Post on 01-Jul-2015
Elkin Alfredo Albarracin Navas, Esp.
Universidad Pontificia Bolivariana – Seccional BucaramangaII Semestre Académico 2010
CURSO DE SISTEMAS OPERACIONALES
02 – INTRODUCCION (2)
Elkin Alfredo Albarracin Navas, Esp.
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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.
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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
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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.
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REGISTROS DEL PROCESADOR
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).
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REGISTROS DEL PROCESADOR
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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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
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JERARQUIA DE MEMORIA
¿Cuál es su capacidad ?
¿ Cuál es su velocidad ?
¿ Cuál es su costo ?
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JERARQUIA DE MEMORIA
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 :
JERARQUIA DE MEMORIA
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JERARQUIA DE MEMORIA
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
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?????????
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.