PDF de programación - Tesis: Jorge Buenabad - XINIX - SISTEMA OPERATIVO PARA COMPUTADORA PERSONAL

C ENTRO DE INVESTIGACION Y DE ESTUDIOS AVANZADOS DEL

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

DEPARTAMENTO DE INGENIERIA ELECTRICA

SECCION COMPUTACION

X I N I X

SISTEMA OPERATIVO PARA COMPUTADORA PERSONAL

Tesis que presenta el Lic.

Jorge Buenabad Chávez para obtener el
g rado de MAESTRO EN CIENCIAS en la especialidad de I N G ENIERIA ELECTRICA
con opción en COMPUTACION.

Trabajo dirigido por el Dr. Manuel E. Guzmán Rentería.

México D.F., S e p tiembre 1989.

A mis padres Maria Luisa y Jorge

A mis hermanos, Paty, Rául y Luis

A Patricia Corrales Ayala

A mis amigos, compañeros y alumnos.

Agradezco al Dr. Manuel Guzmán Rentería por
su confianza y paciencia en este proyecto

a Andrés Vega, César Galindo, José Rangel y
al Dr. Jan Janecek por su interés y
comentarios,

a Ruth Delgado por su colaboración en la
redacción,

a todos los que criticaron, gracias.

CONTENIDO

INTRODUCCION

CAPITULO 1.

ACERCA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
1.1 Sistemas Operativos (SO).
1.2 Tipos de servicios.
1.2.1 LLamados al sistema: comandos internos.
1.2.2 Programas de sistema: comandos externos.
1.3 Ejemplos y características de SO's.
1.3.1 DOS, Disk Operating System.
1.3.2 XINU.

Concurrencia.
Estados de procesos en XINU. Proceso nulo.
Manejo de reloj en tiempo real.
Cambio de contexto. Semáforos.
Características generales de XINU original.
Características generales de XINU-PC.
Características generales de MINIX.

CAPITULO 2.
XINIX
2.1 Características generales de XINIX.
2.2

Intérprete de comandos

Manejo de archivos.
Ejecución de programas. Manejo de procesos.
Salida del sistema.

2.3 Servicios internos. Ejemplos de utilización
2.3.1 Servicios para el manejo y c oordinación de

p r o c e s o s .

Creación de procesos.
Sincronización.
Exclusión mutua.
Comunicación. Mensajes cortos.
M ensajes largos.
Procesos dormilones.
Manejo simple
Manejo controlado, despensas de memoria

2.3.2 Servicios para el manejo de memoria

2.3.3 Servicios para manejar d ispositivos
2.3.4 Otros servicios.

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CAPITULO 3.
UTILIZANDO A XINIX
3.1 Medio ambiente de programación XINIX.

Inicio del sistema.
Preparando una aplicación.
Ejecutando un programa.
Saliendo de XINIX.
XINIX versión disco duro.
aplicación. Qué se ofrece.
Comandos del intérprete.
Servicios internos.

3.2 Comandos y servicios XINIX según su

CAPITULO 4.

XINIX - XINU
4.1 Organización lógica y física de XINIX. Iniciación.

Organización lógica.
Organización física.
Iniciación de XINIX.

4.2 Cambios y adiciones a XINU
4.2.1 Cambios y adiciones generales.

4.2.2 Cambios y adiciones particulares a cada capa

Apuntadores.
Acceso a dispositivos.
Manejador de memoria.
Manejador de procesos.
Coordinación y comunicación entre procesos
Manejadores de dispositivos

Manejador de reloj.
Manejador de terminal.
Manejador de disco.
Sistema de archivos.
Intérprete de comandos.
Otros

Lectura y escritura formateada.
Interfaz XINIX.

APÉNDICE A

ACERCA DE TERMINALES

APÉNDICE B

XINIX PARA MODIFICACION. INSTALACION

A PÉNDICE C

COMANDOS y SERVICIOS XINIX EN ORDEN ALFABÉTICO.
COMO USARLOS.

REFERENCIAS

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INTRODUCCION

el SO MINIX.

(USA)

y

su enseñanza,

por lo regular,

U NIX se difundió también comercialmente,

En un principio los Sistemas Operativos se programaban en lenguaje
ensamblador,
era más teoría que
práctica.
Cuando recién apareció UNIX (quizás el prim e r SO escrito en
lenguaje de alto nivel,
y actualmente el más utilizado en diferentes
m á q u i n a s ) , su código fuente estaba disponible a las universidades.
Los
cursos de S O 1 s balancearon asi la teoría y la práctica.
m u cho más de lo que se
esperaba,
y esta fue la razón para no contar más con su código fuente
en la educación. Para cubrir esta carencia, en la universidad de Purdue
(Indiana USA), se diseño el SO XINU; y poco después, en la universidad
Ambos incorporan los conceptos de
de Vrije (Holanda),
UNIX, y están programados en lenguaje C con pequeñas partes en lenguaje
ensamblador.
la versión
XINU corre en la computadora LSI 11 de DEC,
micro de la familia PDP-11,
mientras que MINIX corre en la IBM PC-XT y
compatibles.
se
Para éstas,
en la universidad de W i sconsin
desarrolló también una versión de XINU, XINU-PC.
La tesis que se presenta es otra portación de XINU a la IBM PC-XT y
compatibles, cuyo nombre es XINIX. El cambio de nombre a esta portación
obedece a los cambios y adiciones,
que se consideran sustanciales (ver
la última parte del cap. 1 e inicio del 2), y a que,
de MINIX, se tomó
parte de los manejadores de dispositivos de terminal y de diskette.
Así, el nombre XINIX se forma de las letras mayúsculas de XINu y minIX.
Cabe mencionar que el desarrollo de XINIX inició antes de la
aparición de MINIX y de XINU-PC:
y que el
motivo inicial de la portación fue enriquecer los cursos de SO's de la
razones suficientes para
Sección de Computación del CINVESTAV del IPN;
decidir transportar XINU a la IBM PC; máquina más popular,
de fácil
ma nejo y adquisición y,
la mencionada sección tiene un
número considerable de éllas para que los estudiantes realicen sus
tareas y proyectos.
A la fecha, XINIX se ha utilizado para enseñar Sistemas Operativos,
Programación de Sistemas en Tiempo Real y Computación Distribuida en la
mencionada
en la Universidad de Guadalajara y en el
T ecnológico de Monterrey,
se ha u tilizado para
impartir cursos de Sistemas Operativos; y se espera que muy pronto se
utilice en otras escuelas.
Algunos de los trabajos adicionales que se están haciendo y
planeando con XINIX son:
un sistema de archivos y un intérprete de
comandos semejantes a los de UNIX (los originales de XINU son muy
sencillos); la adición hecha en Querétaro,
"booteo d e sde floppy", para
trabajar como un SO autónomo también se ha de integrar; ejecución de
programas DOS; implementar manejadores de disco duro e impresora; y por

no se conocía de éstos;

campus Querétaro,

de la cual,

sección;

trabajan en XINU

finalmente,

(XINIX),

SO's que pueden

ahora, tranportarlo a máquinas con el microprocesador 80286 y 80386.

El capítulo 3 es el manual del usuario XINIX,

En el capítulo 2 se dan las características generales de XINIX,

El documento presente está organizado como sigue:
En el capitulo 1 se describen las funciones básicas de un sistema
operativo en general; se ilustra como trabajan éstas en DOS,
un SO que
sólo un proc e s o se
puede designarse "monotarea" o "mon o u s u a r i o " :
encuentra en ejecución; entonces se ilustra como estas mismas funciones
básicas
designarse
" m u l t i t a r e a " ;
se listan las características g e nerales de
XINU, XINU-PC y MINIX.
se
presenta el uso de los comandos del intérprete en una típica sesión de
usuario, y se incluyen ejemplos de programas que utilizan los servicios
Los programas ilustran el tipo de a plicaciones que
internos de XINIX.
se pueden desarrollar en XINIX.
descr i b e como
como obtener una v e r sión XINIX
preparar y ejecutar una aplicación,
(actualmente se encuentra
disco duro para desarrollar aplicaciones
disponible en dos d i s k e t t e s ) , y finalmente,
el capítulo 3 incluye una
lista de los comandos y servicios,
por tipo de aplicación, con los que
cuenta el usuario.
En el capítulo 4 se explica la organización de los módu l o s que
constituyen a XINIX,
se
me ncionan sólo los cambios y adiciones más significativos r especto a
XINU. En este documento no se ve en detalle la implementación de XINIX,
pues hubiese requerido demasiado espacio;
para beneficio
de los estudiantes,
se está preparando un reporte técnico que describe
la implementación "detallada" de XINIX.
De hecho, las notas que han de
ser este reporte técnico ya se han utilizado en dar los cursos
mencionados, con "muy buena aceptación".
esta tesis incluye 2 pares de diskettes: el p r i mero es
el medio ambiente de trabajo para desarrollar aplicaciones X I NIX (ver
el cap.
el segundo par de
diskettes es el código fuente de XINIX, el apéndice B explica que hacer
para instalarlo en disco duro y modificarle.

3 para obtener una versión disco d u r o ) ;

que hacer para realizar modificaciones,

y

sin embargo,

Por último,

CAPITULO 1

ACERCA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

los elementos físicos y los programas respectivamente.

Un sistema de computadora tiene dos componentes básicos: hardware y
Los
y siempre tienen
Un sistema operativo es un

software,
programas determinan el comportamiento del hardware;
un objetivo definido:
actualizar una contabilidad etcétera.
p r o g r a m a .

calcular una diferencial,

imprimir una nómina,

1.1 SISTEMAS OPERATIVOS
El objetivo de un sistema operativo (SO)

de comandos,

y el resto del SO,

Un sistema operativo se compone