Sistemas Operativos por Servicios

Los sistemas operativos se pueden clasificar de acuerdo a los servicios que puede prestar:

• Por el número de usuarios:
  • Monousuarios
  • Multiusuarios
• Por el número de tareas:
  • Monotareas
  • Multitareas
• Por el número de procesadores:
  • Uniporoceso
  • Multiproceso.
    • Simétricos
    • Asimétricos

Monousuario: Soportan a un solo usuario a la vez, sin importar la cantidad de procesadores, procesos o tareas. Computadoras personales.

Estado del proceso:

Es la fotografía de un proceso en determinado momento, que se toma para identificar:

• Los valores que estaba manejando en el momento.
• Estado de banderas activadas.
• Pila o Stack del proceso.
• Registros en el procesador.

Para que en el momento de reanudar el proceso, continuar exactamente en donde se quedó.

Multiusuario: Dan servicio a más de un usuario a la vez, normalmente se utilizan terminales remotas mediante una red de comunicaciones, se ejecutan de manera simultánea.

Los SO en un bajo nivel no trabaja con objetos sino con registros los cuales se van apilando (lista apilada), donde los elementos se colocan uno encima del otro y solo podemos acceder de manera inmediata al elemento que está encima de la pila o stack.

Es un sitio de almacenamiento temporal, trabaja con 2 instrucciones básicas:

• POP
• PUSH

Se crea un stack por proceso, ahí se guardan las variables primitivas y procesos más complejos.

Cuando manejamos objetos o valores por referencia, se accede a ellos por medio de apuntadores, es decir mediante las direcciones de memoria, en donde se encuentra el objeto referenciado.

Es el SO quién lleva un inventario de las ubicaciones que se están usando del objeto del proceso.

Threads (hilos)

Es un mecanismo que permite a una aplicación realizar varias tareas de manera concurrente.

Se basa en el concepto de multitarea, es decir un sistema puede ejecutar varios procesos a la vez. Pero que pasa si un proceso ejecuta varios subprocesos o tareas a la vez.

• En ese caso utilizamos los threads o hilos, a cada subproceso le corresponde un Quantum para alternar tiempo entre las tareas.
• Definimos entonces que los procesos no son las unidades mínimas de ejecución, son los hilos.
• Un proceso que en apariencia no tiene threads, en realidad tiene un único thread.
• Los threads dentro del proceso comparten todos la misma región de memoria, el mismo espacio de direcciones, a las cuales acceden mediante apuntadores.
• Cada hilo tiene su propio estado de ejecución el cual se guarda y se restablece cuando es su turno de ejecución.
• Cada thread tiene su propio stack.
• El proceso es el que asigna la prioridad en la ejecución, es al que se le asigna memoria y recursos y privilegios.

Monotareas: Solo pueden hacer una tarea a la vez.

Multitareas: Puede realizar varias labores al mismo tiempo.

Uniproceso: Maneja un solo procesador en el equipo.

Multiproceso: Equipos que manejan varios procesadores, en los cuales distribuyen la carga de trabajo de forma simétrica o de manera asimétrica.

Proceso: Conjunto de instrucciones que se ejecutan de manera secuencial que llevan a cabo una tarea en específico.

Planificador de Procesos:

Es el encargado de permitir la ejecución de los diferentes procesos en una o varias CPU (Unidad Central de Proceso (conformada por memoria principal, Unidad lógica aritmética y Registros de control).

Los sistemas Operativos Monotarea, ejecutan un proceso y solo hasta que lo terminan ejecutan otro proceso, de igual manera, hasta que lo terminan, realizan el siguiente proceso, sucesivamente, ejemplo más común es el MSDOS.

Todos los procesos deben de esperar su turno para ejecutarse, también se le conoce como planificación por lotes (batch), (Ej. Trabajos de Impresión).

Cada vez que se crea un thread se crea un objeto del kernel que tiene toda la información necesaria con respecto al proceso, código ejecutable del thread, variables, etc. el objeto del thread existe en el espacio de direcciones asignadas al kernel.

El kernel proporciona acceso para modificar o supervisar el funcionamiento de un thread. Se encarga de manera automática de calendarizar la ejecución de cada uno de los thread en ejecución.

Los Thread de usuario:

Son independientes del kernel del sistema, para el SO, no existen.

Otra manera de generar una interrupción es mediante una señal enviada desde un dispositivo de hardware, como por ejemplo una tarjeta de red, en ese momento el proceso que se está ejecutando se suspende y se ejecuta el de la red.

Los 3 momentos de suspensión de un proceso:

1. Interrupción por el reloj del procesador (Quantum de tiempo).
2. Por dispositivo de E/S.
3. Auto-suspensión del proceso o su finalización.

Estado de ejecución de un proceso:

El sistema guarda el estado del proceso en la memoria como:

1. Los valores de todos los registros.
2. Los valores de las banderas del procesador.
3. El registro de IP (Instruction Pointer) que es un apuntador que indica al procesador en que instrucción del código va la ejecución.
4. Lo mismo sucede para cada uno de los procesos subsecuentes.