PDF de programación - Apuntes Fundamentos basicos de los Sistemas Operativos

Fundamentos básicos de
los Sistemas Operativos

Índice de contenido
Fundamentos básicos de los sistemas operativos

Capítulo 1. Consideraciones generales de los sistemas operativos.........................7
Objetivos..................................................................................................................7
Servicios de un sistema operativo............................................................................7
Evolución histórica...................................................................................................7
Tipos de sistemas operativos....................................................................................8
Llamadas al sistema.................................................................................................9
Estructura del núcleo de un sistema operativo.........................................................9
Capítulo 2. Descripción y control de procesos........................................................11
Espacio de direcciones de memoria lógica o virtual de un proceso.......................11
Tipos de procesos...............................................................................................11
Estados de un proceso........................................................................................11
Control de los procesos..........................................................................................12
Estructuras de control del sistema operativo.....................................................12
Creación de procesos.........................................................................................12
Terminación de procesos...................................................................................13
Cambio de proceso............................................................................................13
Ejecución del sistema operativo.............................................................................13
Procesos multihilo..................................................................................................13
Control de hilos.................................................................................................14
Tipos de hilos.....................................................................................................14
Principales configuraciones en función del número y tipo de hilos soportados
por un sistema operativo....................................................................................15
Capítulo 3. Planificación de procesos......................................................................17
Niveles de planificación.........................................................................................17
Planificador a corto plazo..................................................................................17
Planificador a medio plazo................................................................................18
Planificador a largo plazo..................................................................................18
Criterios generales considerados en la planificación de procesos..........................18
Criterios considerados en la planificación del procesador.....................................18
Expropiabilidad del procesador..............................................................................19
Algoritmos de planificación...................................................................................19
Primero en llegar – primero en ser servido – FCFS..........................................19
Primero el proceso más corto – SJF..................................................................19
Menor tiempo restante.......................................................................................20
Planificación de turno rotatorio.........................................................................20
Planificación basada en prioridades..................................................................20
Planificación basada en múltiples colas de prioridad........................................21
Múltiples colas de prioridad y realimentación..................................................21
Planificación por tiempo límite.........................................................................22
Elección del algoritmo de planificación............................................................22
Planificación de hilos.............................................................................................22
Capítulo 4. Sincronización y comunicación de procesos.......................................23
Exclusión mutua.....................................................................................................23
Interacción entre procesos concurrentes............................................................23

ii

Condiciones de carrera......................................................................................23
Secciones críticas...............................................................................................23
Descripción de la exclusión mutua....................................................................23
Soluciones software a la exclusión mutua.........................................................24
Soluciones a la exclusión mutua con apoyo del hardware................................25
Semáforos...............................................................................................................25
Implementación.................................................................................................25
Utilidad de los semáforos..................................................................................27
Sincronización de procesos...............................................................................27
Problemas potenciales asociados a un mal uso de los semáforos.....................27
Problemas clásicos de sincronización de procesos concurrentes...........................28
El problema de los productores y los consumidores.........................................28
El problema de los lectores y los escritores......................................................28
Monitores...............................................................................................................29
Definición..........................................................................................................29
Estructura y declaración de un monitor.............................................................29
Uso de los monitores.........................................................................................30
Paso de mensajes....................................................................................................30
Definición..........................................................................................................30
Especificación de la fuente y el destino del mensaje........................................31
Esquemas de sincronización..............................................................................31
Formato y almacenamiento de los mensajes.....................................................32
Uso del paso de mensajes..................................................................................32
Capítulo 5. Interbloqueo..........................................................................................33
Introducción...........................................................................................................33
Definición y condiciones del interbloqueo............................................................33
Grafos de asignación de recursos...........................................................................33
Prevención de interbloqueos..................................................................................34
Eliminación de la condición de exclusión mutua..............................................34
Eliminación de la condición de retención y espera...........................................34
Eliminación de la no existencia de expropiación..............................................34
Eliminación de la espera circular......................................................................34
Evitación de interbloqeos.......................................................................................34
Estado de la asignación de recursos: estados seguros y estados inseguros.......35
Denegación de asignación de recursos: el algoritmo del banquero...................35
Denegación de la iniciación de un proceso.......................................................35
Detección y recuperación de interbloqueos...........................................................36
Algoritmos de detección de interbloqueos........................................................36
Frecuencia de invocación del algoritmo de detección de interbloqueos...........36
Técnicas de recuperación del interbloqueo.......................................................36
Ventajas e inconvenientes..................................................................................36
Otras estrategias de tratamiento de interbloqueos..................................................37
Capítulo 6. Administración de memoria.................................................................38
Espacio de núcleo y espacio de usuario............................................................38
Área de intercambio en memoria secundaria....................................................38
Asignación de memoria en sistemas monoprogramados.......................................39
Particionamiento fijo..............................................................................................40
Particiones de igual tamaño...............................................................................40
Particiones de distinto tamaño...........................................................................40
Traducción de direcciones y protecc