Que Es Mac Sistema Operativo
Olaf Pinette
Uno de los propsitos del sistema operativo que gestiona el ncleo intermediario consiste en gestionar los recursos de localizacin y proteccin de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. La mayora de los aparatos electrnicos que utilizan microprocesadores para funcionar, llevan incorporado un sistema operativo (telfonos mviles, reproductores de DVD, computadoras, enrutadores, etc.). En cuyo caso, son manejados mediante una interfaz grfica de usuario, un gestor de ventanas o un entorno de escritorio, si es un celular, mediante una consola o control remoto si es un DVD y, mediante una lnea de comandos o navegador web si es un enrutador.
El problema principal de las primeras computadoras era su baja utilizacin, la primera solucin fue poner un operador profesional que lo manejase, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorr tiempo y se aument la velocidad.
Segn fue avanzando la complejidad de los programas, fue necesario implementar soluciones que automatizaran la organizacin de tareas sin necesidad de un operador. Debido a ello se crearon los monitores residentes: programas que residan en memoria y que gestionaban la ejecucin de una cola de trabajos.
Los avances en el hardware crearon el soporte de interrupciones y posteriormente se llev a cabo un intento de solucin ms avanzado: solapar la E/S de un trabajo con sus propios clculos, por lo que se cre el sistema de bfers con el siguiente funcionamiento:
Hace aparicin el disco magntico con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de rendimiento. Se eliminan las cintas magnticas para el volcado previo de los datos de dispositivos lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular varias cintas). Debido al solapamiento del clculo de un trabajo con la E/S de otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se conoce como Spool (Simultaneous Peripherial Operation On-Line).
Cada SO implementa un conjunto propio de llamadas al sistema. Ese conjunto de llamadas es la interfaz del SO frente a las aplicaciones. Constituyen el lenguaje que deben usar las aplicaciones para comunicarse con el SO. Por ello si cambiamos de SO, y abrimos un programa diseado para trabajar sobre el anterior, en general el programa no funcionar, a no ser que el nuevo SO tenga la misma interfaz. Para ello:
Las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU. No obstante el Sistema Operativo, tiene que poder utilizar todo el conjunto de instrucciones del CPU. Por ello, una CPU debe tener (al menos) dos modos de operacin diferentes:
Una aplicacin, normalmente no sabe dnde est situada la rutina de servicio de la llamada. Por lo que si esta se codifica como una llamada de funcin, cualquier cambio en el S.O. hara que hubiera que reconstruir la aplicacin.
Pero lo ms importante es que una llamada de funcin no cambia el modo de ejecucin de la CPU. Con lo que hay que conseguir llamar a la rutina de servicio, sin tener que conocer su ubicacin, y hacer que se fuerce un cambio de modo de operacin de la CPU en la llamada (y la recuperacin del modo anterior en el retorno).
Las llamadas al sistema no siempre tienen una expresin sencilla en los lenguajes de alto nivel, por ello se crean las bibliotecas de interfaz, que son bibliotecas de funciones que pueden usarse para efectuar llamadas al sistema. Las hay para distintos lenguajes de programacin.
El SO ocupa una posicin intermedia entre los programas de aplicacin y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a peticin de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute cdigo del SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones:
La ventaja de este procedimiento es que no se tiene que perder tiempo ejecutando continuamente rutinas para consultar el estado del perifrico. El inconveniente es que el dispositivo debe tener los circuitos electrnicos necesarios para acceder al sistema de interrupciones del computador.
El mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al sistema operativo utilizar la CPU en servicio de una aplicacin, mientras otra permanece a la espera de que concluya una operacin en un dispositivo de E/S.
El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E/S ha terminado y el SO puede intervenir entonces, si es conveniente, para hacer que el programa que estaba esperando por el dispositivo, se contine ejecutando.
Un ejemplo de sincronismo por interrupcin es el almacenamiento de caracteres introducidos mediante el teclado. Cuando se introduce un carcter, se codifica en el registro de datos del dispositivo y adems se activa un bit del registro de estado quien crea una interrupcin en el hardware. El procesador deja temporalmente la tarea que estaba completando y ejecuta la rutina de atencin a la interrupcin correspondiente. El teclado almacena el carcter en el vector de memoria intermedia (tambin llamado buffer) asociada al teclado y despierta el proceso que haba en el estado de espera de la operacin de entrada/salida.
Cuando la CPU intenta ejecutar una instruccin incorrectamente construida, la unidad de control lanza una excepcin para permitir al SO ejecutar el tratamiento adecuado. Al contrario que en una interrupcin, la instruccin en curso es abortada. Las excepciones al igual que las interrupciones deben estar identificadas.
El mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir, junto a los modos de ejecucin de la CPU y los mecanismos de proteccin de la memoria, que las aplicaciones realicen operaciones que no les estn permitidas. En cualquier caso, el tratamiento especfico de una excepcin lo realiza el SO.
Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepcin no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepcin, sino que el SO aborte la ejecucin de ese programa. Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepcin adecuadamente.
Todos los componentes de un sistema operativo existen para hacer que las diferentes partes de una computadora trabajen juntas. Todo el software del usuario debe pasar por el sistema operativo para poder utilizar cualquier hardware, ya sea tan simple como un mouse o un teclado o tan complejo como un componente de Internet.
La gestin de procesos podra ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades: alta, media, baja, por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y despus las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha.
Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas ms antiguas.
Los sistemas de memoria virtual separan las direcciones de memoria utilizadas por un proceso de las direcciones fsicas reales, permitiendo la separacin de procesos e incrementando la cantidad efectiva de memoria de acceso aleatorio utilizando la paginacin. La calidad de la gestin de la memoria es crucial para las prestaciones del sistema.
El recolector de basura es la asignacin y liberacin automtica de los recursos de memoria para un programa. La implementacin suele ser a nivel del lenguaje de programacin en contraposicin a la gestin manual de memoria, que asigna y libera los recursos de memoria de una computadora de forma explcita.
La administracin de memoria se refiere a los distintos mtodos y operaciones que se encargan de obtener la mxima utilidad de la memoria, organizando los procesos y programas que se ejecutan de manera tal que se aproveche de la mejor manera posible el espacio disponible.
Para poder lograrlo, la operacin principal que realiza es trasladar la informacin que deber ser ejecutada por la unidad central de procesamiento o procesador, a la memoria principal. Actualmente esta administracin se conoce como memoria virtual, porque no es la memoria fsica del procesador sino una memoria virtual que la representa. Entre algunas ventajas, esta memoria permite que el sistema cuente con una memoria ms extensa teniendo la misma memoria real, por lo que esta se puede utilizar de manera ms eficiente. Y por supuesto, que los programas que son utilizados no ocupen lugar innecesario.
Las tcnicas que existen para la carga de programas en la memoria son: particin fija, que es la divisin de la memoria libre en varias partes (de igual o distinto tamao) y la particin dinmica, que son las particiones de la memoria en tamaos que pueden ser variables, segn la cantidad de memoria que necesita cada proceso.
Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es voltil y adems muy pequea para almacenar todos los programas y datos. Tambin es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga de:
Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (cach), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.
Sus principales funciones son la asignacin de espacio a los archivos, la administracin del espacio libre y del acceso a los datos resguardados. Estructuran la informacin guardada en un dispositivo de almacenamiento de datos o unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de una computadora), que luego ser representada ya sea textual o grficamente utilizando un gestor de archivos.
Los sistemas de archivos proveen mtodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de mtodos para crear, por ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo (enlace duro en Unix) o renombrar enlaces padres (".." en Unix).
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