unidad gestión de los recursos de un sistema...

En esta unidad aprenderemos a:

•Identificarlosprocesosysusestados.•Determinarlascaracterísticasyelementosdelosprocesos.

•Planificarlaejecucióndeprocesos.•Interpretarlastécnicasdegestióndememoria.

•Diferenciarlastécnicasdegestióndememoria.

•Conocerlagestióndeentrada/salidadelsistemaoperativo.

Y estudiaremos:

•Losprocesos.•LamemoriaRAMysuestructura.•Laformadealmacenarlosprocesosenmemoria.

•Cómoseplanificalaejecucióndeprocesosenelsistemainformático.

•Losdiferentestiposdeperiféricosdeunsistemainformático.

3Unidad Gestióndelosrecursosdeunsistemaoperativo

Gestióndelosrecursosdeunsistemaoperativo3

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Un proceso es un conjunto deinstruccionescorrespondientesaun programa que son ejecuta-dasporlaUCP.

Vocabulario

Unahebraohiloesunsubproce-so de un proceso que consumerecursospropiosperoquedepen-dedelprocesopadrequelohaejecutado.

Vocabulario

1. Procesos y flujosUnprocesoesunconceptomanejadoporelsistemaoperativoyquereferenciaunpro-gramaenejecución.

Alosprocesos,dependiendoespecialmentedelsistemaoperativoutilizado,selesdeno-minaflujosdecontrol,tareas,threadsohilos,segúnelcontexto.

Cuandoseejecutamásdeunprocesodeformaconcurrenteenunsistema,todosnecesi-tanqueelpropiosistemalessuministreunaseriederecursos.Paraello,elsistemaopera-tivo,graciasalaUCP(UnidadCentralde Proceso),seencargadeasignarestosrecursosenunordenadecuadoyatendiendoaunasprioridades.Tambiénrealizafuncionesdesincronizaciónde todos losprocesos,paraqueseejecutenenelordenadecuadoysegúnlaprioridaddecidida.

Cadavezqueunprogramaseconvierteenproceso,esdecir,cadavezqueseejecutaunprograma,ademásdeubicarenmemorialasinstruccionesquelocomponenysusdatosasociados,adichoprocesoseleasociaunaestructura de datos.

Estaestructuradedatos,queesúnicaparacadaproceso,identificaelprocesorespectodelosdemásysirveparacontrolarsucorrectaejecución.Esloquesellamaelbloque de control del proceso o BCP,ycontendráparacadaprocesolasiguienteinformación:estadoactualdelproceso,identificadordelproceso,prioridaddelproceso,ubicaciónenmemoriayrecursosutilizados.

2. Hebras y estados de los procesosUnahebra esunpuntodeejecucióndeunproceso.Unprocesotendrásiempreunahebra,enlaquecorreelpropioprograma,peropuedetenermáshebras.

Lashebrasrepresentanunmétodosoftwareparamejorarelrendimientoyeficaciadelossistemasoperativos.Lashebrasdeunmismoprocesocompartiránrecursos,comomemoria,archivos,recursoshardware,etc.

Unprocesoclásico seráaquelque soloposeaunahebra.Pongamosunejemplo.SiejecutamoselprocesadordetextosWord,conunsolodocumentoabierto,elprogramaWordconvertidoenprocesoestaráejecutándoseenunúnicoespaciodememoria,ten-dráaccesoadeterminadosarchivos(galeríasdeimágenes,correctorortográfico,etc.),tendráaccesoalhardware(impresora,disquetera),etc.Endefinitiva,esteproceso,demomento,solamentetieneunahebra.

Sienestasituación,sincerrarWord,abrimosunnuevodocumento,Wordnosevuelveacargarcomoproceso.Simplementeelprograma,convertidoenproceso,tendráasudisposicióndoshebrasohilosdiferentes,detalformaqueelprocesosiguesiendoelmismo(eloriginal).

Wordseestáejecutandounasolavezyelrestodedocumentosdetextoqueabramosenestamismasesióndetrabajonoseránprocesospropiamentedichos.Seránhilosohebrasdelprocesoprincipal,queeselpropioprocesadordetextos.

Antesdehablardeprioridades,yteniendomuyencuentalocomentadoanteriormente,vamosaverlosdiferentesestadosenlosquepuedenestarlosprocesos.

Hoyendíaexistengrancantidaddeprogramasdiseñadosenmultihiloomultihebra.Deestaforma,siunprogramapuederealizarvariascosas,comoanalizarelregistrodelequipo,desfragmentareldiscoduroyrealizarcopiasdeseguridad,todasellassepodránejecutaralavez.Enprogramasconvencionales,solamentesepodríaejecutarunatrasotra,peronotodasalavez.

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3Gestióndelosrecursosdeunsistemaoperativo

1. ¿Puedepasarunprogramadeestadobloqueadoaejecución?

2. Cuandoselanzaunnuevoproceso,¿pasaestedirectamenteaejecución?

Actividades

Básicamentelosestadosposiblesdeunproceso,quepodemosverenlaFigura3.1,sonlossiguientes:

• En ejecución. Elprocesadorestáejecutandoinstruccionesdelprogramaquelocom-poneytieneconcedidoeltiempodeusodelaUCPenuninstanteconcreto.

• Preparado, en espera o activo. Unprocesoestápreparadoparaserejecutado;esdecir,estáesperando turnoparapoderutilizar su intervalode tiempoyponerenfuncionamientosusinstruccionesaccediendoalosrecursosdelsistema.

• Bloqueado. Elprocesoestáretenido;esdecir,estábloqueadodebidoacausasmúl-tiples.Unadeestascausaspuedeserquedosprocesosutilicenelmismoficherodedatos.OtrapuedeserquedosprocesosnecesitenutilizarlamismaunidaddeCD-ROMparacargardeterminadosdatos,etc.

Engeneral, todos losprocesosdentrodecualquiersistemaoperativo tienenunasca-racterísticasque los identifican.Enprimer lugar, indicaremosquecadaprogramaenejecución,esdecir,cadaproceso,tieneunidentificadorquelodiscriminadelosdemás.Cadaprocesotieneunnúmeroasignadoporelsistemaoperativoquesirveprecisamen-teparaidentificarelproceso,lanzarloaejecución,detenerlo,cancelarlo,reanudarlo,etc.EsteidentificadordeprocesosenombraconlaabreviaturaPID.

Tambiénveremosqueencadasistemaoperativo,losprocesosloslanzannormalmenteotrosprocesos.Esdecir,quecadaprocesoqueselanzaaejecucióndepende,enlama-yoríadeloscasos,deotroprocesodenominadoproceso padre. Así,alnuevoprocesolanzadoseledenominaproceso hijo.

Un programa se convierte enproceso cuando se ejecuta yresidecompletamenteenmemo-riaRAM.

Ten en cuenta

Fig. 3.1. Estados de los procesos.

PREPARADO EJECUCIÓN

BLOQUEADOBLOQUEADO


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3. Transición de los procesosUnavezqueunprogramasehalanzadoysehaconvertidoenproceso,puedeatrave-sarvariasfasesoestadoshastaquefinalizaotermina.Cuandounprocesoselanza,nuncaseejecutadirectamente,sinoquesecolocaenlacola de procesosenunestadodenominadopreparado. Cuando laUCP leasignasutiempo,elprocesopasadepreparadoaejecución.Estosdosestadossealternaránencasodequeseestéejecutandomásdeunprocesoenelsistema.Loscambiosdeestadoenlosquesepuedeencontrarunprocesosedenominantran-siciones.EnlaFigura3.2serecogenlastransicionesocambiosdeestadoquepuedenexperimentarlosprocesos.• Transición A. Ocurrecuandoelprogramaqueestáenejecuciónnecesitaalgúnele-

mento,señal,dato,etc.,paracontinuarejecutándose.• Transición B.Ocurrecuandounprogramaoprocesohautilizadoeltiempoasignadopor

laUCP(procesador)parasuejecuciónytienequedejarpasoalsiguienteproceso.• Transición C.Ocurrecuandoelprocesoqueestápreparadopasaalprocesodeeje-

cución,esdecir,cuandoalprocesolellegaunanuevadisposicióndetiempodelaUCPparapoderejecutarse.

• Transición D. Ocurrecuandoelprocesopasadeestarbloqueadoaestarpreparado,esdecir,cuandoelprocesorecibeunaordenoseñalqueestabaesperandoparapasaralestadodepreparadoy,posteriormente,traslatransición,aestadodeejecución.

Enunsistemamultiprocesoomultihebra,cuandounprocesoohilopasadeunesta-doaotro(porejemplo,deesperaaejecución),loqueseproduciráesuncambio de contexto.Elcambiodecontextopuedeserparcialsiserealizaentrehilosdelmismoproceso.Encasodequeelcambiodecontextoseaentrehilosdediferentesprocesos,seproduciráun cambio de contexto completo, ya que el cambio afectará amemoria, hardware,ficheroscomunes,etc.

VeamosenlaFigura3.3unejemplodecambiodecontextoentredosprocesos:

Fig. 3.2. Transición de los procesos. Fig. 3.3. Cambio de contexto.

PREPARADO EJECUCIÓN

BLOQUEADOBLOQUEADO

AD

B

C

PROCESO 1PROCESO 0

SALVAR estado PCB 0

RECARGAR estado PCB 1

SALVAR estado PCB 1

RECARGAR estado PCB 0

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Los diferentes estados tienen una relación directa con lo que vamos a denominarprioridades,quesonaquellasqueeladministradordelsistema,oelpropiosistema,asignanacadaproceso.Deellodependeráqueunprocesoseejecuteenmásome-nostiempo.

Sepuedenestablecerprioridadesenfuncióndelanecesidaddeejecucióndealgunosprogramas.Losprogramasquemásseejecutan,esdecir,losmásnecesarios,tendránprioridaddeejecuciónsobreaquellosqueseejecutanmuydecuandoencuando.

Esahoracuandohemosdehablardelaplanificación. Conestatécnicaconseguimosindicaralordenadorlosprocesosquedebenejecutarseylosestadosqueestosdebenadoptar.Graciasalos algoritmos de planificaciónpodemosdecidirquéprocesohadeejecutarseencadamomentoyporqué.Algunascaracterísticasdeestosalgo-ritmosson la imparcialidad, laequidad, laeficiencia,el tiempoderespuestayelrendimiento.

Paraejecutarunproceso, introducimosenel indicadordecomandos (shell enUNIX,command.comenWindows)elnombredeunficheroejecutableohacemosdobleclicconelratónsobreeliconoquerepresentaunprogramaejecutable(porejemplo:Explo-rer enWindows).Deestaforma,elsistemaoperativopreparaelprogramaatravésdelcargadorparalanzarloaejecución.

Laprioridaddeunprocesode-terminalacantidaddeciclosdeUCPqueconsumirárespectodeotrosprocesosenejecución.

Ten en cuenta

3. ¿Cuántasinstruccionespue-deprocesarenuninstantedetiempolaUCP?

4. ¿Quiénasignalaspriorida-desa losprocesosenunsistemamultiproceso?

Actividades

EnlaFigura3.4podemosapreciardequéformaseejecutantresprocesos(ohilosensis-temasoperativosmultihiloomultihebra),pasandodeestaractivosaestarenespera,segúnseasignentiemposdeejecucióndeUCPaunosuotros.

Ejemplos

PROCESO

2

PROCESO

3

Ciclo de UCP

Proceso en ejecución Proceso en espera

PROCESO

1

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Fig. 3.4. Esquema de ejecución de tres procesos.


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Unavezcargadoelproceso,elsistemaoperativoasignaatravésdelplanificador laprioridaddelnuevoprocesorespectodelosquehayenejecución.

Deestaforma,cadaprocesoatraviesavariasfases.Enunmomentodado,elprocesoseestaráejecutando;posteriormenteestaráenespera,mientras laUCPejecutaotro;otrosprocesosestaránpreparadosparaserlanzados;otrospodránestarbloqueados,etc.Puesbien,enestoscambiosdeproceso,elsistemaoperativotienequesaberquéficherosestánabiertosencadaproceso,quéperiféricosseestánutilizando,etc.

Cuandoseestánejecutandovariastareasalavez(procesos),esnecesariocompartireltiempodetrabajodelaUCP.Eltiempocompartidoconsisteendividireltiempodeejecucióndelprocesadorenminúsculosintervalosdetiempo(quantum) eirasignandocadaunodeesosintervalosdeejecuciónacadaprocesoqueestáenejecución.

4. Bloque de Control de ProcesosLossistemasoperativosdisponendelosserviciosnecesariosparalagestióndelosprocesos,talescomosucreación,terminación,ejecuciónperiódica,cambiodeprioridad,etc.Además,durantesuexistencia,losprocesospasanpordistintosestadoscuyastransicionesestáncontroladasporelsistemaoperativo.Losdiferentesestadosdelosprocesosysusposiblestransicionesyaloshemosvistoantes.

Todalainformacióndeunprocesoqueelsistemaoperativonecesitaparacontrolar-losemantieneenunaestructuradedatosvistaanteriormente:elbloque de control de procesosoBCP.Ensistemasoperativosmultiproceso,elsistemaoperativomantienelistasdebloquesdecontroldeprocesosparacadaunodelosestadosdelsistema.

ElBCPdecadaprocesoalmacenainformacióncomo:

• Estado actual del proceso.Ejecución,preparadoobloqueado.

• Identificador del proceso.Dependiendodelsistemaoperativo,acadaprocesoseleasignaunPID.

• Prioridad del proceso.Laasignadaporelplanificador.

• Ubicación en memoria.Direccióndememoriaenlaquesecargaelproceso.

• Recursos utilizados.Recursoshardwareysoftwareparapoderejecutarse.

Graciasalosalgoritmosdeplanificación,elcargador,planificador,BCP,recursoshard-wareysoftwaresesincronizanmedianteelsistemaoperativoparalaejecuciónordena-dadelosprocesos.

Enprogramasmultihiloomultihebra,elBCPpuedecontenerademáselPPID,oProcess Parent IDentification.EstedatoreferenciaelPIDdelprocesopadredentrodelBCP,detalformaquedesdeelpropioBCPsepuedenidentificartodoslosprocesosquesonhijosdeotro,siempreycuandotenganelmismoPPID.

Esevidentequeenprocesosconvencionales,estedatoenelBCPnoexistirá.

Todoprocesoconsumerecursoshardwaredeunsistemainformá-tico,yeselsistemaoperativoelquedetermina,medianteelpla-nificador,dequéformaseasig-nanlosrecursosacadaproceso.

Ten en cuenta

Aunaposicióndememoriasola-mentepuedeaccederunproce-soenundeterminadomomento.

Ten en cuenta

Se denomina planificador aaquella parte del sistema ope-rativoencargadadeasignarlosrecursosdelsistema,demaneraque se consigan unos objetivosdecomportamientoespecificados.

Vocabulario

5. ¿DesdedóndeycómosepuedenlanzarlosprocesosenlossistemasWindowsyLinux?

6. Enunsistemaoperativomonoproceso,¿cómoseplanificalaejecucióndevariosprocesos?

Actividades

55


5. Algoritmos de planificaciónGraciasalosalgoritmosdeplanificación,especialmenteensistemasoperativosmulti-procesooensistemasoperativosenred,siempreycuandoseejecutenvariosprocesosenelmismoequipo,laCPUseencargadeasignartiemposdeejecuciónacadaprocesosegúneltipodealgoritmoylaprioridaddecadaproceso.

Acontinuaciónvamosadarunabrevedescripcióndealgunosde losalgoritmosdeplanificaciónmáshabitualesensistemasmultiprocesoymultiusuario.

Veamosdosdelosalgoritmosdeplanificación,actualmenteutilizadosensistemasWin-dowsyLinux.

• Algoritmo de rueda.Asignarotativamentetiemposdeejecuciónalosdiferentesproce-sos.TambiénsellamaalgoritmodeRound-Robinyenéllaasignacióndetiemposdeejecuciónalosprocesoseslamismaydeformasecuencial.Acadaunoseleasignaelmismoquantumointervalodetiempodeejecución.LaselecciónentrelosprocesosserealizamedianteunacolaFIFO(First In First Out,elprimeroenentrareselprimeroensaliroserservido).Eselalgoritmoutilizadonormalmenteenlaasignacióndetiemposensistemasoperativosmultiusuarioymultiproceso,yenlaactualidadsepuededecirqueeselutilizadoensistemasoperativosmonousuarioyquetrabajanenmultitarea.

• Algoritmo FIFO (First In First Out)o FCFS (First Come First Serve). LosciclosdeUCPasignadosacadaprocesoseasignanenfuncióndeunacolaFIFO.AlprimerprocesoquellegaseleasignantiemposociclosdeUCPhastaqueterminacompletamente.Acontinuación,seejecutacompletoelsiguienteprocesoquehayenlacolaFIFOyasísucesivamentehastaterminarconelúltimoproceso.Estealgoritmodeplanificaciónnormalmenteseutilizaparalagestióndetrabajosencolasdeimpresión,respectodelostrabajosquevanllegandoalaimpresora.

6. Memoria RAM y memoria virtualSabemosqueelordenadorcuentaconlamemoriacentraloprincipal,peroestaeslimi-taday,engrandessistemas,insuficiente.

Alprincipio,paraubicarlosprocesosenmemoriaysolucionaresteproblema,seadop-tarontécnicastalescomodividirelprogramaenpartesdenominadascapas. Cadaunadelascapasseibaejecutando(cargandoenmemoria)segúnfueranecesario;esdecir,primerosepasaríapartedelprogramadeldiscoduro(osoportedealmacenamiento)alamemoria,ycuandofueranecesarioutilizarotrapartedelprogramaquenoestuvieseenmemoriacentraloprincipal(RAM),seaccederíadenuevoaldiscoparacargarlasiguientecapaenmemoriacentral.

Estalabordedividirelprogramaencapaslapuederealizarelmismoprogramadorme-dianteladivisióndelprogramaenmódulosqueseiránejecutandosegúnseanecesario,sibienestosuponeunelevadoesfuerzoparaél.

Fotheringamdiseñóunmétodoconocidocomodememoria virtual. Estediseñadorpen-sóenlaposibilidaddequealubicarunprogramaenmemoria,estefuerademasiadograndeparaeltamañofísicodeaquellaycreóunatécnicaparahacerqueenmemo-riapermanecierasololapartedelprogramaqueseestuvieraejecutandoyqueelrestoquedaraeneldisco.

Fotheringamdiseñóen1961unatécnicarevolucionariaparadivi-dir los programas en partes ypoderlosubicarenequiposquetuvieran menos memoria realqueeltamañodelprograma.

Ampliación

En la Web del CEO podemosencontrar una ampliación deeste punto y, sobre todo, ejem-plosdeestosyotrosalgoritmosdeplanificación.

CEO

7. ¿Cuáleselalgoritmoutilizadonormalmenteparagestionarlostrabajosquelleganaunaimpresora?

8. Cuandotodoslosprocesostienenmásomenoslamismaduración,¿cuáleselalgo-ritmoquemejoroptimizaeltiempodelaUCPparavariosprocesos?

Actividades


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Este concepto, aplicado hoy en día en la mayoría de los sistemas operativos,consideraelespaciolibredediscocomosisetratasedememoriaRAM(memoriavirtual).Así,paraelusuarioelprogramaestarácargadoenRAM,peroenrealidadsolosecargaráenRAMlapartedelprogramaqueseestéejecutandoeneseins-tante.Entretanto,elrestodelprogramaenejecuciónpermanecerátemporalmentealmacenadoendiscoparasuposteriorutilización,sifueranecesario.

Sienunmomentodadonecesitamosejecutarunapartedelprogramaalmacenadaenmemoriavirtual(eneldiscoduro),estapasaráaRAMparasuejecuciónreal,ylapartedelprogramaqueestabaenRAMpasaráaldisco.Así,siemprehabrámásRAMlibrepararealizarcálculosoejecutarotrosprogramas,sobretodoensistemasoperativosmultiusuarioymultitarea.

EnlaFigura3.5podemosverloselementosqueentranenjuegoalahoradeuti-lizarmemoriavirtual.

Paralaubicacióndeprogramasenmemoria,sepuedeutilizarlatécnicadememoriavirtualparaquesiemprehayaRAMlibreparatodoslosprogramasquequeramoseje-cutar,esdecir,paralosprocesos.Esosí,cuandocargamosdemasiadosprocesosalavez,elsistemaseralentiza,yaquetienequepasarinformacióncontinuamentedesdeeldiscoduroalaRAMoviceversa.

Lossistemasoperativosmultiusuarioymultitareasonespecialistasenestagestión.Casi todas lasversionesdeWindowsrealizanunagestiónmuyeficazdelame-moriavirtual.

Esobvioquepararealizarestagestiónsehadedisponerdeunespaciodetermina-doeneldiscoduro.Concretamente,parasistemasdeMicrosoftesrecomendableasignarun2,5%deltamañototaldelaRAMdeespacioendiscoparalagestióndememoriavirtual,yun5%comomáximo.

En sistemas operativosWindows, respecto de otros como Linux, existe un granproblemaalahoradegestionarlamemoriavirtual,yeslafragmentacióndelosarchivosquesealmacenanenlazonadeintercambio.EstoenLinuxnopasa.Elqueestazonasefragmente,siesquesehaceunusoconsiderabledeestazonadeintercambio,implicaqueelequipocadavezseamáslentoyaquelosarchivosnoestáncontiguosyesoimplicaqueelaccesoaellosseamuchomáslento.

Fig. 3.5. Gestión de memoria virtual.

MemoriaVirtual

Controlador deMemoria Virtual

MemoriaPrincipal

Controlador deMemoria RAM

MemoriaCaché UCP

MEMORIA RAMDISCO DURO MICROPROCESADORMEMORIA CACHÉ

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7. IntercambioAlprincipio,enlossistemasoperativosmonousuarioymonoproceso,lagestióndeme-moriaeramuysencilla.Lasmemoriasteníanpocacapacidadysolosereservabaunapartedeellasparaelsistemaoperativo(véaseFig.3.6).

Conlaaparicióndelossistemasoperativosmultiusuarioymultitarea,lagestióndeme-moriaseconvierteenunadelasfuncionesmásimportantesdelsistemaoperativo.

Lapartedelsistemaoperativoqueadministralamemoriaeseladministrador de me-moria.Sulaboresclara:llevarunregistrodelaspartesdememoriaqueseestánuti-lizandoydelasqueno.Deestaforma,reservaespaciodememoriaparalosnuevosprocesosyliberaelespaciodelosprocesosquefinalizan.

Eladministradordememoriatambiénseencargadegestionarelintercambiodedatosentrememoriaydisco,siempreycuandolosprocesosseantangrandesquenoquepandeunasolavezenlamemoria.

Lagestióndememoriaes importantecuando trabajamosensistemasoperativosmul-tiproceso,yaúnmásensistemasoperativosmultihilo,yaquesecompartenespaciosdememoriaenlosquesealojanlasvariablescompartidasyalosqueaccedenvariosprocesosohilosdeunproceso.

Enestecaso,lamemoriatienequesergestionadaycontroladaporelsistemaoperativodetalformaquecadaprocesoutiliceelespaciodememoriasinafectaraotrosespaciosdememoriaenlosquepuedahaberdatosoregistrosconinfor-maciónparaotrosprocesosohilosdeunproceso.

Paragestionarlamemoriaensistemasoperativosmultitarea,esta sedivideenparticiones fijas.Así, el sistemaoperativodisponedeunacoladelosprocesosquesolicitanentrarenmemoria. El planificador tiene en cuenta los requerimientosdememoriadecadaunodelosprocesosylasparticionesdememoriadisponibles.EstosrequerimientosdeusodememoriasealmacenanenelBCP.

Lamayor dificultad de diseño de las particiones fijas es laadecuadaseleccióndelostamañosdelasmismas,puestoquepuedederivarenundesaprovechamientoofragmentacióndelamemoria.Estafragmentaciónpuedeserinterna,cuandolapartedelamemoriaquenoseestáusandoesinternaaunaparticiónasignadaaunproceso,oexterna,cuandounapar-ticióndisponiblenoseempleaporqueesmuypequeñaparacualesquieradelosprocesosqueesperan.

Conunconjuntodinámicodeprocesosejecutándosenoesposibleencontrar lasparticionesdememoriaadecuadas.Laopciónesdisponerdeparticionesvariables.Elproble-maque se plantea ahora es disponer de un registro coninformacióndelasparticioneslibresyocupadas,queseaeficientetantoeneltiempodeasignacióncomoenelapro-vechamientodelamemoria.Noobstante,sesiguenpresen-tandoproblemasde fragmentaciónexterna.Unasoluciónes permitir que los procesos puedan utilizar memoria nocontigua,loqueseconsiguemediantetécnicasdepagina-ción. Enesta situaciónhayunmecanismode traduccióndelasdireccioneslógicasalasfísicasmedianteunatabla de páginas.

Latabladepáginaspresentadoscuestionesatenerencuen-ta:eltamañodelatabla(quepuedeserdemasiadogrande)yeltiempodeasignación(quedebeserdecortaduración). Fig. 3.6. Gestión básica de memoria.

SISTEMA OPERATIVO(Monitor)

SISTEMA OPERATIVO(Monitor)

Programasde usuario

Controladores dedispositivos

Máximo KB

0 KB

Procesos Procesos.Único proceso

de usuario

Controladores de

0 KB

Máximo KB

La zona de intercambio es unazonadeundiscoduroutilizadapara almacenar procesos queactualmente no están en ejecu-ción y así dejarmemoria RAMlibre para los procesos que síloestán.

Vocabulario

9. ¿Enquésistemasesmásimportante lagestióndememoria?

10. ¿Conquétipodesopor-tesserealizaelintercam-bio de memoria de unordenador?

Actividades


58

Encontraposiciónalavisióndelamemoriacomoun arrayolistaunidimensional,estálaconcepciónporpartedelusuariodeconsiderarlamemoriacomounconjuntodeseg-mentosdediferentestamaños,sinningunaordenaciónentreellos.Esteesquemacorres-pondealasegmentación.Enestecaso,elespaciodedireccioneslógicasesunconjuntodesegmentoscondiferentesnombresytamaños.Enelesquemadesegmentaciónnoseproducefragmentacióninterna,perosíexterna,queocurrecuandotodoslosbloquesdememorialibressonmuypequeñosparaacomodaruntrozoobloquedeproceso.

Aunquelasegmentaciónylapaginaciónsonesquemasdiferentesdegestióndelame-moria,sepuedenconsiderarestrategiascombinadas,yaquelaúnicadiferenciaesquelapaginaciónutilizabloquesdememoriadetamañofijo.

Entodosestosesquemas,sesuponequeelprocesoquesevaaejecutarestácargadototalmenteenmemoria.Laideadepermitirejecutarprocesosquenoestáncargadostotal-menteenmemoria,einclusoquesustamañossuperenaldelamemoriafísicainstalada,dalugaralconceptode memoria virtual.

Enlossistemasoperativosactualessepuedeconfigurareláreadeintercambio,detalformaquepodemosindicareltamañoendiscodestinadoatalfin,einclusosepuedeindicarenquédiscosepuederealizarelintercambio.

Elgraninconvenientedemodificar«alaligera»loqueelsistemaadministraautomática-mente,esquepodemosprovocarqueelrendimientodelequiposeamenor.

Enlasegmentación,laRAMsedivide en espacios que no tie-nenqueserdelmismotamañoy que estarán en función deltamañodelosprocesosquesevayanaejecutar.

Ten en cuenta

En la Figura 3.7 vemos un ejemplocondos formasdeplanificar laubi-caciónde losprocesosqueesperanparaserejecutados.

La primera técnica («A» en el grá-fico) consiste en dividir la memoriaRAM,quetiene4MBdecapacidadtotal, en zonasde tamaño fijo perono iguales,ennuestrocasode512,1024y2048KB,detalformaquesepuedancrearvariascolasdepro-cesoscuyos tamañossean inferioresal tamañode laparticiónen laqueesperanejecutarse.

La segunda técnica («B»enelgráfi-co) consiste en mantener esas divi-sionesdememoriacontamañosfijosy diferentes, pero ahora solo habráuna colade esperapara losproce-sos,queseiránalojandoenunadelasparticiones libresqueseacapazdealojarlos.

Enamboscasosexisteunazonareser-vada, como siempre, para que sealojeelsistemaoperativo.Eslazonade memoria más baja que corres-pondealosprimeros512KBdelos4MB(4094KB)totalesdememoriaRAMdelosquesecomponenuestroejemplo.

Ejemplos

Fig. 3.7. Gestión de particiones.

B

Planificación con particiones fijas de 512 y2 048 KB, usando varias colas de procesos

Planificación con particiones fijas de 512, 1 024y 2 048 KB usando una sola cola de procesos

P3 P2 P1

P3 P2 P1

P3 P2 P1

SISTEMAOPERATIVO

1.ª PARTICIÓN512 KB

2.ª PARTICIÓN1 024 KB


400 KB 50 KB 350 KB

P3 P2 P13 075 KB 350 KB 900 KB

400 KB 50 KB 350 KB

400 KB 50 KB 350 KB

0

512

1 024

2 048

4 096

SISTEMAOPERATIVO

1.ª PARTICIÓN512 KB



0

512

1 024

2 048

4 096

A

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8. Paginación, segmentación y swappingSegmentación,paginaciónyswappingsontécnicasdegestióndememoria,queengeneralpermitenejecutarprogramasdeuntamañosuperioralacapacidaddelame-moriaRAMutilizandoeldiscodurocomouna«ampliación»delamemoriaprincipaldelequipo.Laventajaesquesepuedeejecutarcualquierprograma;elinconvenienteeslapérdidaderendimiento.

8.1. Paginación

Lapaginaciónesunatécnicaqueconsisteendividir lamemoriainternaoRAMenzonasigualesllamadas frames,ylosprogramasenpartesdelmismotamañodenomi-nadaspáginas.

Paraubicarunprogramaenmemoria,elsistemaoperativobuscaráenmemoriafísicalos framesquetengalibres.Eltamañodeestosframessediseñamediantehardware.

Si utilizamos un sistema de multiprogramación y solo hay un trabajo, este tendráasignadostodoslosframesnecesariosparaél.Estaasignacióndeframeslarealizaelsistemaoperativo.

Mediantela tabla de páginas,laUCPasignalasdireccionesfísicasdelos framesalaspáginasenlasquesehadivididoelprograma.Laasignacióndelosframes notienequesernecesariamenteconsecutiva.Unprocesosepuedeubicarenmemoriainternaenframesnocontiguos,yaqueestospuedenestarocupadosporotrosprocesos.

La técnica de paginación es similar a la dememoria virtual. La gran diferencia es queaquí no existe disco duro para intercambiarpartedelosprocesos.Concretamente,elsiste-maoperativoDOSutilizaunatécnicapareci-daalapaginación.

Como ejemplo, veamos el sistema operativoDOS.Solosirvedealmacenamientoparapar-tedelnúcleodelsistemaoperativoyparaal-macenartemporalmentepartedelosprocesosquetenganuntamañosuperiora640KB.

DOS divide la memoria extendida (porencima del primer MB) en páginas de64KBpara realizar el intercambiode infor-maciónconlamemoriaconvencional.

Unprogramade1MBocuparáloquepuedadememoriaconvencionalyelrestosealma-cenarátemporalmenteenmemoriaextendida.Esteprogramasepaginaráatravésdelllama-domarco de página,delquehablaremosmásadelante.Seintercambianlaspáginasdesdememoriaconvencionalaextendidayvicever-sa,dependiendodelapartedelprocesoquesevayaaejecutar.Estagestióndememoriaseconocecomomemoria expandida.

Enresumen,lapaginaciónesunatécnicadereasignaciónoredireccionamientodinámico,conlaconsideracióndequelatabladepá-ginassepuedealmacenarenregistrosespe-cialesdestinadosatalefectooenunapartedelapropiamemoria.

Un marco de páginaesunadivi-sióndelamemoriaenzonasdelmismo tamaño utilizadas paraintercambiar procesos con losespaciosdealmacenamiento.

Vocabulario

Fig. 3.8. Paginación.

UCP 003

000 101A02100102FC3

RAM

001002003004

000000

100000

101000

102000

103000

MÁX.

10277F

7FF

DIRECCIÓN LÓGICA DIRECCIÓN FÍSICA

TABLA DE PÁGINAS

102 7FF


60

8.2. Segmentación

Esunatécnicasimilaralapaginaciónquepermitedefinirlosbloquesdememoriadetamañovariable.Cadasegmentopuedevariardesde0hastaunmáximopermitido.

Estossegmentospuedentenerlongitudesdistintas.Además,lalongituddeunsegmentopuedevariarsegúnlasnecesidadesdelprograma.

Supongamosquerealizamosunprogramay,paraqueseejecute,necesitautilizartablas(estructurasdedatos)enmemoria.Sitenemosencuentaqueunatablapue-deasignarsedeformaestáticaodinámicasegúnlasnecesidadesdelprograma,habrá veces en que esta tabla necesitará un espacio determinado enmemoria,mientrasqueotras,esteespacioserámayoromenorsegúnlanecesidad.Graciasalasegmentaciónpodemosubicarenmemoriaestasestructurasdedatos,independien-tementedeltamañoquetengan.

Elordenador,atravésdelsistemaoperativo,puedeorganizarlamemoriaenbloquesconcretosytenerpartesdeelladestinadasaalmacenarlasestructurasdedatos,quepuedencreceromenguarsegúnlasnecesidadesdelusuarioodelprograma.Paraelloseutilizaránlaspilasdememoriaostacks, enlasquesegestionanlasestructurasdedatosnecesarias.

Lapaginacióndifieredelasegmentaciónenquelaspáginassondetamañofijoylossegmentosno.Elusodelatécnicadepaginaciónosegmentacióndependerádelsiste-maoperativoutilizadoydelamáquinaenlaquelousemos,ademásdelasnecesidadesdelsoftware.

8.3. SwappingElswappingesunatécnicasimilaraladememoriavirtual.Cuandovariosusuariosestánejecutandoprocesosenunmismoordenador,esteseveobligadoacargarlosenRAM.Segúnelestadoenelqueseencuentreelprocesodecadausuario,lame-moriaseiráliberandodesuprocesoypasaráalazonadeswapmediantelatécnicallamadaswap-out.Deestaforma,lamemoriainternaquedaliberadaparaqueenellasepuedaalmacenarotroprocesodelmismousuarioodeotro.

Todoprocesoconsumerecursoshardware de un sistema infor-mático,yeselsistemaoperativoel que determina, mediante elplanificador, de qué forma seasignan los recursos a cadaproceso.

Ten en cuenta

Nuncaejecutesdemasiadospro-gramasa lavezconunacanti-dad de memoria pequeña, yaque el intercambio entre RAMy disco ralentizará mucho elsistema.

Truco

Supongamosquetenemosunprocesoquenecesitadividirseencincopáginas:000,001,002,003y004.Acadapáginahabráqueasignarleunframeomarcodepáginadelamemoria física.Parahaceresaasignaciónseusa la tabladepáginas,queseconstruyecuandosecargaelprocesoyquecontienetantasentradascomopáginastengaelproceso,ennuestrocasocinco.

Cadadirección lógica tendrádos campos, elprimeroaccedea lapáginadentrode latabladepáginasyelsegundoindicaeldesplazamientoquehayquerealizardentrodeesapáginaparaaccederalainformacióndeseada.

Ennuestroejemplo (véaseFig.3.8), laUCP indicacomodirección lógica0037FF.Estoquieredecirquedebemosaccederalacuartapágina(003),dondeestáladireccióndelmarcodepáginaoframedelamemoriafísicaquecontienelainformaciónaejecutar,queennuestrocasoesla102.

Unavezubicadosendichoframe,debemosdesplazarnos7FFposiciones,conloqueseobtieneapartirdelosdoscamposladirecciónfísicaalaquesequiereacceder,queenestecasoes1027FF.

Ejemplos

Latransformacióndelasdireccioneslógicasenfísicaslarealizala unidad de admi-nistración de memoria o Management Memory Unit(MMU).

61


Sielusuariovuelveasolicitarsuprocesoparaseguirejecutándolo,seproduceeldeno-minadoswap-in,queconsisteenpasarelprogramadelazonadeswapalamemoriainterna.EstazonadeswapsesueleutilizarensistemasoperativoscomoUNIXyLinux.Estáformadaporunespaciofísicodeldiscoenelquetenemoselsistemaoperati-voylasaplicacionesquesevanaejecutar.Losfabricantesdeestossistemasoperativosrecomiendanqueestazonaseadel20%aproximadamentedelespacioendiscooeldobledelacapacidaddeRAMdelordenador.

Ladiferenciaentre lagestióndememoriavirtualyelswappingesque,mediante laprimera,puedellegaraocurrirqueeldiscoestétanllenoquelagestiónseadifíciloimposible,yaqueelespaciodestinadoalintercambiosueleserespaciodeldiscoduroenelqueestáinstaladotantoelsistemaoperativocomoelsoftwaredeaplicacionesylosdatosdelusuario.

Enelswappingnopuedeocurriresto,yaqueestazonasiempreestaráreservadaydisponibleparaelintercambiodeprogramasconlamemoriaprincipal.Normalmente,alestarestazonaenundispositivofísicodiferente,todoelespacioestarádisponiblecadavezqueencendamoselordenador.

9. Programas reubicables, reentrantes, residentes y reutilizables

Segúncómo,dóndeycuándoseubiquenenmemoria,losprogramaspuedenserdevariostipos:

A. Reubicables

Sonaquellos que, una vez cargados en RAMpara ejecutarse, pueden variar de si-tuación,yaque lapartedeRAMqueocupanpuedesernecesariaparaubicarotroproceso.Estosprocesosoprogramascambiandeposicióncuandoseestárealizandounaoperaciónsobreelordenador.Estaoperaciónsueleserdeconfiguracióninternadelpropioordenador.

B. Reentrantes

Sonaquellosprogramasque,sinoseestánejecutando,dejanlamemorialibreparaotrosprocesos.Estosprocesos,cuandose liberan,sesuelenalmacenar temporalmenteeneldiscoduro.Sonlosprocesosgestionadosmediantelatécnicadememoriavirtual.

C. Residentes

Sonaquellosque,unavezcargadosenmemoria,permaneceránenellahastaqueseapagueelordenador.Nocambiansuubicaciónenningúnmomento.Suelenserprogra-masdeantivirus,deanálisisdesistema,demonitorización,etc.Losmáscomunessonlosllamadoscentinelas,queincorporanlosantivirusparaqueanalicencontinuamenteloquesecargaenmemoria.Deestaforma,siseejecutaunproceso,elprogramaresi-denteloanalizay,sidetectaalgorarooextraño,envíaunmensajedealerta.

Laubicacióndeestosprogramasenmemoriadependerá,fundamentalmente,delsiste-maoperativoydelapropiaaplicaciónquelanceelprogramaresidente.Suelenubicar-seenesos64KBdememoria,aunquenonecesariamente.

D. Reutilizables

Sonprogramasquenormalmentesonutilizadosporvariosusuariosalavezenmemoria,independientementedelnúmerodeusuariosquelosvayanautilizar.Conelloseconsi-gueunmejoraprovechamientodelamemoria.

11. ¿Qué sistemas operati-vosdelmercadoutilizanlatécnicadepaginaciónparalaubicacióndelosprocesosenmemoria?

12. ¿Quésistemasoperativosdel mercado utilizan latécnicadeswappingparalaubicacióndelosproce-sosenmemoria?

13. ¿Quétécnicaesmásefec-tiva,lapaginación,laseg-mentaciónoelswapping?

Actividades

14. ¿Eselprocesadordetex-tos Word un programaresidente?

15. ¿Es un antivirus un pro-gramaresidente?

Actividades

Un programa es un conjuntode instrucciones que el sistemaoperativo ejecuta para realizardeterminados procesos dentrodeunsistemainformático.

Recuerda

Enunprogramaseejecutanins-truccionesaritméticasy lógicas,estas últimas determinadas porelálgebrade Boole.

Recuerda


62

10. Gestión de entrada/salida:tipos de periféricos

Unadelasfuncionesprincipalesdeunsistemaoperativoeselcontroldelosperiféricosdeentrada/salidadelordenador.Elsistemaoperativoseencargadeenviarórdenes,determinar el dispositivo que necesita la atención del procesador, eliminar posibleserrores,etc.

Enprimerlugar,esnecesariohacerunaclasificacióndelosperiféricos.Estaclasificaciónnocorrespondeasisonperiféricosdeentradaodesalida,sinoasigestionanlainfor-maciónporbloquesoporcaracteres:

• Periféricos tipo bloque.Sonaquellosenlosquelainformaciónquesemanejaesdetamañofijo.Lainformaciónentraosaledememoriaenformadebloque.Unejemploson los registrosde ficherosdedatosalmacenadosendiscosodisquetes,yaquecadaregistrocontieneinformaciónreferenteaunbloquehomogéneo.

• Periféricos tipo carácter.Sonlosquesirvenparaintroducirdatosdentrodelamemo-riadelordenadorenformadecaracteres,sinningúnordenconcreto,porejemplolosteclados.Tambiénanalizaremoslosperiféricosquesirvenparaverlosresultadosobtenidosdenuestragestiónenformadecadenadecaracteres:puedenserelmoni-tor,laimpresora,etc.

Cadaperiféricoestácompuestoporuncomponentemecánicoyporotro,uotros,com-ponentes electrónicos. Por ejemplo, un disco duro estará compuesto por los propiosdiscosdealuminiorecubiertosdematerialmagnético,lascabezasdelectura,elmotorqueloshacegirar,etc.,yporladenominadacontroladoraoadaptador,encargadodeconectareldispositivofísicoalordenador.

Elsistemaoperativoseencargadeaccedera la informaciónde lamemoriaprinci-pal,extraerlaenformadeimpulsoseléctricosyenviarlaalosdiferentesdispositivosperiféricos.Silainformaciónseenvíaaundiscoduro,losimpulsossetransformaránenseñalesdetipomagnético;siseenvíaaunaimpresora,setransformaránencarac-teres,etc.

11. Comunicación con el sistema:interfaces de usuario

Hayquedestacarlasinterfacescomomediodecomunicaciónentrehardwareysoft-wareatravésdelsistemaoperativo.Lasinterfacessepuedenclasificaren:

• Interfaz tipo texto.Sielsistemaoperativoesdetipotexto,todaslasórdenesqueelusuariointroduzcaylasrespuestasqueelsistemaoperativodéseintroduciránovisualizaránmediantecadenasdecaracteres.Unejemplodesistemasoperativostipotextoson:DOS,UNIX(enversionesinferioresalaSystemVRelease4),lasprimerasversionesdeLinux,etc.Todaslasórdenesseintroducenportecladoysevisualizanenlapantalla.Lapantalla,cuandosegestionaentipotexto,tieneuntamañode80columnaspor24filas;esdecir,puedemostrarhasta1920carac-teresdeunasolavez.

• Interfaz tipo gráfico. Hoyendía,lamayoríadelossistemasoperativosutilizanmediosdecomunicaciónentremáquinayordenadordetipográfico.Enestetipodeinterfa-ces,elusodelratónescasiimprescindible.Lainformaciónenpantallasemuestraenbloquesoenpantallasindependientes.Aestosbloquesselesdenominaventanas, yenellasapareceunaseriedecomponentesyobjetosquenossirvenparaenviarorecibirinformaciónsintenerqueteclearnada.

16. ¿Disponentodoslossiste-masoperativosdeinterfaztipotextoytipográfico?

17. ¿Crees que existe algúntipodesistemaoperativoquenotengainterfazgrá-fica?

Actividades

Los sistemas operativos actualestrabajan normalmente medianteinterfaz de tipo gráfico, aunquepermiten la ejecución de deter-minadoscomandosyprogramasmediantelainterfazdetipotexto.

Ten en cuenta

63


12. Clasificación de los periféricosLaclasificaciónmásusualdelosperiféricoseslaquesemuestraenlaFigura3.9:

• De entrada.Sonlosquesirvenparaintroducirinformación(datosoprogramas)enelordenador.Lainformaciónvadesdeelloshacialamemoriayelrestodecomponen-tesinternosparaserprocesada.Sonperiféricosdeentradaelteclado,elescáner,launidadlectoradeCD-ROM,elratón,etc.

• De salida.Sonlosqueseutilizanparaextraerlainformación(datosenformaderesultados,programas,etc.)desde lamemoriay restodecomponentes internosdel ordenador, y mostrar los datos. Son periféricos de salida la impresora, lapantalla,elplóter,etc.

• De entrada/salida (E/S).Sonlosqueseutilizanparaintroduciroextraerdatosdesdeyhaciaelordenador.Porejemplo,losdispositivosdealmacenamientocomolosdiscosduros (Fig.3.11).Enellossepuedeescribir información (salida)al igualque leerla(entrada).Hayotrosmuchosperiféricosdentrodeestacategoría,comolosmonitorestáctiles,elmódem,elrouter,lastarjetasdered,elpen drive,lasimpresorasmultifun-ción,etc.

NosedebenconfundirlosperiféricosdeE/Sconlossoportesdeinformación.Losperifé-ricosson,porejemplo,lasunidadesdedisquete.Eldisqueteensísedenominasoporte, yaqueeselquealmacenalainformación.Elperifériconoalmacenainformación,pueseselmediofísicoquesirveparaalmacenarla.Pongamosunejemplo:unradiocaseteesunperiférico,ylacintaenlaqueestángrabadaslascancionesesunsoporte.

Endefinitiva,elsoportedeinformacióneslapartedelperiféricoextraíble(disquete,CD-ROM)ono(platosdeldiscoduro)enlaquesealmacenalainformación.

Algunadelasprincipalescaracterísticasdelossoportesesquesonreutilizables,quetienenelevadacapacidaddealmacenamiento,quesonnovolátilesyquesonmáseco-nómicosquelamemoriaprincipal(RAM).

Fig. 3.9. Esquema de periféricos de entrada/salida.

Periféricos de ENTRADA Periféricos de SALIDA

SISTEMA INFORMÁTICO

USUARIO

Periféricos deENTRADA / SALIDA

Paraqueunmismoperiféricodeentrada/salidapueda funcionaren diferentes sistemas opera-tivos, es necesario instalar loscontroladores o drivers que elfabricantesuministraconelperi-férico.

Recuerda


64

AlgunosdelosperiféricosdeE/Smásimportantesson:

A. Teclado y ratónSonlosperiféricosdeentradaporexcelencia.Lostecladospuedenserdevariosmodelos,dependiendodelnúmerodeteclasquelocompongan(84,102o104).Normalmente,seutilizanlosde102teclas.VeamosdetalladamentecómoesuntecladoenlaFigura3.10.

1 Ctrl.Seutilizaconotracombinacióndeteclaspararealizardeterminadasfuncionesoparaseleccionarmúltiplesarchivosy/ocarpetas.

2 Shift. Seutilizaparaescribirletrasenmayúsculasoelsímbolodelapartesuperiordelrestodeteclas.

3 Caps Lock.Seutilizaparadejaractivadalaescrituradeteclasenmayúsculas.

4 Tab. Seutilizaparatabulaciónenprocesadoresdetextoymovimientoencamposdeentradaenformularios.

5 Esc.Seutilizanormalmenteparafinalizarprocesosoacciones.

6 Teclas de función (F1 a F12). Seutilizanparaabreviaraccionesenherramientasofi-máticasorealizardeterminadasaccionessobreelsistemaoperativo.

7 Retroceso. Seutilizaparaborrarelcarácteralaizquierdadelaposicióndelcursor.

8 Panel identificador.Indicasitenemosactivadaslasmayúsculasoeltecladonumérico.

9 Teclado numérico. Seutilizacomotalocomotecladodeediciónentecladosquenodisponendeteclasparaestefin.

10 Teclado de edición.Seutilizaparamoversepordocumentos,porgráficoseinclusoenlosjuegos.

11 Enter.Teclaquesirveparahacerefectivaslasoperacionesdeconfirmaralgunaacciónoparainsertarlíneasenprocesadoresdetextosuotrasherramientasofimáticas.

12 Espaciador. Seutilizapara insertar espacios enblancoo seleccionar casillasdeverificaciónencuadrosdediálogo.

13 Alt. Teclaqueutilizadaencombinaciónconotrassirvepararealizardeterminadasaccionesdelsistemaoperativo.

B. MonitorEsunperiféricodesalida.Puedesermonocromoocolor,ysusprestacionesdepende-rán,engranmedida,dela tarjeta gráficaydelamemoriaapropiadaqueincorporeelfabricante,delafrecuenciaderefresco,deltamañoenpulgadas,etc.Estastarjetassonlasquecomunicanelordenadorconelmonitor.

Fig. 3.10. Esquema de un teclado.

F1

Q

1

!~

`

@ # $ % & ( )

}]

{

?>, .

>

/

[

:; ¨

-__* +

= \^

2 3 4 5 6 7 8 9 0

ACaps Lock

Tab

Shift

Ctrl Alt Alt Ctrl

Shift

Enter

Z X C V B N M

S D F G H J K L

W E R T Y U I O P

Esc F2 F3 F4 F5 F6 F7 F8 F9 F10 F11 F12 PrintScrn

PageUp

NumLock

NumLock

CapsLock

ScrollLock

Home

Ins

End

7 8 9

654

1 2 3

0

PgUp

PgDn

Del

Enter

+

_*/

PageDown

SysRq BreakScrollLock

Pause

InsertBacksSpace Home

EndDelete

|

13 12

6

1

2

3

4

5

7 8

11 10 9

Analiza en la Web los tiposdemonitoresdeentrada/salidamáscomercializadosyaveriguaen qué sistemas operativos sepuedenutilizar.

Investigación

65


C. Impresora

Esunperiféricodesalidaquepermitelasalidaenpapeldelainformacióndeseada.Lagamadeimpresorasvadesdelasde impactohastalasmásmodernasdenominadas sin impacto(térmicas,deinyeccióndetinta,láseryelectromagnéticas).

D. Otros periféricos

• Escáner. Esundispositivodeentradaquepermitetransformarimágenesotextoimpre-soendatosdigitales.

• Módem.EsunperiféricodeE/Squeseconectaalaentradaestándardelteléfonoypermitelacomunicaciónremotaconotrosequipos.

• Unidades de disquete. SonperiféricosdeE/Squepermitenalmacenaroextraerinfor-macióndelossoportes(disquetes).

• Unidades de disco duro. Sondeelevadacapacidadyaltavelocidad.Seutilizanparainstalarenellaselsoftwaredelossistemasoperativosylamayorpartedelsoftwaredeaplicaciones.SucapacidadsemideenGB.

• Tableta digitalizadora y lápiz óptico. Sonperiféricosutilizadosnormalmenteparalaconfeccióndegráficosyesquemasenlosqueelusodel tecladoyelratónresultatedioso.Ambossondispositivosperiféricosdeentrada.

• DVD(Digital Video Disk).Esunperiféricodeentrada.Paraaccederalainformaciónseaplicatecnologíaláser.Sucapacidadessuperioralos4GBygozadegrandifu-siónenlaactualidad.

• Blue-ray. Similaralosanterioresperoconmuchamáscapacidad.Suelealmacenarhasta50GBdeinformación.

• HDVD. SimilaralDVD,tieneunacapacidaddehasta30GBporsoporte.

13. Gestión de la informaciónCuando trabajamoscon sistemasoperativosmultiusuario, lagestióndedatosque sehacedentrodelordenadorysuubicaciónenmemoriayenlossoportesdealmacena-mientoexterno,puedenplantearalgunosproblemas.Yahemosvistoque,para laubicaciónenmemoria,el sistemaoperativodisponedesusmedios.Encuantoalalmacenamientoensoportesexternos,lagestiónquehagaelsistemaoperativotienequeresponderavariascaracterísticas:sepodráalmacenarunagrancantidaddeinformación,sealmacenarádeformacorrectaunavezterminadoelprocesamientoyexistirálaposibilidaddequevariosprocesosoprogramasaccedanalamismainformaciónsininterferencias.Para todoesto,despuésdeserprocesada, la información tienequealmacenarsedeformapermanenteen lossoportesexternosdealmacenamientoa travésdearchivos.Cadasistemaoperativoutilizasupropiosistema de archivos.Elsistemaoperativoges-tionacadaarchivoalmacenadoenelsoporteindicandoelnombre,eltamaño,eltipo,lafechayhoradegrabación,ellugardelsoporteenelqueseencuentra,etc.YairemosviendoencadasistemaoperativocuálessusistemadearchivosoFile System.Cadaunodeelloshaceunagestióndiferentedelespaciodealmacenamiento,locualdependerádesielsistemaesmultiusuarioomonousuario,multitareaomonotarea,multi-procesadoromonoprocesador,etc.Engeneral,lostiposdearchivosquegestionatodosistemaoperativosontres:• Archivos regulares o estándares. Sonlosquecontieneninformacióndelusuario,pro-

gramas,documentos,texto,gráficos,etc.• Directorios. Sonarchivosque contienen referenciasaotrosarchivos regulares oa

otrosdirectorios.• Archivos especiales. Losquenosondeningunodelosdostiposanteriores.

18. ¿Unpen drive es un dis-positivo de entrada, desalida o de entrada/sa-lida?

19. ¿Lostecladossondisposi-tivosdeentrada?

Actividades

Unsistemadearchivosdetermi-nadequéformasealmacenalainformaciónenunsoporteyquésepuedehacerconella.

Ten en cuenta

Fig. 3.11. Unidades lectorasy disco duro.

Disco duro interno

Disquetera Lector Grabadorde DVD


66

Síntesis

Procesos

Memoria

Periféricos

Información

Hilosyhebras

Estadosdelosprocesos

Procesosyflujos

Transicióndeprocesos

Bloquedecontroldeprocesos

Algoritmosdeplanificación

Intercambiodememoria

Tiposdeperiféricos

Comunicaciónconelsistema

Clasificacióndelosperiféricos

Tiposdearchivos

Tiposdeprogramassegúnelusodememoria

Ejecución

Esperaopausado

Bloqueado

Ubicaciónenmemoria

Estadoactualdelproceso

Ubicaciónenmemoria

Identificadordelproceso

Recursosutilizados

Prioridaddelproceso

Informacióndecontrol

Unahebraesunpuntodeejecucióndeunproceso

Reubicacles

Residentes

Reentrantes

Reutilizables

Tipobloque

Archivosregulares

Directorios

Archivosespeciales

Interfaztexto

Entrada Salida Entrada/salida

Tipocarácter

Interfazgráfica

RoundRobin AlgoritmoderuedaqueasignatiemposdeCPUdeformarotativa

AsignacióndetiemposdeCPUenordendellegada

PáginasdelmismotamañoparaRAMyprogramas

PáginasdediferentetamañoparaRAMyprogramas

Intercambioenunazonadediscoexclusiva

FIFOoFCFS

Paginación

Segmentación

Swapping

Unprocesoesunconceptomanejadoporelsistemaoperativoyquereferenciaunprogramaenejecución

67


Test de repaso1. Cuandounprogramaoprocesoseencuentraenestado

bloqueadoestepuedepasaraejecución:

a) Sí,directamentetrassolucionarelconflictoquepro-vocaelbloqueo.

b) Sí,peropreviamentetendremosquecolocarelpro-cesoenlacoladetrabajospendientes.

c) No directamente, ya que previamente tiene quepasarporelestadoenesperaopreparado.

d) No,debidoaqueelbloqueo,siesdehardware,implicasiempreelbloqueodefinitivodelproceso.

2. Unprocesoestápreparadoparaserejecutado:

a) Siestáesperandoelturnoparapoderusarsuinter-valodetiempodeejecucióndeCPU.

b) Siestáretenidoporcualquiercausa.

c) Siseestánejecutandoinstruccionesenesemomentodeeseproceso.

d) Soncorrectasbyc.

3. Cuálesdelassiguientesafirmacionessonciertasres-pectodelostrabajosquelleganaunaimpresoraenunsistemamultiusuario:

a) Lostrabajosseencolaneneldenominadospool.

b) LostrabajosnormalmentesegestionanmedianteunalgoritmodeplanificaciónFIFO.

c) Se pueden asignar prioridades a los trabajos deimpresiónsegúnestimeeladministrador.

d) Soncorrectasa,byc.

4. Si utilizamos la técnica del swapping, el procesomedianteelcualelprogramaenejecuciónpasadememoriaalazonadeswapsedenomina:

a) Swap-in.

b) Swap-out.

c) Paginación.

d) Memoriavirtual.

e) Segmentación.

5. Lapaginaciónsediferenciadelasegmentaciónenque:

a) Enlapaginaciónlamemoriasedivideenframesdelmismotamañoyenlasegmentaciónno.

b) Enlapaginaciónlaspartesenlasquesedivideelprogramasellamanpáginasyenlasegmentaciónsegmentos.

c) Lapaginaciónutilizaladenominadatabladepági-nasyenlasegmentaciónelstack.

d) Todassonciertas.

6. Lapaginaciónesunatécnicaqueconsisteendividirlamemoriaenzonasdenominadas:

a) Páginas.

b) Frames.

c) Tabladepáginas.

d) Swap.

e) Todassonfalsas.

7. Losdirectoriosson:

a) Archivosparagestionarlaentradaysalidadearchi-vosregulareshaciaodesdelosperiféricos.

b) Información del usuario, programas, documentos,texto,gráficos,etc.

c) Archivosquecontienenreferenciasaotrosarchivosregularesoaotrosdirectorios.

d) Soncorrectasayb.

8. ¿Cuáldelassiguientesafirmacionesesfalsa?

a) Lapaginaciónutilizasegmentosdetamañofijoylasegmentaciónmarcosdetamañovariable.

b) Enlapaginaciónlamemoriasedivideenbloquesdelmismotamañoyenlasegmentaciónno.

c) Enlapaginaciónlaszonasdememoriasellamanmarcosyenlasegmentaciónsegmentos.

d) Lapaginaciónutilizaladenominadatabladepági-nasylasegmentaciónlapiladememoria.

9. Elcambiodecontexto,puedeproducirse…

a) Entrediferentesprocesos.

b) Entrediferenteshilosdeunmismoprocesooentredistintoshilosdediferentesprocesos.

c) Solamenteentrehilosdeunmismoproceso.

d) Soncorrectasayb.

10. Losprogramasresidentes:

a) Sonutilizadosporvariosusuariosalavez.

b) Unavezcargadosenmemoriapermanecenenellahastaqueseapagueelordenador.

c) Sedenominanvigilantes.

d) Soncorrectasayb.

Solución: 1:c;2:a;3:d;4:b;5:d;6:b;7:c;8:a;9:d;10:b.


68

Comprueba tu aprendizaje1. Rellenalatabladeladerecharespectodelosestados

delosprocesosylastransicionesdelosmismos.Utilizalasreferenciasalastransicionesexplicadasenlospun-tos2y3delaunidad.RecuerdaquelastransicionesseránA,B,CoD.Siexistemásdeunaopción,seindi-caránambasysejustificarán.

2. ¿QuécontieneelBCPoBloquedeControldeProce-sos?

3. ¿TodoprocesotieneunaentradaenelBCP?

4. ¿Quéalgoritmoeselquemejorsepuedeutilizarparalaejecucióndeprocesosenunsistemainformáticomul-tiusuario?

5. Rellenalasiguientetabla:

6. ¿Cómosedenominanlosprogramasquepuedenserutilizadospor varios usuarios y están cargados unasolavezenmemoria?

7. Comentaalgunacaracterísticadelossiguienteselemen-tos:

• Archivosregularesoestándares.

• Directorios.

• Archivosespeciales.

8. Rellenalasiguientetabla:

Proceso Estado Transición Nuevo Estado

P1 Ejecución Bloqueado

P2 Pausado C

P3 Ejecución Pausado

P4 Bloqueado D

GESTIÓN DE MEMORIA DIVISIÓN DE LA MEMORIA GESTIÓN DE DISCO FRAGMENTACIÓN

Paginación

Segmentación

Swapping

PERIFÉRICO ENTRADA/SALIDA INTERNO/EXTERNO RÁPIDO/LENTO

Escáner

Pizarra digital

HDVD

DVD

Impresora

Discos duros

Monitor

Router

unidad gestión de los recursos de un sistema...

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