TÉCNICAS DE ADMINISTRACIÓN DEL PLANIFICADOR

Cuando más de un proceso es ejecutable, el Sistema Operativo debe decidir cual de ellos debe ejecutarse en primer termino. Esa parte del sistema operativo que debe de llevar a cabo esa decisión se llama planificador y el algoritmo que utiliza se llama algoritmo de planificación.

El planificador intenta conseguir con su administración de procesos lo siguiente:

Equidad: Garantizar que cada proceso obtenga su proporción justa de la CPU. Es decir, que ningún proceso llegue a apoderarse por completo de la CPU.

Eficiencia: Mantener ocupada la CPU al 100 %, esto con el fin de evitar los tiempos ociosos que pueda tener el CPU.

Rendimiento: Maximizar el número de tareas procesadas por hora, es decir, que el CPU pueda atender todos y cada una de las peticiones que le fueron hechas.

Para garantizar que ningún proceso se ejecute un tiempo excesivo, casi todas las computadoras tienen un cronómetro electrónico o un reloj incluido, que provoca una interrupción en forma periódica. En cada interrupción del reloj, el sistema operativo logra ejecutarse y decidir si el proceso que se ejecuta en ese momento tiene permiso de continuar o si tiene el tiempo suficiente en la CPU por el momento, para después suspenderlo para que otro proceso utilice la CPU. (Stephen Degler (2003). Administración de sistemas Linux.).

Niveles, Objetivos y Criterios de Planificacion

En los sistemas de multiusuario de tiempo compartido, que se combinaban con un fondo de trabajos procesados en lote, el algoritmo era mas complejo. En forma invariable, existian varios usuarios en espera de servicio y podian existir tambien otros trabajos para ser procesados en lote. Incluso en los sistemas puros de tiempo compartido existen con frecuencia los trabajos colaterales, como el sistema de correo electronico, que a menudo se ejecuta todo el tiempo para enviar o recibir correo o noticias.

Cuando mas de un proceso es ejecutable, el Sistema Operativo debe decidir cual de ellos debera ejecutarse primero. Hay que tener una planificacion de los procesos que quieren ejecutarse en el sistema.La planificacion es una funcion primordial del Sistema Operativo. La mayoria de los recursos, si no es que todos, se planifican antes de que se utilicen. La asignacion de procesadores fisicos a los procesos hace posible que estos realicen su trabajo, y tal asignacion es un problema complejo manejado por el Sistema Operativo. 

Concepto de Planificacion 

La planificacion hace referencia a un conjunto de politicas y mecanismos incorporados al sistema operativo que gobiernan el orden en que se ejecutan los trabajos que deben ser cumplimentados por el sistema informatico. 

Objetivo de la Planificacion 

El objetivo principal de la planificacion es optimizar el rendimiento del sistema y proporcionar un buen servicio a todos los procesos que se encuentren en el. En general, la planificacion trata de cubrir los siguientes objetivos:

Justicia. 

La planificacion debe ser lo mas justa posible con todos los procesos, sin favorecer a unos y perjudicar a otros.

Maxima capacidad de ejecucion. 

Debe dar un servicio eficiente para que todos los trabajos se realicen lo mas rapidamente posible. Esto se puede lograr disminuyendo el numero de cambios de proceso.

Maximo numero de usuarios interactivos. 

En los sistemas de tiempo compartido se tratara de que puedan estar trabajando el mayor numero de usuarios al mismo tiempo.

Predecibilidad.

La planificacion debe realizarse de tal forma que en todo momento pueda saberse como sera su ejecucion.

Minimizacion de la sobrecarga.

La computadora debe tener poca sobrecarga ya que esta afecta directamente al rendimiento final del sistema: a menor sobrecarga mayor velocidad de proceso.

Equilibrio en el uso de recursos. Para obtener un mayor rendimiento en el uso de los recursos y que estos esten ocupados equitativamente el mayor tiempo posible.

Seguridad de las prioridades. Si un proceso tiene mayor prioridad que otro, este debe ejecutarse mas rapidamente.

Evitar la postergacion indefinida.

Esto se logra aumentando la prioridad de un proceso mientras espere por un recurso. La prioridad llegara a ser tan alta que al proceso le sera asignado el recurso que pidio.

Criterios de planificacion 

Para realizar los objetivos de la planificacion, un mecanismo de planificacion debe considerar lo siguiente:

• La limitacion de un proceso a las operaciones de Entrada / Salida: cuando un proceso consigue la cpu, ?la utiliza solo brevemente antes de generar una peticion de Entrada / Salida?
• La limitacion de un proceso a la cpu: cuando un proceso obtiene la cpu, ?tiende a usarla hasta que expira su tiempo?
• Si un proceso es por lote (batch) o interactivo: los usuarios interactivos deben recibir inmediato servicio para garantizar buenos tiempos de respuesta.
• ?Que urgencia tiene una respuesta rapida?: por ejemplo, un proceso de tiempo real de un sistema de control que supervise una refineria de combustible requiere una respuesta rapida, mas rapida que la respuesta requerida por un proceso en lotes (batch) que debera entregarse al dia siguiente.
• La prioridad de un proceso: a mayor prioridad mejor tratamiento.
• Frecuentemente un proceso genera fallos (carencias) de pagina: Probablemente los procesos que generan pocos fallos de pagina hayan acumulado sus “conjuntos de trabajo” en el almacenamiento principal.
• Los procesos que experimentan gran cantidad de fallos de pagina aun no han establecido sus conjuntos de trabajo.
• Un criterio indica favorecer a los procesos que han establecido sus conjuntos de trabajo.
• Otro criterio indica favorecer a los procesos con una tasa alta de fallos de pagina ya que rapidamente generaran una peticion de Entrada / Salida.
• Frecuentemente un proceso ha sido apropiado por otro de mas alta prioridad, lo cual significa lo siguiente:
• A menudo los procesos apropiados deben recibir un tratamiento menos favorable.
• Cada vez que el Sistema Operativo asume la sobrecarga para hacer ejecutar este proceso, el corto tiempo de ejecucion antes de la apropiacion no justifica la sobrecarga de hacer ejecutar al proceso en primer lugar.
• Cuanto tiempo de ejecucion real ha recibido el proceso?: un criterio considera que debe ser favorecido un proceso que ha recibido muy poco tiempo de cpu.
• Cuanto tiempo adicional va a necesitar el proceso para terminar?: los tiempos promedio de espera pueden reducirse priorizando los procesos que requieren de un tiempo de ejecucion minimo para su terminacion, pero pocas veces es posible conocer la cantidad de tiempo adicional que cada proceso necesita para terminar.

CONCURRENCIA Y SECUENCIABILIDAD.

Concurrencia y Secuenciabilidad.

Los procesos son concurrentes si existen simultaneamente. Los procesos concurrentes pueden funcionar en forma totalmente independiente unos de otros, o pueden ser asincronos, lo cual significa que en ocasiones requieren cierta sincronizacion o cooperacion.

Cuando dos o mas procesos llegan al mismo tiempo a ejecutarse, se dice que se ha presentado una concurrencia de procesos. Es importante mencionar que para que dos o mas procesos sean concurrentes , es necesario que tengan alguna relacion entre ellos como puede ser la cooperación para un determinado trabajo o el uso de informacion o recursos compartidos, por ejemplo: en un sistema de un procesador , la multiprogramacion es una condicion necesaria pero no suficiente para que exista concurrencia, ya que los procesos pueden ejecutarse de forma totalmente independiente.

Por otro lado en un sistema de varios procesos se puede presentar la concurrencia siempre y cuando las actividades necesiten actuar entre si ya sea para utilizar informacion en comun o para cualquier otra cosa.

Existen tres formas modelos de computadora en los que se puede pueden ejecutar procesos concurrentes:

Multiprogramacion con un unico procesador.

En este modelo todos los procesos concurrentes ejecutan sobre un unico procesador. El sistema operativo se encarga de ir repartiendo el tiempo del procesador entre los distintos procesos, intercalando la ejecucion de los mismos para dar asi una apariencia de ejecucion simultanea.

Multiprocesador.

Un multiprocesador es una maquina formada por un conjunto de procesadores que comparten memoria principal. En este tipo de arquitecturas, los procesos concurrentes no solo pueden intercalar su ejecucion sino tambien superponerla. En este caso si existe una verdadera ejecucion simultanea de procesos, al coincidir las fases de procesamiento de distintos procesos. En un instante dado se pueden ejecutar de forma simultanea tantos procesos como procesadores haya.

Multicomputadora.

Una multicomputadora es una maquina de memoria distribuida, en contraposicion con el multiprocesador que es de memoria compartida. Esta formada por una serie de computadoras completas con su UCP, memoria principal y, en su caso, periferia. Cada uno de estos procesadores completo se denomina nodo. Los nodos se encuentran conectados y se comunican entre si a traves de una red de interconexion, empleando el metodo de paso de mensajes. En este tipo de arquitecturas tambien es posible la ejecucion simultanea de los procesos sobre los distintos procesadores.

PROCESOS LIGEROS HILOS O HEBRAS

 A un proceso se le asigna un espacio de memoria y, de tanto en tanto, se le puede asignar otros recursos como dispositivos de E/S o ficheros.

Unidad a la que se le asigna el procesador: Un proceso es un flujo de ejecución (una traza) a través de uno o más programas. Esta ejecución se entremezcla con la de otros procesos. De tal forma, que un proceso tiene un estado (en ejecución, listo, etc) y una prioridad de expedición u origen. La unidad planificada y expedida por el sistema operativo es el proceso.

En la mayoría de los sistemas operativos, estas dos características son, de hecho, la esencia de un proceso. Sin embargo, son independientes, y pueden ser tratadas como tales por el sistema operativo. Esta distinción ha conducido en los sistemas operativos actuales a desarrollar la construcción conocida como thread, cuyas traducciones más frecuentes son hilo, hebra y proceso ligero. Si se tiene esta división de características, la unidad de asignación de la CPU se conoce como hilo, mientras que a la unidad que posee recursos se le llama proceso.

HILOS
un hilo es una entidad más reducida capaz de convivir junto a otros hilos bajo el contexto de un único proceso, permitiendo compartir la información de estado, el área de memoria y/o los recursos asociados a ese proceso.

Dentro de un proceso puede haber uno o más hilos de control cada uno con:

• Un estado de ejecución (en ejecución, listo, bloqueado).|
• Un contexto de procesador, que se salva cuando no esté ejecutándose.
• Una pila de ejecución.
• Algún almacenamiento estático para variables locales.
• Acceso a la memoria y a los recursos de ese trabajo que comparte con los otros hilos.

Los beneficios clave de los hilos se derivan de las implicaciones del rendimiento: se tarda menos tiempo en crear un nuevo hilo de un proceso que ya existe, en terminarlo, y en hacer un cambio de contexto entre hilos de un mismo proceso. Al someter a un mismo proceso a varios flujos de ejecución se mantiene una única copia en memoria del código, y no varias.

Un ejemplo de aplicación que podría hacer uso de los hilos es un servidor de ficheros de una red de área local. Cada vez que llega una solicitud de una operación sobre un fichero, se puede generar un nuevo hilo para su gestión. El servidor gestiona multitud de solicitudes, por tanto, se pueden crear y destruir muchos hilos en poco tiempo para dar servicio a estas peticiones. Si el servidor es un multiprocesador, se pueden ejecutar varios hilos de un mismo proceso simultáneamente y en diferentes procesadores.

Procesos ligeros

Un proceso ligero (thread o hebra) es un programa en ejecución que comparte la imagen de la memoria y otras informaciones con otros procesos ligeros.

Los procesos ligeros son una unidad básica de utilización de la CPU consistente en un juego de registros y un espacio de pila. Comparte el código, los datos y los recursos con sus hebras pares.

Una tarea (o proceso pesado) está formada ahora por una o más hebras

Una hebra sólo puede pertenecer a una tarea.

2.2 Estados y transiciones de los procesos

Los estados se pueden dividir en: Activos e inactivos Activos los que compiten por el procesador. Tipos:
Ejecución.- Cuando el proceso tiene el control del cpu
Preparado (Listo).- Tienen las condiciones para ser ejecutados pero no están en ejecución por alguna causa.
Inactivos.- No pueden competir por el cpu Los 3 estados principales pueden no ser suficientes Justificación:
Si todos los procesos están en bloqueados esperando un suceso y no hay memoria disponible para nuevos procesos, el procesador estará desocupado, sin uso. La Solución: procesos suspendidos:
• Permitir la ejecución de más procesos
• Ampliar la memoria principal
• Intercambio de procesos entre memoria y disco (swapping) Surgen 2 nuevos estados de un proceso:
suspendido listo: el proceso está suspendido, pero se encuentra listo para ejecutarse suspendido bloqueado: el proceso está suspendido y además está esperando que suceda un evento
• El sistema operativo puede poner en suspendido un proceso y transferirlo a disco
• El espacio liberado en la memoria principal es usado para traer otro proceso ¿Qué proceso elegir para cargar en memoria?
Uno nuevo
Uno previamente suspendido (debemos elegir los que se encuentran en suspendido listo y no en suspendido bloqueado)
Otras razones por las que un proceso puede pasar a estado suspendido:
• El sistema está en riesgo de fallo. El sistema suspende todos los procesos activos para poder corregir errores y volver a activarlos cuando el sistema funcione correctamente
• Un proceso sospechoso de mal funcionamiento puede ser suspendido hasta verificar su correcto funcionamiento
• El planificador puede suspender los procesos de baja prioridad en momento de carga excesiva del sistema.

2.1 Concepto de proceso.

Programas.- Colección de instrucciones que el procesador interpreta y ejecuta, se almacenan en sistemas no volátiles necesitando ser cargados en memoria principal para poder ser ejecutados, se considera un ente estático.

Procesos.-Programa en ejecución, el sistema operativo les asigna recursos, Se consideran un ente dinámico. El proceso es una abstracción creada por el SO, que se compone de:

Código de Programa: sección texto

Contexto de Ejecución: PC, registros del procesador y una pila para invocación de procedimientos Sección de Datos, que contiene variables globales Recursos del sistema.

Características

Permite modularizar y aislar errores de programas durante su ejecución

Soporta concurrencia de actividades, lo que permite un mejor aprovechamiento de los recursos

Denominaremos como procesos tanto a los trabajos (jobs) en sistemas de lotes, como a las tareas (task) en sistemas de tiempo compartido

Modelo

La diferencia entre un programa (conjunto de instrucciones) y un proceso (instrucciones ejecutándose) es obvia y crucial para entender el funcionamiento de los SO.

Imaginemos un mecánico de autos en un taller donde se reparan carros con averías complejas en las que se hace necesario consultar el manual de cada modelo, que contiene las instrucciones para reparar cada posible avería. Además, se permiten reparaciones rápidas a las que se les da mayor prioridad. Existe un almacén de refacciones y herramientas suficientes para las reparaciones. Comparando esta situación con un sistema de cómputo se pueden establecer las siguientes analogías:

El mecánico sería el CPU (procesador) que realizará el trabajo. El manual de cada reparación sería el programa. Las herramientas serían los recursos disponibles Las refacciones serían los datos.

La actividad de usar las herramientas para desmontar las piezas defectuosas sustituyéndolas por otras nuevas siguiendo las instrucciones del manual equivaldría al proceso.

Suponiendo que en un momento dado el mecánico está realizando una reparación compleja (de las que llevan tiempo) y aparece un carro que solicita una reparación de las rápidas (ha aparecido una interrupción). El mecánico suspende momentáneamente la reparación compleja anotando en qué situación se queda dicha reparación y qué operación estaba realizando en ese momento (guarda el estado del proceso). Asimismo, sustituye el manual que estaba realizando por el de la nueva reparación que se dispone a realizar (cambio de programa). Comienza la nueva reparación (cambio de proceso), en la que las herramientas no serán las mismas que antes (distintos recursos); las indicaciones del usuario, las refacciones (datos) y las indicaciones del manual (programa) llevarán a feliz término la reparación para que el mecánico regrese a la reparación inicial.

Con este ejemplo se resalta que un proceso es una actividad que se apoya en datos, recursos, un estado en cada momento y un programa.

UNIDAD 2 Administración de procesos y del procesador.

La gestión de procesos es la tarea fundamental de cualquier sistema operativo moderno. El sistema operativo debe asignar recursos a los procesos, permitir el intercambio de información entre los mismos, proteger los recursos de un proceso del resto y facilitar la sincronización de procesos. Para alcanzar estos objetivos, el sistema operativo mantiene una estructura de datos para cada proceso que describe su estado y los recursos que posee y que permite al sistema operativo imponer un control sobre los procesos (PCB Bloque de Control de Proceso).
En un monoprocesador multiprogramado, debe intercalarse en el tiempo, la ejecución de múltiples procesos. En un multiprocesador, no sólo puede intercalarse la ejecución sino que los procesos se pueden ejecutar simultáneamente. Ambos, intercalación y ejecución simultánea, son formas de concurrencia y llevan a una multitud de problemas complejos, tanto para el programador de aplicaciones como para el sistema operativo. El sistema operativo debe llevar a cabo la función de planificar y ofrecer mecanismos para compartir y sincronizar procesos.

UNIDAD 1

1.1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS 

Introducción

 En este tema, estudiaremos los sistemas operativos como el primer software que necesita cargar el ordenador en el arranque, y que tiene la responsabilidad de gestionar y coordinar el funcionamiento tanto de hardware como de software del ordenador. A lo largo del tema, veremos que no sólo Microsoft tiene la exclusiva de los sistemas operativos (S.O., a partir de ahora) en el mundo; también Linux y Mac OS, entre otros, son utilizados en muchos ordenadores, tanto a nivel de usuario como de empresa y de profesional autónomo.  

1.2  FUNCIONES Y CARACTERÍSTICAS.

Principales funciones.

 SISTEMA OPERATIVO: programa informático que se inicia al encender el ordenador, para coordinar su funcionamiento y permitir la comunicación de la máquina con el usuario. Los sistemas operativos más utilizados son: 

● En teléfonos móviles, MP3 y MP4: Windows Mobile, Linux, Java y Symbian

●En SERVIDORES (ordenadores centrales en grandes redes): UNIX, Windows Server o LINUX

●En PC's y otros ordenadores personales: WINDOWS (95, 98, XP, Vista), LINUX (Ubuntu, Red Hat, Open Suse, Debian...) y MACINTOSH (MAC OS 7, MAC OS 8, MAC OS 9 y MAC OS X) 2.2. Funciones de un sistema operativo

●GESTIÓN DE RECURSOS: control de discos duros, CD­ROM y DVD­ROM, gestión de periféricos (teclado, ratón, etc...), asignación de cantidades de memoria, etc...

 ●INTERFAZ DE USUARIO: nos referimos al modo que tiene el ordenador de presentar la información al usuario. Ésta puede ser: 

○GRÁFICA (un escritorio con distintos iconos y barras de menú gobernados por ratón). Es el interfaz comúnmente utilizado por todos nosotros. 

1.3 EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS.

1a. Etapa (1945-1955) : Bulbos y conexiones.

Después de los infructuosos esfuerzos de Babbage, hubo poco progreso en la construcción de las computadoras digitales, hasta la Segunda Guerra Mundial. A mitad de la década de los 40's, Howard Aiken (Harvard), John Von Newman (Instituto de Estudios Avanzados, Princeton), J. Prespe R. Eckert y Williams Mauchley (Universidad de Pennsylvania), así como Conrad Zuse (Alemania), entre otros lograron construir máquinas de cálculo mediante bulbos. Estas máquinas eran enormes y llenaban cuartos completos con decenas de miles de bulbos, pero eran mucho más lentas que la computadora casera más económica en nuestros días.

Toda la programación se llevaba a cabo en lenguaje de máquina absoluto y con frecuencia se utilizaban conexiones para controlar las funciones básicas de la máquina. Los lenguajes de programación eran desconocidos (incluso el lenguaje ensamblador). No se oía de los Sistemas Operativos el modo usual de operación consistía en que el programador reservaba cierto período en una hoja de reservación pegada a la pared, iba al cuarto de la máquina, insertaba su conexión a la computadora y pasaba unas horas esperando que ninguno de los 20,000 o más bulbos se quemara durante la ejecución. La inmensa mayoría de los problemas eran cálculos numéricos directos, por ejemplo, el cálculo de valores para tablas de senos y cosenos.

A principio de la década de los 50's la rutina mejoro un poco con la introducción de las tarjetas perforadas. Fue entonces posible escribir los programas y leerlas en vez de insertar conexiones, por lo demás el proceso era el mismo.

2a. Etapa. (1955-1965) : Transistores y Sistemas de Procesamiento por lotes.

La introducción del transistor a mediados de los años 50's modificó en forma radical el panorama. Las computadoras se volvieron confiables de forma que podían fabricarse y venderse a clientes, con la esperanza de que ellas continuaran funcionando lo suficiente como para realizar un trabajo en forma.

Dado el alto costo del equipo, no debe sorprender el hecho de que las personas buscaron en forma por demás rápidas vías para reducir el tiempo invertido. La solución que, por lo general se adoptó, fue la del sistema de procesamiento por lotes.

3ra Etapa (1965-1980 ) : Circuitos integrados y multiprogramación.

La 360 de IBM fue la primera línea principal de computadoras que utilizó los circuitos integrados, lo que proporcionó una gran ventaja en el precio y desempeño con respecto a las máquinas de la segunda generación, construidas a partir de transistores individuales. Se trabajo con un sistema operativo enorme y extraordinariamente complejo. A pesar de su enorme tamaño y sus problemas el sistema operativo de la línea IBM 360 y los sistemas operativos similares de esta generación producidos por otros fabricantes de computadoras realmente pudieron satisfacer, en forma razonable a la mayoría de sus clientes. También popularizaron varias técnicas fundamentales, ausentes de los sistemas operativos de la segunda generación, de las cuales la más importante era la de multiprogramación.

Otra característica era la capacidad de leer trabajos de las tarjetas al disco, tan pronto como llegara al cuarto de cómputo. Así, siempre que concluyera un trabajo el sistema operativo podía cargar un nuevo trabajo del disco en la partición que quedara desocupada y ejecutarlo.

4ta Etapa (1980-Actualidad) : Computadoras personales.

Un interesante desarrollo que comenzó a llevarse a cabo a mediados de la década de los ochenta ha sido el crecimiento de las redes de computadoras personales, con sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos.

En los sistema operativo de red, los usuarios están conscientes de la existencia de varias computadoras y pueden conectarse con máquinas remotas y copiar archivos de una máquina a otra. Cada máquina ejecuta su propio sistema operativo local y tiene su propio usuario.

Por el contrario, un sistema operativo distribuido es aquel que aparece ante sus usuarios como un sistema tradicional de un solo procesador, aun cuando esté compuesto por varios procesadores. En un sistema distribuido verdadero, los usuarios no deben ser conscientes del lugar donde su programa se ejecute o de lugar donde se encuentren sus archivos; eso debe ser manejado en forma automática y eficaz por el sistema operativo.

1.4 CLASIFICACIÓN DE SISTEMAS OPERATIVOS.

Administración de tareas

• Monotarea: Solamente puede ejecutar un proceso (aparte de los procesos del propio S.O.) en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo hasta su finalización y/o interrupción.
• Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo de S.O. normalmente asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos) de forma alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibe que todos funcionan a la vez, de forma concurrente.

 Administración de usuarios

• Monousuario: Si sólo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo.
• Multiusuario: Si permite que varios usuarios ejecuten simultáneamente sus programas, accediendo a la vez a los recursos de la computadora. Normalmente estos sistemas operativos utilizan métodos de protección de datos, de manera que un programa no pueda usar o cambiar los datos de otro usuario.

Manejo de recursos

• Centralizado: Si permite usar los recursos de una sola computadora.
• Distribuido: Si permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco, periféricos... ) de más de una computadora al mismo tiempo.

1.5 ESTRUCTURA: NIVELES O EXTRACTO DE DISEÑO.

Sistemas monolíticos

En estos sistemas operativos se escriben como un conjunto de procedimientos, cada uno de los cuales puede llamar a cualquiera de los otros siempre que lo necesite. Cuando se emplea esta técnica, cada procedimiento del sistema tiene una interfaz bien definida en términos de parámetros y resultados, y cada una tiene la libertad de llamar a cualquiera otra, si la última ofrece algún cálculo útil que la primera necesite.

Construcción de programa final a base de módulos compilados separadamente que se une a través del editor de enlaces. 

CARACTERÍSTICAS

• Buena definición de parámetros de enlace entre la rutinas existentes.
• Carecen de protección y privilegios al entrar y manejan diferentes aspectos de la computadora.
• Generalmente están hechos a la medida.

 Sistemas en estratos

Estos sistemas operativos se organizan como una jerarquía de estratos, cada uno construido arriba del que está debajo de él. El primer sistema construido en esta forma fuel el sistema THE que se fabricó en Technische Hogeschool Eindhoven de Holanda por E. W Dijkstra (1968) y sus alumnos. El sistema THE era un sistema de lote para una computadora alemana, la Electrológica X8, que tenía 32K de palabras de 27 bits ( los bits eran costosos en aquellos días)

CARACTERÍSTICAS.

• Las zonas mas intensas o nucleo están mas protegidas de posibles accesos indeseados desde las capas mas externas.
• Tienes un contacto mas próximo con el hardware.
• Núcleo mínimo, mas seguro y ágil.

Estructura por microkernel

Las funciones centrales de un SO son controladas por el núcleo (kernel) mientras que la interfaz del usuario es controlada por el entorno (shell).

Las funciones de bajo nivel del SO y las funciones de interpretación de comandos están separadas, de tal forma que puedes mantener el kernel DOS corriendo, pero utilizar una interfaz de usuario diferente. Esto es exactamente lo que sucede cuando cargas Microsoft Windows, el cual toma el lugar del shell, reemplazando la interfaz de línea de comandos con una interfaz gráfica del usuario. Existen muchos "shells" diferentes en el mercado, ejemplo: NDOS (Norton DOS), XTG, PCTOOLS, o inclusive el mismo SO MS-DOS a partir de la versión 5.0 incluyó un Shell llamado DOS SHELL.

Estructura cliente – servidor

Una tendencia de los sistemas operativos modernos es la de explotar la idea de mover el código a capas superiores y eliminar la mayor parte posible del sistema operativo para mantener un núcleo mínimo.

 El punto de vista usual es el de implantar la mayoría de las funciones del sistema operativo en los procesos del usuario. Para solicitar un servicio, como la lectura de un bloque de cierto archivo, un proceso del usuario (denominado proceso cliente) envía la solicitud a un proceso servidor, que realiza entonces el trabajo y regresa la respuesta lo único que hace el núcleo es controlar la comunicación entre los clientes y los servidores. Al separar el sistema operativo en partes, cada una de ellas controla una faceta del sistema, como el servicio a archivos, servicios a procesos, servicio a terminales o servicio a la memoria, cada parte es pequeña y controlable. Además como todos los servidores se ejecutan como procesos en modo usuario y no en modo núcleo, no tienen acceso directo al hardware. En consecuencia si hay un error en el servidor de archivos, éste puede fallar, pero esto no afectará en general a toda la máquina.

CARACTERÍSTICAS

• Coordina, permite el trabajo entre iguales.Cliente; inicia las solicitudes o peticiones (maestro)
• Espera y recibe respuesta del servidorSe puede conectar a varios servidores a la vez .
• Servidor:
• Esclavo, espera las solicitudes del cliente
• Aceptan conexiones desde un gran numero de clientes.

Máquina Virtual

Se trata de un tipo de sistemas operativos que presentan una interface a cada proceso, mostrando una máquina que parece idéntica a la máquina real subyacente. Estos sistemas operativos separan dos conceptos que suelen estar unidos en el resto de sistemas: la multiprogramación y la máquina extendida. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes.

1.6 NÚCLEO.

Todas las operaciones en las que participan procesos son controladas por la parte del sistema operativo denominada núcleo (nucleus, core o kernel, en inglés). El núcleo normalmente representa sólo una pequeña parte de lo que por lo general se piensa que es todo el sistema operativo, pero es tal vez el código que más se utiliza. Por esta razón, el núcleo reside por lo regular en la memoria principal, mientras que otras partes del sistema operativo son cargadas en la memoria principal sólo cuando se necesitan.

Los núcleos se diseñan para realizar "el mínimo" posible de procesamiento en cada interrupción y dejar que el resto lo realice el proceso apropiado del sistema, que puede operar mientras el núcleo se habilita para atender otras interrupciones.

El Kernel consiste en la parte principal del codigo del sistema operativo, el cual se encargan de controlar y administrar los servicios y peticiones de recursos y de hardware con respecto a uno o varios procesos, en otras palabras, el kernel es el corazon del sistema operativo.

El núcleo de un sistema operativo normalmente contiene el código necesario para realizar las siguientes funciones:

• Manejo de interrupciones.
• Creación y destrucción de procesos.
• Cambio de estado de los procesos.
• Despacho.
• Suspensión y reanudación de procesos.
• Sincronización de procesos.
• Comunicación entre procesos.
• Manipulación de los bloques de control de procesos.
• Apoyo para las actividades de entrada/salida.
• Apoyo para asignación y liberación de memoria.
• Apoyo para el sistema de archivos.
• Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un procedimiento.
• Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.
• Núcleo o Kernel y niveles de un Sistema Operativo.

El Kernel consiste en la parte principal del código del sistema operativo, el cual se encargan de controlar y administrar los servicios y peticiones de recursos y de hardware con respecto a uno o varios procesos, este se divide en 5 capas:

• Nivel 1. Gestión de Memoria: que proporciona las facilidades de bajo nivel para la gestión de memoria secundaria necesaria para la ejecución de procesos.
  
• Nivel 2. Procesador: Se encarga de activar los cuantums de tiempo para cada uno de los procesos, creando interrupciones de hardware cuando no son respetadas.
• Nivel 3. Entrada/Salida: Proporciona las facilidades para poder utilizar los dispositivos de E/S requeridos por procesos.
• Nivel 4. Información o Aplicación o Interprete de Lenguajes: Facilita la comunicación con los lenguajes y el sistema operativo para aceptar las ordenes en cada una de las aplicaciones. Cuando se solicitan ejecutando un programa el software de este nivel crea el ambiente de trabajo e invoca a los procesos correspondientes.
• Nivel 5. Control de Archivos: Proporciona la facilidad para el almacenamiento a largo plazo y manipulación de archivos con nombre, va asignando espacio y acceso de datos en memoria.