Control,gestiónyadministracióndeusuarios. x Controldeprocesos. x Controldeerroresdesistemaydeaplicaciones. x Controlygestióndeseguridadfrenteaintrusosovirus. x Etcétera. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES   COMPONENTES WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Unsistemaoperativoseestructura,básicamente,encinconivelesocapas.Cadaunodeestos niveles se comunica con el nivel inmediatamente inferior y superior de tal forma que todos ellosestáncoordinadosyconsiguenelobjetivodelsistemaoperativo. El sistema operativo está compuesto por un conjunto de paquetes de software que pueden utilizarseparagestionarlasinteraccionesconelhardware.Estoselementosseincluyenporlo generalenesteconjuntodesoftware:  x El núcleo, que representa las funciones básicas del sistema operativo, como por ejemplo, la gestión de la memoria, de los procesos, de los archivos, de las entradas/salidasprincipalesydelasfuncionesdecomunicación. x Elintérpretedecomandos,queposibilitalacomunicaciónconelsistemaoperativoa través de un lenguaje de control, permitiendo al usuario controlar los periféricos sin conocerlascaracterísticasdelhardwareutilizado,lagestióndelasdireccionesfísicas, etcétera. x El sistema de archivos, que permite que los archivos se registren en una estructura arbórea. 7 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Lasiguientefiguramuestraestediseñoporcapas:  Técnico de Soporte informático 8 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  WWW.ECLAP.JCYL.ES Descripción 3 Usuario. Se encarga de controlar Los procesos. a nivel usuario;esdecir,muestraalusuarioelprocesoqueestá ejecutandooelquedeseaejecutar. 2 Supervisor. Se encarga de realizar la comunicación de cada proceso entre el sistema y el usuario, controla y coordinaLagestióndeentradaysalidadeLosdiferentes procesos hacia los periféricos y los dispositivos de almacenamientoexterno. 1 Ejecutivo. Se encarga de administrar la memoria, almacenar Los procesos en páginas (segmentación. paginación. almacenamiento en búfer. etc.), tanto en memoriaprincipalcomoendisco. 0 Núcleo.SeencargadecontrolarLaCPU.Degestionarqué procesos llegan a la CPU para ser ejecutados (planificacióndeprocesos),derealizartareasbásicasdel sistema.delacomunicaciónconelhardware,etcétera. WWW.ECLAP.JCYL.ES  Nivel WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES OtraposibleclasificacióndelosnivelesdelosSOeslasiguiente: Enlaactualidadlamayoríadelossistemasoperativossonmultiusuarioymultitarea,esdecir, pueden ejecutar varios procesos a la vez. Para ello el núcleo de estos sistemas operativos gestionalasdenominadasmáquinasvirtuales. Una máquina virtual es un archivo, o conjunto de archivos que es una copia exacta del hardware real que gestiona el propio SO. Dispone de los niveles de núcleo, ejecutivo, supervisoryusuario,comosifueranindependientes,paracadausuarioqueutiliceelsistema. Estetipodegestión,querealizanlamayoríadelosSOmultiusuarioymultitarea,confieregran estabilidad al sistema, ya que ante eventuales errores de una aplicación, el hardware no se bloquea;laaplicacióndelusuario,ysucorrespondientecopiadehardware,eslaquedejade ejecutarse. Por tanto, el resto de usuarios podrán seguir ejecutando sus programas sin más problemas. Es decir, el bloqueo de un proceso que puede estar ejecutando un usuario no afectaalrestodeprocesos,yaquecadaunodeellos,inclusoparaelmismousuario,seejecuta enunamáquinavirtualdiferente,porloqueelhardwaredelamáquinanoseveafectado.  9 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático Unavezqueelusuarioterminadeejecutarsuaplicación,seproducelainteracciónrealconel hardware. El sistema operativo termina de ejecutar correctamente la aplicación, el resto de usuariossiguentrabajandoconsusmáquinasvirtualesy.evidentemente.elhardwarefunciona sinproblemas. Sedescargaelcontenidodelosarchivosqueformanlamáquinavirtualalhardware.momento en que se produce la operación real de entrada y salida sobre el periférico o dispositivo de almacenamiento.     ENRESUMEN… Los Sistemas Operativos se organizan en capas. Estas capas son las encargadas y responsables de realizar todas las acciones necesarias para llevar a cabo una orden. En principio,estascapasson5,queserepartenentreloscomponentedelsistema(núcleo), intérpretedecomandosysistemadearchivos. 10 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático   WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES 4. ADMINISTRACIÓNDEMEMORIA Lapartedelsistemaoperativoqueadministralamemoriaeseladministradordememoria.Se encargade:llevarenunregistrolaszonasdememoriaqueseestánutilizando.Deestaforma, reservaráespaciodememoriaparalosprocesosnuevosyliberaráelespaciodelosprocesos quehanfinalizado. También se encarga de gestionar el intercambio de datos entre memoria y disco, siempre y cuandolosprocesosseantangrandesquenoquepandeunasolavezenmemoria. Lossistemasdeadministracióndememoriasepuedenclasificarendosgrupos: x Losquedesplazanlosprocesosdememoriacentralaldisco,yviceversa.\ x Losquenorealizandichodesplazamiento. Lagestióndememoriaesimportantecuandoseutilizansistemasoperativosmultiprocesoy, aún más, con sistemas operativos multihilo, ya que se comparten espacios de memoria en donde están las variables compartidas y a las que acceden varios procesos o hilos de un proceso. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES En general, la gestión de memoria es sencilla en sistemas operativos monoproceso. Al introducirlamultitarea,lacosasecomplica,yaqueesnecesariodisponerdevariosprocesos residentessimultáneamenteenmemoria. A continuación, se describen las técnicas más usuales aplicadas por los sistemas operativos paralagestióndelamemoria.  4.1MEMORIAVIRTUAL El ordenador dispone de memoria central o principal, pero ésta es limitada y, en grandes sistemas,casisiempreinsuficiente. Al principio, para solucionar este problema, se adoptaron técnicas tales como dividir el programaenpartesdenominadascapas.Cadaunadelascapasseiríaejecutandosegúnfuera necesario;esdecir,enprimerlugar,sepasaríadeldiscoduro(osoportedealmacenamiento)a memoria. Cuando fuera necesario utilizar otra parte del programa que no estuviera en memoria central o principal (memoria RAM), se accedería de nuevo al disco para cargar la siguiente capa en memoria principal. Esta labor de dividir el programa en capas la puede realizar el mismo programador, dividiendo el programa en módulos que se irán ejecutando segúnseanecesario,sibienestosuponeunelevadoesfuerzoparaél. Conelperfeccionamientodelossistemasoperativos,sehallegadoalaubicacióndelascapas del programa en memoria de forma transparente para el programador y para el usuario. De 11 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático este modo, sólo el diseñador del sistema operativo es el encargado de realizar esta carga y descargadecapasenlamemoria. El método diseñado por Fotheringan se conoce con el nombre de memoria virtual. El diseñador consideró que el programa que se iba a ubicar en memoria podría ser excesivamentegrandeparaeltamañofísicodeésta,portanto,permaneceríaenmemoriala partedelprogramaqueseestáejecutando,mientraselrestoseguiríaubicadaeneldisco. EstatécnicaconsideraelespacioendiscolibrecomosisetratasedememoriaRAM SólosecargaenmemoriaRAMlapartedelprogramaqueenrealidadseestáejecutandoen eseinstante.Mientras,elrestodelprogramaenejecución,permanecealmacenadoendisco parasuposteriorutilizaciónsifueranecesario. Con esta técnica, se consigue disponer, casi siempre, de RAM libre, necesaria para el propio procesador. Por el contrario, cuando se cargan demasiados procesos a la vez, el sistema se ralentiza,yaquetienequeestarpasandoinformacióncontinuamentedesdeeldiscoduro,ala memoriaRAMoviceversa.  4.2INTERCAMBIODEMEMORIA(SWAPPING) El intercambio de memoria es una técnica parecida a la de memoria virtual. Cuando varios usuariosestánejecutandoprocesosenunmismoordenador,ésteseveobligadoacargarlos en memoria RAM. Según el estado en el que se encuentre el proceso de cada usuario, la memoriaseiráliberandodesuprocesoypasaráalazonadeintercambiomediantelatécnica llamadaintercambiohaciafuera.Deestaformalamemoriainternaquedaliberadaparaque enellasepuedaalmacenarotroprocesodelmismousuarioodeotro. Sielusuariovuelveasolicitarsuprocesoparaseguirejecutándolo,seproduceeldenominado intercambiohaciadentro,queconsisteenpasarelprogramadelazonadeintercambioala memoriainterna. Esta zona de intercambio se suele utilizar en sistemas operativos como UNIX y Linux. Está formadaporunespaciofísicodeldiscodondeseencuentrainstaladoelsistemaoperativoylas aplicacionesquesevanaejecutar.Losfabricantesdeestossistemasoperativosrecomiendan queestazonaseadel20%,aproximadamente,delespacioendiscooeldobledelacapacidad dememoriaRAMdelordenador(lamayordelasdos). Ladiferenciaentrelagestióndememoriavirtualyelintercambiodememoriaradicaenque mediantelaprimerapuedellegaraocurrirqueeldiscoduroestétanllenoquelagestiónsea difíciloimposible,yaqueelespaciodestinadoalintercambiosueleserespaciodeldiscoduro en el que está instalado tanto el sistema operativo como el software de aplicaciones y los datos del usuario. En el intercambio de memoria no puede ocurrir esto, ya que esta zona siempre estará disponible para el intercambio de programas con la memoria principal. Normalmente, al estar esta zona en un dispositivo físico diferente, todo el espacio estará disponiblecadavezqueseenciendaelordenador. 12 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES 4.3PAGINACIÓN La paginación es una técnica que consiste en dividir la memoria interna en zonas iguales llamadasmarcos,ylosprogramasenpartesdelmismotamaño,denominadospáginas. Paraubicarunprogramaenmemoria,elSObuscaráenmemoriafísicalosmarcosquetenga libres.Eltamañodeestosmarcossediseñamediantehardware. MediantelatabladepáginaslaCPUasignalasdireccionesfísicasdelosmarcosalaspáginasen lasquesehadivididoelprograma. Latécnicadelapaginaciónessimilaraladelamemoriavirtual.Lagrandiferenciaesqueaquí no existe disco duro para intercambiar parte de los procesos. Concretamente, el sistema operativoDOSutilizaunatécnicaparecidaalapaginación. Enresumen,lapaginaciónesunatécnicadereasignaciónoredireccionamientodinámico;se ha de tener en cuenta que la tabla de páginas se puede almacenar en registros especiales destinadosatalefectooenunapartedelapropiamemoria. Latransformacióndelasdireccioneslógicasenfísicaslarealizalaunidaddeadministraciónde memoria.  4.4SEGMENTACIÓN WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Esunatécnicasimilaralapaginaciónquepermitedefinirlosbloquesdememoriadetamaño variable.Cadasegmentopuedevariardesde0hastaunmáximopermitido.Estossegmentos pueden tener distinta longitud. Además, la longitud de un segmento puede variar según las necesidadesdelprograma. El ordenador, a través del sistema operativo, puede organizar la memoria en bloques concretos,ytenerpartesdeelladestinadasaalmacenarlasestructurasdedatos,quepueden aumentarodisminuirsegúnlasnecesidadesdelusuarioodelprograma.Paraello,seutilizarán lasPilasdememoria,enlasquesegestionanlasestructurasdedatosnecesarias. Lapaginacióndifieredelasegmentaciónenquemientrasquelaspáginassondetamañofijo, lossegmentosno.  ENRESUMEN… La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de la memoria.Paraelloexistendiferentesesquemasdeadministracióndememoriadesdelos mássimpleshastalosmáselaborados.Alintroducirlamultitarea,laadministracióndela memoriaesmáscomplicada,yaqueesnecesariodisponerdevariosprocesosresidentes simultáneamenteenmemoria. 13 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  5. PROCESOSYSUBPROCESOS Un proceso o tarea, se puede definir como un programa en ejecución. Un proceso en un sistemaoperativopresentalassiguientescaracterísticas: Para iniciar su ejecución debe cargarse completamente en memoria y tener asignados todos losrecursosquenecesite. Está protegido del resto de procesos; ningún otro proceso podrá escribir en la zona de memoriapertenecienteaeseproceso. Puedeperteneceralusuariooserpropiodelsistemaoperativo.Losprocesospertenecientesa los usuarios se ejecutan en el modo denominado modo usuario del procesador (con restricciones de acceso a los recursos hardware). Los procesos que pertenecen al sistema operativoseejecutanenelmodonúcleoomodoprivilegiadodelprocesador(sinrestricciones deaccesoalosrecursoshardware). Cadaprocesotendráunaestructuradedatosllamadabloquedecontroldeproceso,dondese almacenaráinformaciónacercadelproceso. Cadaprocesopuedecomunicar,sincronizarseycolaborarconlosdemás.Estasoperacionesse realizanmediantecomunicación,sincronizaciónycolaboración. Además de las características anteriores, hay que tener en cuenta que a cada proceso se le asignaunespaciodedireccioneslógicasenelqueresideelproceso.Esteespaciodememoria esigualalmáximoqueelsistemaoperativoinstaladoseacapazdegestionar(enunsistema operativode32bitsesde4Gb).Aquíentraenjuegolamemoriavirtualocualquierotratécnica degestióndememoria. Los procesos se dividen en partes de igual tamaño, llamados páginas o marcos. Cuando se carga un proceso, lo que se hace es ubicarlo en memoria y asignarle un número máximo de bloquesdememoria. Unodelosproblemasquepuedensurgireslahiperpaginaciónqueocurrecuandoelnúmero de zonas de memoria asignadas a un proceso desciende por debajo del número mínimo necesario. Una CPU no puede ejecutar dos o más procesos a la vez. Dada la eficacia actual de los procesadores y la elevada rapidez a la que ejecutan los procesos, el usuario aprecia que los programasseejecutansimultáneamente,aunquelaCPUlosejecutesecuencialmente. En general, la mayoría de los ordenadores actuales tienen un único procesador. Eso implica que cuando se están realizando varias tareas a la vez, es necesario compartir el tiempo de trabajo de la CPU. El tiempo compartido resulta de dividir el tiempo de ejecución del procesador en breves intervalos de tiempo (quantum) e ir asignando cada uno de esos intervalos de ejecución a cada proceso que se está ejecutando. Así, los ciclos de CPU, sincronizados por el reloj del sistema, se irán asignando a los diferentes procesos. Toda la 14 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático informaciónreferenteaestaplanificaciónsealmacenaenlatabladeprocesos,quecontiene elbloquedecontroldeprocesos. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES A cada proceso se le asigna un número determinado de quantums (unidades de tiempo) de utilizacióndeCPU.Cuandofinalizaestetiemposeproduceunainterrupción Cuando un proceso solicita una operación de E/S, su estado se cambia a «pausado» y se le colocaenlacoladeldispositivodeE/Squedeseautilizar. Elprocesozombiesaquelprocesoquesehaterminadodeejecutarperoaúnfaltanporliberar algunosrecursos.  SUBPROCESOS Unsubproceso,ohiloesunpuntodeejecucióndeunproceso. Un proceso tendrá siempre como mínimo un subproceso, en el que se ejecuta el propio programa. Un proceso clásico será aquel que sólo posea una hebra. Por ejemplo, si ejecutamos el procesador de textos Microsoft Word, con un único documento abierto, Microsoft Word convertidoenprocesoestaráejecutándoseenunúnicoespaciodememoria,tendráaccesoa determinadosarchivosyadeterminadohardware. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Si en este momento, sin cerrar Microsoft Word, abrimos un nuevo documento, Word no se vuelve a cargar como proceso, simplemente tendrá a su disposición dos hebras o hilos diferentes,deformaqueelprocesosiguesiendoelmismo(eloriginal). Enesteyotroscasospodremosobservar,sisequedabloqueadoalgúndocumentodetextode los que están abiertos, que no solamente se quedará bloqueado el propio documento; quedarándetenidostodosloshilosmediantelosqueseejecutanlosdiferentesdocumentosde texto. Por tanto, si no somos capaces de desbloquear el proceso que tiene el problema, no podremos trabajar con ningún documento de texto de todos los que estén abiertos en ese momento,y,enelpeordeloscasossecerraránsindarnosopciónagrabarlasmodificaciones quehayamosrealizadosobreellos. Todos los recursos (excepto la CPU) son gestionados por el proceso. El proceso es el propietariodelamemoriaquenecesita,delhardware,delosficheros,etc.,aexcepcióndela CPU.LostiemposdelaCPUsongestionadosyasignadosalosdiferenteshilosdeunproceso. Cuando un hilo se está ejecutando, el resto de hilos estarán en espera, bloqueados, etc.; es decir, no estarán en ejecución. Habrá solo un hilo ejecutándose y aunque el resto estén detenidosoenespera,elcontroldetodosloscomponenteshardware,aexcepcióndelaCPU, estaráncontroladosporelpropioprocesoynoporloshilos. De esta forma la comunicación entre las diferentes hebras de un proceso será mucho más rápida y eficiente, porque todas las hebras de un proceso comparten un mismo espacio de memoria. 15 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático      ENRESUMEN… Básicamente,unproceso,esunprogramaejecutándose.Estaejecuciónrequiererecursos del sistema y memoria suficiente para poder realizarse. Cuando un mismo programa  ejecutaalavezdiferentes“archivos”,acadaunodeellosselellamasubproceso.    6. ENTRADA/SALIDA Una de las funciones principales de un sistema operativo es el control de los periféricos de entradaysalidadelordenador.Elsistemaoperativoseencargadeenviarórdenes,determinar eldispositivoquenecesitalaatencióndelprocesador,eliminarposibleserrores,etcétera. Enprimerlugar,esnecesarioclasificarlosperiféricosenfundóndesigestionanlainformación porbloquesoporcaracteres.Laclasificacióneslasiguiente: x Periféricos tipo bloque. Son aquellos en los que la información que se maneja es de tamaño fijo. La información se escribe o se lee de memoria en forma de bloque. Un ejemplosonlosregistrosdeficherosdedatosalmacenadosendiscosodisquetes,ya quecadaregistrocontieneinformaciónreferenteaunbloquehomogéneo. x Periféricos tipo carácter. Son los que sirven para introducir datos en forma de caracteres,sinningúnordenconcreto,dentrodelamemoriadelordenador:puedeser elteclado.Tambiénanalizaremoslagestiónqueserealizadelosperiféricosquesirven paramostrarlosresultadosobtenidosdelagestiónenformadecadenadecaracteres: puedeserelmonitor,laimpresora,etcétera. Cadaperiféricoconstadecomponentesmecánicosyelectrónicos.Porejemplo,undiscoduro estará compuesto por los propios discos de aluminio recubiertos de material magnético, las cabezas de lectura, el motor que los hace gira r, etc., y por la denominada controladora o adaptador,encargadodeconectareldispositivofísicoalordenador. Elsistemaoperativoseencargadeaccederalainformacióndelamemoriaprincipal,extraerla en forma de impulsos eléctricos y enviarla a los diferentes dispositivos periféricos. Si la información se envía a un disco duro, los impulsos se transformarán en señales de tipo magnético;siseenvíaaunaimpresora,setransformaráencaracteres,etcétra. Los dispositivos físicos que el sistema operativo tiene que gestionar para que la información pasedeunsitioalotrodelordenadorseclasificansegúnlafunciónquerealizan: 16 TEMA 14 Técnico de Soporte informático x Soportes de almacenamiento. Memoria auxiliar del ordenador o memoria externa. Puedenserdiscosduros,disquetes,CDͲROM,OVO,streamer,cintasOAT,etcétera. x Interfaces. Permiten la comunicación entre el usuario y el sistema operativo. Son el monitor,elteclado,elratón,laimpresora,etcétera. x Soportes de transmisión. Buses y canales encargados de transmitir la información entre los diferentes componentes que integran el ordenador.Hay que destacar las interfaces como medio de comunicación entre hardware y software a través del sistema operativo. Las interfacessepuedenclasificaren: x Interfaztipotexto.Sielsistemaoperativoesdetipotexto,todaslasórdenesqueel usuario introduzca y las respuestas que el sistema operativo proporcione se introducirán o mostrarán, respectivamente, mediante cadenas de caracteres. Un ejemplo de sistemas operativos tipo texto son DOS, UNIX, las primeras versiones de Linux,etc.Todaslasórdenesseintroducenportecladoysemuestranenlapantalla.La pantalla, cuando se gestiona en tipo texto, tiene un tamaño de 80 columnas por 24 filas,esdecir,puedemostrarhasta1920caracteresdeunasolavez. x Interfaz tipo gráfico. Hoy en día, la mayoría de los sistemas operativos utilizan interfacesdecomunicaciónentremáquinayordenadordetipográfico.Enestetipode interfaces, el uso del ratón es casi imprescindible. La información en pantalla se muestra en bloques o enpantallas independientes. A estos bloques se les denomina ventanas, y en ellas aparecen una serie de componentes y objetos que sirven para enviarorecibirinformaciónsinnecesidaddeescribirnada. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Paralagestióndeperiféricoshayquehablardecontroladoradecanaldeinterrupción. Lacontroladoraesuncomponentehardwarequesirveparagestionarelusodeperiféricos,y puedeserdevariostipos;sufunciónconsisteenconectarfísicamenteelperiféricoalaplaca basedelordenadorparaestablecerlacomunicación. Lascontroladorasoadaptadoresnecesitanunpequeñosoftwareparaqueexistacomunicación entre el periférico y el microprocesador. Este software, llamado controlador (o driver) se encargaderealizarfuncionesdetraducciónentreelperiféricoyelordenadorparaqueambos se entiendan. Los controladores suelen suministrarlos los fabricantes de periféricos en disqueteso COͲROMysuelenestardiseñadosparavariossistemasoperativos;así,elmismo periféricosepuedeutilizarenunsistemaoperativoWindowsoenunoUNIX,dependiendodel controladorqueseinstale. ENRESUMEN… Un Sistema Operativo es el encargado de gestionar los recursos del sistema informático. EstoincluyelosdispositivosdeEntrada/Salida.ElelementodelquedisponenlosSOpara manejarlosperiféricossonlasllamadascontroladorasdecanaldeinterrupción,quepuede serdevariostipos.Comotodohardware,lacontroladoratienesupropiosoftware,sonlos conocidoscomodrivers. 17 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  7. SISTEMADEARCHIVO Cuando trabajamos con sistemas operativos multiusuario, la gestión de datos que se hace dentrodelordenadorysuubicaciónenmemoriayenlossoportesdealmacenamientoexterno puedenplantearalgunosproblemas. Ya hemos visto que el sistema operativo pone sus medios para la ubicación en memoria. En cuanto al almacenamiento en soportes externos, la gestión que haga el sistema operativo tienequeresponderavariascaracterísticas: x Sepodráalmacenarunagrancantidaddeinformación. x Sealmacenarádeformacorrectaunavezterminadoelprocesamiento. x Será posible que varios procesos o programas accedan a la misma información sin interferencias. Para todo esto, después de ser procesada la información, tiene que almacenarse de forma permanente en los soportes externos de almacenamiento. Cada sistema operativo utiliza su propio sistema de archivos. Cada uno de ellos hace una gestión diferente del espacio de almacenamiento,locualdependerádesielsistemaesmultiusuarioomonousuario,multitarea omonotarea,multiprocesoomonoproceso,etcétera. Elsistemaoperativogestionacadaarchivoalmacenadoenelsoporteindicandoelnombre,el tamaño, el tipo, la fecha y hora de grabación, el lugar del soporte en el que se encuentra, etcétera. 7.1NOMBREDELOSARCHIVOS Lascaracterísticasdelosnombresdelosarchivosdependendelsistemaoperativo. ElsistemaoperativoDOSyotrosmuchossóloadministrannombresdeochocaracterescomo máximo;UNIX,demásdeonce;Windows,dehasta256.Unosdiferencianentremayúsculasy minúsculas(UNIX),yotrosnolohacen(DOS).Algunossistemas,ademásdelnombre,pueden incluirunaextensióndetresocuatrocaracteresseparadosporunpunto. Las extensiones se deben incluir en los nombres de archivo, ya que con ellas es posible diferenciarrápidamentetipodearchivodequesetrata.Algunasdelasmásusualesactuales son: .TXT,archivosdetextosinformato. .JPG,archivosgráficos. .BAS,archivosdeVisualBasic. .SYS,archivosdesistema. .BIN,archivosbinarios. .DLL,bibliotecasdelsistema. .DOC,DOCX,archivosdeMicrosoftWord. OBJ,archivosobjeto(decompilación). .BMP,archivosdemapadebits(gráficos). .EXE,ficherosejecutables(aplicaciones). 18 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático .COM,ficherosejecutables(delsistema). TEMA 14 Técnico de Soporte informático .BAT,ficherosdeprocesoporlotes. 7.2TIPOSDEARCHIVOS Losarchivosquegestionaunsistemaoperativoseclasificanendosgrandesbloques: WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES  x Archivos regulares o estándares. Son los que contienen información del usuario, programas,documentos,texto,gráficos,etcétera. x Directorios. Son archivos que contienen referencias a otros archivos o a otros directorios.Estetipodearchivosseutiliza,únicamente,paraalbergarestructurasde archivosconelfindediferenciarlosdeotros.Todoslossistemasoperativosutilizanla estructura jerárquica para almacenar sus archivos. Por ello se crean bloques (directorios) o compartimentos especiales para tener todos los archivos bien clasificados: directorios para archivos de sistema, directorios para archivos gráficos, etc. En casi todos los sistemas operativos existe un directorio principal, llamado raíz, del quedependeelrestodedirectoriososubdirectoriosylatotalidaddelosarchivos,si bienhayexcepciones,comoelsistemaoperativoOS/400de18M,quenodisponede él. x Archivosespeciales.Seutilizanparagestionarlaentradaysalidadearchivoshaciao desdelosperiféricos.Sonlosquehemosllamadocontroladores. 7.3ACCESOALOSARCHIVOS WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES  Elaccesoalosarchivoseslaformaenlaquesepuededisponerdelainformaciónalmacenada enellos.Estarácondicionadoporeltipodesoporteenelqueesténalmacenados.Siunarchivo estáalmacenadoenunsoportesecuencial(comocintasdevideo),elaccesoaélsolamentese podrá realizar de forma secuencial. Así, para acceder a una información determinada, será necesariopasarpreviamenteporlaanterior.Porelcontrario,sielarchivoestáalmacenadoen unsoportedeaccesodirecto,elaccesoasusdatostambiénsepodrárealizarenformadirecta, con el consiguiente ahorro de tiempo. Es como si de un CDͲROM de música se tratara: para acceder a una canción determinada no es necesario escuchar ni pasar previamente por las anteriores;sealcanzadeformadirecta.  7.4ATRIBUTOSDELOSARCHIVOS Los atributos de los archivos constituyen la información adicional, además de la que ya contienen, con la que cada archivo queda caracterizado. Además, quedan identificadas las operaciones que se pueden realizar sobre él. Los atributos indican cuestiones tales como 19 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático nombre,horadecreación,fechadecreación,longitud,protección,contraseñaparaaccedera él,fechadeactualización,etcétera. De ellos, los más importantes, son los que indican qué tipo de operaciones o qué tipo de usuariospuedenusarlosarchivos. Dependiendodeltipodesistemaoperativoutilizado,losatributosdeprotecciónsondemayor omenorimportancia.Yaveremoscómocadasistemaoperativotienesusparticularidadesen esteaspecto.Losatributosdeprotecciónpuedenser,deformagenérica,lossiguientes: x Sólolectura.Elarchivosepuedeleer,peronosepuedemodificar. x Oculto.Elarchivoexiste,peronosepuedever. x Modificado.Sielarchivoessusceptibledemodificarseono. x Sistema.Siesunarchivodeusuarioopropiodelsistemaoperativo. Los atributos de protección dependerán del tipo de operación que se pueda realizar sobre ellos.Lasoperacionesquesepuedenrealizarsobreunarchivosonvarias:crear,eliminar,abrir, cerrar,leer,escribir,agregar,buscar,renombrar,etcétera.  7.5SISTEMASDEARCHIVOS Los sistemas de archivos varían de un sistema operativo a otro. Uno de los sistemas de archivos más entendidos, diseñado por Microsoft, es el sistema FAT (File AIlocation Table, Tabla de asignación de archivos), que se explica en las unidades correspondientes a los sistemasoperativosdeestefabricante. El sistema de archivos FAT funciona como el índice de un libro; en la FAT se almacena información sobre dónde comienza el archivo, es decir, en qué posición del disco está la primerapartedeéste,ycuántoespacioocupa,entreotrascosas.Estesistemadearchivosha evolucionado a medida que lo han hecho las versiones de sistemas operativos como DOS y Windows.Actualmente,seutilizandostiposdesistemasFAT:FAT16YFAT32.EnunaUnidad posteriorseexplicaenquésediferencian. Otro sistema de archivos importante es el NTF5 (New Technology File System, Sistema de archivos de tecnología nueva), utilizado por Windows NT, Windows 2000, Windows XP y WindowsServer2003.RealizaunagestióndiferentedelosarchivosqueelsistemaFAT;esmás seguroyaprovechamejorelespacioendisco,esmásrápidoydemayorcalidad. ElsistemaoperativoOS/2utilizaelsistemadearchivosHTF5;UNIXutiliza55;LinuxusaEXT2. Los estándares de sistemas de archivos de los diferentes sistemas operativos son UFS y VFS. Sonmáscomplejos,peromássegurosyfiables. 20 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Las unidades de CDͲROM utilizan también sistemas de archivos específicos, como, por ejemplo,CDFS,queseutilizaexclusivamenteparaalmacenarinformaciónenlossoportesde tipoóptico. Estossistemasdearchivosnosiempresoncompatiblesentresí.UnarchivoUNIXpuedeverun sistemadearchivosFAT,peronoalainversa.WindowsNT,encualquieradesusversiones,no escompatibleconelsistemaFAT32,YsíloesconFAT16.  Sistemaoperativo Tiposdesistemasdearchivosadmitidos Dos FAT16 Windows95 FAT16 Windows95OSR2 FAT16,FAT32 FAT16,FAT32 WindowsNT4 FAT,NTFS(versión4) Windows FAT,FAT16,FAT32,NTFS(versiones4y5) Linux Ext2,Ext3,ReiserFS,LinuxSwap(FAT16,FAT32,NTFS) MacOS HFS (Sistema de Archivos Jerárquico), MFS (Sistemas de Archivos OS/2 HPFS(SistemadeArchivosdeAltoRendimiento) SGIIRIX XFS FreeBSD, OpenBSD UFS(SistemadeArchivosUnix) SunSolaris UFS(SistemadeArchivosUnix) IBMAIX JFS(SistemaDiariodeArchivos)     ENRESUMEN… Unsistemadearchivossedefinecomolosmétodosyestructurasdedatosutilizadospor unsistemaoperativoparaconocerlasubicacionesdelosarchivosdeunapartición. Laeleccióndeunsistemadearchivosdependeenprimerlugardelsistemaoperativoque estéusando.Generalmente,cuantomásrecienteseaelsistemaoperativo,mayorseráel númerodearchivosqueadmita. WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Windows98 21 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático  8. PLANIFICADORESYGESTIÓNMULTITAREA Sedenominaplanificadoralapartedelsistemaoperativoencargadadeasignarlosrecursos delsistemademaneraqueseconsiganunosobjetivosdecomportamientodeterminados.Hay tres tipos de planificadores que pueden coexistir en un sistema operativo: planificadores a largo, medio y corto plazo. En general, el planificador es el encargado de determinar qué procesopasaráalestadoactivodeentretodoslosprocesosqueestánenelestadopreparado. Laeleccióndelosalgoritmosdeplanificaciónserealizateniendoencuentasuscaracterísticas frente a los criterios de diseño elegido. Las propiedades de los algoritmos se expresan en términosdeaspectostalescomolaeficaciaenelusodelprocesador,elrendimientoonúmero deprocesoscompletadosporunidaddemedidatemporal,eltiempodeesperadeunproceso yeltiempoderespuestaaunevento. Los algoritmos de planificación se diseñan dependiendo de su función y pueden ser de diferentestipos: Expropiación(preemption).ElplanificadordelaCPUpuedeintervenircuandounprocesopasa voluntariamente a estado de espera, ya que necesita realizar una operación de entrada y salida o se tiene que sincronizar con otro proceso para utilizar espacios comunes, normalmente de memoria. El planificador también puede intervenir cuando se finaliza un proceso. En este caso se dice que la planificación es sin expropiación. Cuando interviene el planificador cambiando el estado de un proceso de espera a preparado, se dice que la planificaciónesconexpropiación. Intervalosdetiempo.ElprocesopuederecibiratencióndelaCPUduranteunciertointervalo tiempo. Prioridades. A los procesos se les pueden asociar prioridades, que pueden ser estáticas o dinámicas. En este tipo de algoritmos suele ser necesaria la intervención del usuario o administradordelsistema. Tiemposlímites(deadlines).Existeuntiempolímiteparaquetermineunproceso.Cuantomás cercaestáeselímite,másurgentesehacesuplanificación,ymásciclosconsecutivosdeCPUse leasigna. Lossiguientes,sonalgunosdelosalgoritmosdeplanificaciónparaprocesosysubprocesos: AlgoritmoDeOperaciónPorRondas Asignaporrondastiemposdeejecuciónalosdiferentesprocesos.Estealgoritmotambiénse denominaalgoritmoderoundͲrobin,ylaasignacióndetiemposdeejecuciónalosdiferentes procesoseslamismayserealizadeformasecuencial.Acadaprocesoseleasignaelmismo quantum, es decir, el mismo intervalo de tiempo de ejecución. La selección de entre los procesos se realiza mediante una cola FIFO (First In First Out, El primero En entrar es el primeroensalir). 22 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático AlgoritmoFCFS(FirstCome,FlrstServe,Elprimeroenentrar,primeroenserservido) WWW.ECLAP.JCYL.ES WWW.ECLAP.JCYL.ES Los ciclos de CPU de cada proceso se asignan en función de una cola FIFO. En este caso, al primer proceso que llega se le asignan tiempos o ciclos de CPU hasta que termina completamente. A continuación, se ejecuta completo el siguiente proceso que hay en la cola FIFO, y así sucesivamentehastafinalizarlaejecucióndelúltimoproceso. AlgoritmoSTR(ShortTimeRemainder,Restodetiempobreve) Este algoritmo permite asignar el tiempo de ejecución de forma prioritaria a procesos muy cortosparaejecutarlosenelmenortiempoposible.Siestáejecutandounprocesoyllegaotro, independientementedeladuracióndelnuevo,elprocesoqueestáenejecuciónfinalizará. Unavezfinalizado,elsiguienteprocesoaconsumirciclosdeCPUseráelmáscortodelosque hayaenlacoladeespera. AlgoritmoSRTF(ShortestRemainingTimeFirst,Primeroeldetiemporestantemás breve) WWW.ECLAP.JCYL.ES  ENRESUMEN… WWW.ECLAP.JCYL.ES EsunavariedaddelSTR,peroenestecasolaasignacióndeciclosdeCPUsehaceenfunción del proceso al que le queden menos ciclos para terminar. De esta forma, cuando llega un proceso nuevo, se estiman los ciclos que le quedan tanto al proceso que hay en ejecución comoalquehallegado.Delosquehayenesemomentoenlacoladeprocesosaejecutar,se terminaráaquelalquelequedenmenosciclosparasufinalización,yasísucesivamentehasta terminar con todos los procesos planificados. Existen otros muchos algoritmos de planificación,perolosmencionadosenestaslíneassonlosmásimportantes.Deellosdepende, en gran medida, la eficacia del sistema informático, y esta labor la tiene que realizar el administradordelsistema,conlosrecursosqueleofrezcaelsistemaoperativo. El componente del SO que realiza la elección del proceso se llama planificador. El SO Es capazdeejecutarvariosprocesosalmismotiempo.EstetipodeS.O.normalmenteasigna losrecursosdisponiblesdeformaalternadaalosprocesosquelossolicitan,demaneraque elusuariopercibequetodosfuncionanalavez.Paraqueestoocurraexistenunaseriede algoritmosqueenfuncióndeunasreglasvanasignandorecursosaunosuotrosprocesos. 23 Promoción Interna de Técnico de Soporte Informático TEMA 14 Técnico de Soporte informático   BIBLIOGRAFÍA  Ͳ MUÑOZF.J.SistemasInformáticosMonousuarioyMultiusuario.McGrawHill Ͳ GUEVARACALUMER.C.InformáticaBásica Ͳ LLUÍSDURÁN.SistemasOperativos.Marcombo Ͳ ROYOVALLÉSD.SistemasOperativos.LaUniversidadVirtual 24