PDF de programación - Sistemas operativos modernos

SISTEMAS
SISTEMAS

OPERATIVOS
OPERATIVOS
MODERNOS
MODERNOS

3ª edición
3ª edición

TANENBAUM
TANENBAUM

ANDREW S. TANENBAUM
ANDREW S. TANENBAUM

La nueva edición de este best-seller incorpora los más recientes desarrollos en las tecnologías de los sistemas
operativos; se le agregaron cientos de páginas de material nuevo y se eliminó el contenido obsoleto: en definiti-
va cubre los principios y la práctica de los sistemas operativos modernos, concentrándose en Linux, Windows
Vista® y los sistemas multimedia, embebidos y de tiempo real.

Andrew S. Tanenbaum plasma su estilo claro y entretenido en los conceptos importantes que todo diseñador
de sistemas operativos debe dominar. Con base en su extensa trayectoria como diseñador o co-diseñador de
tres sistemas operativos, transmite mediante esta obra sus profundos conocimientos y gran experiencia prácti-
ca de un modo que pocos libros pueden igualar. Algunos de los diversos temas que el autor trata con detalle
son procesos, hilos, administración de memoria, sistemas de archivos, E/S, interbloqueos, diseño de interfaces,
multimedia, mejoras en el rendimiento y las tendencias más recientes en el diseño de sistemas operativos.

LO NUEVO DE ESTA EDICIÓN:

La más reciente cobertura sobre Windows Vista y los sistemas operativos Linux/Unix.


Un caso de estudio, que abarca todo un capítulo, sobre el sistema operativo Symbian, para disposi-

tivos móviles.

Un análisis bastante actualizado y mejorado sobre la seguridad.
Una reorganización completa del libro, de manera que los temas clave se presenten con oportu-

nidad.

Una presentación de las investigaciones más recientes que probablemente devengan en los

sistemas operativos del futuro.
Ejercicios de programación totalmente actualizados y adicionales en cada capítulo.
Experimentos con sistemas operativos en línea mediante el uso de herramientas populares de
Windows y de código fuente abierto.
Ejercicios de simulación de sistemas operativos.



Para mayor información visite la página Web:

www.pearsoneducacion.net/tanenbaum

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ISBN 978-607-442-046-3

3ª edición

SISTEMAS OPERATIVOS

MODERNOS

TERCERA EDICIÓN

Principios y Paradigmas

Segunda edición

SISTEMAS OPERATIVOS

MODERNOS

TERCERA EDICIÓN

ANDREW S. TANENBAUM

Vrije Universiteit

Amsterdam, Holanda

TRADUCCIÓN

Alfonso Vidal Romero Elizondo

Ingeniero en Sistemas Computacionales

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Monterrey

REVISIÓN TÉCNICA

José Ramón Ríos Sánchez

Departamento Académico de Computación
Instituto Tecnológico Autónomo de México

Aarón Jiménez Govea

Catedrático del Departamento de Ciencias Computacionales

Universidad de Guadalajara, México

Datos de catalogación bibliográfica

TANENBAUM, ANDREW S. y
MAARTEN VAN STEEN
Sistemas operativos modernos. Tercera edición

PEARSON EDUCACIÓN, México, 2009

ISBN: 978-607-442-046-3
Área: Computación



Formato: 18.5 × 23.5 cm Páginas: 1104

Authorized translation from the English language edition, entitled Modern operating systems, 3rd edition, by Andrew S.
Tanenbaum published by Pearson Education, Inc., publishing as PRENTICE HALL, INC., Copyright © 2008.
All rights reserved.

ISBN 9780136006633

Traducción autorizada de la edición en idioma inglés, titulada Modern operating systems, 3ª. edición por Andrew S.
Tanenbaum, publicada por Pearson Education, Inc., publicada como PRENTICE HALL, INC., Copyright © 2008.
Todos los derechos reservados.

Esta edición en español es la única autorizada.

Edición en español
Editor: Luis Miguel Cruz Castillo

e-mail:[email protected]

Editor de desarrollo: Bernardino Gutiérrez Hernández
Supervisor de producción: José D. Hernández Garduño

Edición en inglés
Editorial Director, Computer Science, Engineering,

and Advanced Mathematics: Marcia J. Horton

Executive Editor: Tracy Dunkelberger
Editorial Assistant: Melinda Haggerty
Associtate Editor: ReeAnne Davis
Senior Managing Editor: Scott Disanno
Production Editor: Irwin Zucker
Cover Concept: Andrews S. Tanenbaum and Tracy Dunkelberger
Cover Design: Tamara Newman

TERCERA EDICIÓN, 2009

D.R. © 2009 por Pearson Educación de México, S.A. de C.V.

Atlacomulco 500-5o. piso
Col. Industrial Atoto
53519, Naucalpan de Juárez, Estado de México

Cover Illustrator: Steve Lefkowitz
Interior design: Andrew S. Tanenbaum
Typesetting: Andrew S. Tanenbaum
Art Director: Kenny Beck
Art Editor: Gregory Dulles
Media Editor: David Alick
Manufacturing Manager: Alan Fischer
Manufacturing Buyer: Lisa McDowell
Marketing Manager: Mack Patterson

Cámara Nacional de la Industria Editorial Mexicana. Reg. Núm. 1031.

Prentice Hall es una marca registrada de Pearson Educación de México, S.A. de C.V.

Reservados todos los derechos. Ni la totalidad ni parte de esta publicación pueden reproducirse, registrarse o transmitirse,
por un sistema de recuperación de información, en ninguna forma ni por ningún medio, sea electrónico, mecánico, foto-
químico, magnético o electroóptico, por fotocopia, grabación o cualquier otro, sin permiso previo por escrito del editor.

El préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión de uso de este ejemplar requirirá también la autorización del editor
o de sus representantes.

ISBN: 978-607-442-046-3
Impreso en México. Printed in Mexico.
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Para Suzanne, Barbara, Marvin y a la memoria de Bram y Sweetie ␲

CONTENIDO

PREFACIO

1 INTRODUCCIÓN

xxiv

1

1.1

1.2

1.3

¿QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?
1.1.1 El sistema operativo como una máquina extendida
1.1.2 El sistema operativo como administrador de recursos

3

4

HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
1.2.1 La primera generación (1945 a 1955): tubos al vacío
1.2.2 La segunda generación (1955 a 1965): transistores

7

y sistemas de procesamiento por lotes

8

6

7

1.2.3 La tercera generación (1965 a 1980): circuitos integrados

y multiprogramación

10

1.2.4 La cuarta generación (1980 a la fecha):

las computadoras personales

15

19

19

23

REVISIÓN DEL HARDWARE DE COMPUTADORA
1.3.1 Procesadores
1.3.2 Memoria
1.3.3 Discos
1.3.4 Cintas
1.3.5 Dispositivos de E/S
1.3.6 Buses
1.3.7 Arranque de la computadora

26
27

30

27

33

vii

viii

1.4

1.5

1.6

1.7

1.8

CONTENIDO

35
35

37

33

LOS TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS
34
1.4.1 Sistemas operativos de mainframe
1.4.2 Sistemas operativos de servidores
34
1.4.3 Sistemas operativos de multiprocesadores
34
1.4.4 Sistemas operativos de computadoras personales
1.4.5 Sistemas operativos de computadoras de bolsillo
1.4.6 Sistemas operativos integrados
35
1.4.7 Sistemas operativos de nodos sensores
1.4.8 Sistemas operativos en tiempo real
1.4.9 Sistemas operativos de tarjetas inteligentes

36

36

37

38

CONCEPTOS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
1.5.1 Procesos
1.5.2 Espacios de direcciones
1.5.3 Archivos
40
1.5.4 Entrada/salida
1.5.5 Protección
1.5.6 El shell
1.5.7 La ontogenia recapitula la filogenia

43

40

44

44

46

49

LLAMADAS AL SISTEMA
1.6.1 Llamadas al sistema para la administración de procesos
1.6.2 Llamadas al sistema para la administración de archivos
1.6.3 Llamadas al sistema para la administración de directorios
1.6.4 Miscelánea de llamadas al sistema
59
1.6.5 La API Win32 de Windows

58

52
56

57

62

62

ESTRUCTURA DE UN SISTEMA OPERATIVO
1.7.1 Sistemas monolíticos
1.7.2 Sistemas de capas
1.7.3 Microkernels
1.7.4 Modelo cliente-servidor
1.7.5 Máquinas virtuales
67
1.7.6 Exokernels

63

67

71

64

72

EL MUNDO SEGÚN C
1.8.1 El lenguaje C
72
1.8.2 Archivos de encabezado
1.8.3 Proyectos de programación extensos
1.8.4 El modelo del tiempo de ejecución

73

74

75

1.9

INVESTIGACIÓN ACERCA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

76

1.10

DESCRIPCIÓN GENERAL SOBRE EL RESTO DE ESTE LIBRO

77

CONTENIDO

1.11

UNIDADES MÉTRICAS

78

1.12

RESUMEN

79

2 PROCESOS E HILOS

ix

83

2.1

2.2

2.3

2.4

83

PROCESOS
2.1.1 El modelo del proceso
2.1.2 Creación de un proceso
2.1.3 Terminación de procesos
2.1.4 Jerarquías de procesos
2.1.5 Estados de un proceso
2.1.6 Implementación de los procesos
91
2.1.7 Modelación de la multiprogramación

84
86
88

89
90

93

95

95

104

100

HILOS
2.2.1 Uso de hilos
2.2.2 El modelo clásico de hilo
2.2.3 Hilos en POSIX
2.2.4 Implementación de hilos en el espacio de usuario
2.2.5 Implementación de hilos en el kernel
2.2.6 Implementaciones híbridas
2.2.7 Activaciones del planificador
2.2.8 Hilos emergentes
2.2.9 Conversión de código de hilado simple a multihilado

109

110

112

111

117

120

119

117

COMUNICACIÓN ENTRE PROCESOS
2.3.1 Condiciones de carrera
2.3.2 Regiones críticas
2.3.3 Exclusión mutua con espera ocupada
2.3.4 Dormir y despertar
2.3.5 Semáforos
128
2.3.6 Mutexes
2.3.7 Monitores
2.3.8 Pasaje (transmisión) de mensajes
2.3.9 Barreras

130

125

134

144

140

145

PLANIFICACIÓN
2.4.1 Introducción a la planificación
2.4.2 Planificación en sistemas de procesamiento por lotes
2.4.3 Planificación en sistemas interactivos
2.4.4 Planificación en sistemas de tiempo real

145

160

154

106

114

152

x

CONTENIDO

2.4.5 Política contra mecanismo
2.4.6 Planificación de hilos

162

161

2.5

2.6

2.7

PROBLEMAS CLÁSICOS DE COMUNICACIÓN
ENTRE PROCESOS (IPC)
2.5.1 El problema de los filósofos comelones
2.5.2 El problema de los lectores y escritores

164
167

163

INVESTIGACIÓN ACERCA DE LOS PROCESOS E HILOS

168

RESUMEN

169

3 ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA

175

3.1

3.2

SIN ABSTRACCIÓN DE MEMORIA

176

UNA ABSTRACCIÓN DE MEMORIA:
ESPACIOS DE DIRECCIONES
179
3.2.1 La noción de un espacio de direcciones
3.2.2 Intercambio
3.2.3 Administración de memoria libre

181

184

3.3 MEMORIA VIRTUAL

188

3.3.1 Paginación
189
3.3.2 Tablas de páginas
3.3.3 Aceleración de la paginación
3.3.4 Tablas de páginas para memorias exten