Sistemas Operativos - Introducción

• Definición del sistema operativo: funcionamiento del programa, gestión de recursos, usuarios del servicio
• Arquitectura del sistema informático: hardware, sistema operativo, aplicaciones, usuarios
• Organización del sistema informático: inicio, interrupción, estructura IO, estructura de almacenamiento
  • Inicio: después de confirmar que el dispositivo es normal, inicie el programa de arranque (inicialice el dispositivo, cargue el sistema operativo en la memoria, ejecute el primer proceso init (), espere a que ocurran los eventos) generalmente ubicado en ROM o EEROM
  • Interrupción: interrupción suave (el disparador de software no se puede enmascarar), interrupción fuerte (el disparador de señal de la CPU se puede enmascarar)
    • Después de que ocurre la interrupción, la CPU ejecuta la rutina de servicio de interrupción ISR y el sistema administra la solicitud de interrupción a través de la tabla de vectores de interrupción.
    • Por ejemplo: evento de ocurrencia de equipo de E/S, evento anormal (falla de energía, falla de componente), instrucción ilegal (el divisor es 0, la instrucción no existe)
    • Ocurre una interrupción: guarde el contador del programa del proceso actual, salte a la rutina de servicio de interrupción y regrese al programa interrumpido después de la finalización
    • Los sistemas operativos modernos se consideran sistemas controlados por interrupciones o controlados por eventos.
  • Estructura de E/S: cada dispositivo tiene su propio controlador de dispositivo, búferes locales y registros
    • La CPU es responsable de la transferencia de datos entre la memoria y los búferes locales.
    • El controlador del dispositivo es responsable de la transferencia de datos entre dispositivos externos y almacenamiento de búfer local
    • El controlador de dispositivo notifica a la CPU a través de una interrupción para indicar el final de la E/S
    • DMA: en unidades de bloques, la memoria principal del dispositivo externo intercambia datos directamente y se activa una interrupción después de que se completa cada bloque.La unidad original es bytes y la velocidad aumenta.

      

    • Método de operación: síncrono (el programa de usuario tiene control después de que finaliza el IO), asíncrono (el programa de usuario puede ejecutarse durante el IO)
  • Estructura de almacenamiento: registro de instrucciones, registro de datos
    • Dispositivo de almacenamiento primario (memoria), dispositivo de almacenamiento secundario (no volátil, como un disco)
    • Dispositivos de almacenamiento: Disco, Flash, SSD
• Arquitectura del sistema informático: sistema de procesador único, sistema multiprocesador, sistema de clúster (compuesto por múltiples sistemas autónomos)
  • Estructura simétrica, estructura asimétrica (hay una relación maestro-esclavo, la estructura no es del todo)
  • En un entorno multiprocesador, cada procesador debe tener sus propios registros y memoria de alta velocidad para realizar diferentes tareas y mejorar la eficiencia.
• estructura del sistema operativo
  • Arquitectura: Sistema de procesamiento por lotes (sin interacción del usuario), sistema de multiprogramación, sistema de tiempo compartido (sistema multitarea)
    • Multiprogramación: aumento del uso de la CPU
    • Sistema multitarea: uso justo
  • Operación: operación de modo dual (usuario, núcleo), el bit de modo distingue

    

• Contenido de gestión del sistema operativo: proceso, memoria, almacenamiento

  

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  • almacenamiento en búfer: transferir datos
  • Caché: mejorar el rendimiento
  • Spooling: los dispositivos de caracteres de baja velocidad intercambian información con el host, compartida a través de dispositivos virtuales
• Otros sistemas informáticos: distribuidos, en tiempo real. .