PDF de programación - Sistemas Operativos

SISTEMAS OPERATIVOS

Pedro de Miguel Anasagasti
Fernando Pérez Costoya

Departamento de Arquitectura y Tecnología de Sistemas Informáticos
Escuela Técnica Superior de Informática
Universidad Politécnica de Madrid
18-05-2016

Licencia:
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Este libro se deriva del libro “Sistemas Operativos. Una visión aplicada” editado en el 2007 y cuyos autores son

mática de la “Escuela Técnica Superior de Informática” de la “Universidad Politécnica de Madrid”.

D. Jesús Carretero Pérez, D. Félix Garcia Carballeira, D. Pedro de Miguel Anasagasti y D. Fernando Pérez Costoya.

El presente libro tiene un enfoque mucho menos generalista y está especialmente dirigido a los alumnos de Infor-

CONTENIDO

1 Conceptos arquitectónicos del computador...............................................9
1.1. Estructura y funcionamiento del computador..........................................................................................10
1.2. Modelo de programación del computador...............................................................................................12
1.2.1. Modos de ejecución..........................................................................................................................12
1.2.2. Secuencia de funcionamiento del procesador...................................................................................13
1.2.3. Registros de control y estado............................................................................................................14
1.3. Interrupciones..........................................................................................................................................14
1.4. El reloj.....................................................................................................................................................17
1.5. Jerarquía de memoria...............................................................................................................................17
1.5.1. Memoria cache y memoria virtual....................................................................................................18
1.6. Entrada/Salida..........................................................................................................................................20
1.6.1. Características de la entrada/salida...................................................................................................20
1.6.2. Periféricos.........................................................................................................................................20
1.6.3. Periféricos más importantes..............................................................................................................22
1.6.4. E/S y concurrencia............................................................................................................................23
1.6.5. Buses y direccionamiento.................................................................................................................25
1.7. Protección................................................................................................................................................25
1.7.1. Mecanismo de protección del procesador.........................................................................................26
1.7.2. Mecanismos de protección de memoria...........................................................................................26
1.7.3. Protección de entrada/salida.............................................................................................................27
1.8. Multiprocesador y multicomputador.......................................................................................................27
1.9. Prestaciones.............................................................................................................................................29
1.10. Lecturas recomendadas..........................................................................................................................30
1.11. Ejercicios................................................................................................................................................30
2 Introducción a los sistemas operativos.....................................................31
2.1. ¿Qué es un sistema operativo?.................................................................................................................32
2.1.1. Sistema operativo..............................................................................................................................32
2.1.2. Concepto de usuario y de grupo de usuarios....................................................................................35
2.1.3. Concepto de proceso y multitarea.....................................................................................................35
2.2. Arranque y parada del sistema.................................................................................................................36
2.2.1. Arranque hardware...........................................................................................................................37
2.2.2. Arranque del sistema operativo........................................................................................................37
2.2.3. Parada del computador.....................................................................................................................38
2.3. Activación del sistema operativo.............................................................................................................38
2.3.1. Servicios del sistema operativo y funciones de llamada..................................................................39
2.4. Tipos de sistemas operativos...................................................................................................................42
2.5. Componentes del sistema operativo........................................................................................................43
2.5.1. Gestión de procesos..........................................................................................................................44
2.5.2. Gestión de memoria..........................................................................................................................45
2.5.3. Comunicación y sincronización entre procesos................................................................................46
2.5.4. Gestión de la E/S..............................................................................................................................47
2.5.5. Gestión de ficheros y directorios......................................................................................................47
2.6. Seguridad y protección............................................................................................................................51
2.7. Interfaz de programación.........................................................................................................................52
2.7.1. Single UNIX Specification...............................................................................................................52
2.7.2. Windows...........................................................................................................................................53

3

4 Sistemas operativos

2.8. Interfaz de usuario del sistema operativo................................................................................................53
2.8.1. Funciones de la interfaz de usuario..................................................................................................54
2.8.2. Interfaces alfanuméricas...................................................................................................................54
2.8.3. Interfaces gráficas.............................................................................................................................55
2.8.4. Ficheros de mandatos o shell-scripts................................................................................................56
2.9. Diseño de los sistemas operativos...........................................................................................................59
2.9.1. Estructura del sistema operativo.......................................................................................................59
2.9.2. Carga dinámica de módulos..............................................................................................................62
2.9.3. Prestaciones y fiabilidad...................................................................................................................62
2.9.4. Diseño del intérprete de mandatos....................................................................................................63
2.10. Historia de los sistemas operativos........................................................................................................64
2.11. Lecturas recomendadas..........................................................................................................................69
2.12. Ejercicios...............................................................................................................................................69
3 Procesos.......................................................................................................71
3.1. Concepto de Proceso................................................................................................................................72
3.2. Multitarea.................................................................................................................................................73
3.2.1. Base de la multitarea......