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La estructura de un sistema operativo es un esencial que intervienen en el fucionamiento, rendimiento Un sistema operativo proporciona el ambiente dentro del cual se ejecutan los programas. Es un software que administra los recursos de hardware de una computadora para que los programas puedan ejecutarse de manera eficiente y segura. Los sistemas operativos se pueden dividir en componentes, cada uno de los cuales tiene una función específica. Los componentes más comunes son: o Administración de procesos: gestiona la creación, suspensión, reanudación y terminación de procesos. o Administración de memoria principal: gestiona la asignación y liberación de memoria a los procesos. o Administración de archivos: gestiona la creación, eliminación, acceso y almacenamiento de archivos. o Administración de dispositivos de E/S: gestiona el acceso a los dispositivos de entrada/salida de la computadora. o Interfaz de usuario: proporciona una manera para que los usuarios interactúen con el sistema operativo. Los sistemas operativos se pueden clasificar según su estructura. Las estructuras más comunes son: o Estructura monolítica: todos los componentes del sistema operativo se encuentran en un único programa. o Estructura modular: los componentes del sistema operativo se dividen en módulos independientes. o Estructura de micronúcleo: el núcleo del sistema operativo es pequeño y proporciona un conjunto básico de servicios. El texto también proporciona información sobre los objetivos de un sistema operativo, los tipos de sistemas operativos y las técnicas de administración de procesos, memoria principal y archivos. En resumen, los sistemas operativos son programas complejos que proporcionan un ambiente para que los programas puedan ejecutarse de manera eficiente y segura. Los sistemas operativos se pueden dividir en componentes, cada uno de los cuales tiene una función específica. Los sistemas operativos se pueden clasificar según su estructura, y los objetivos de un sistema operativo son proporcionar servicios a los usuarios, programadores y hardware.
La protección es un mecanismo para controlar el acceso de programas, procesos o usuarios a los recursos definidos por un sistema de cómputo. Los sistemas de protección deben proporcionar los medios para especificar los controles a establecer y los medios para hacerlos cumplir. La protección puede mejorar la confiabilidad detectando errores latentes en las interfaces entre los subsistemas componentes. Un sistema orientado a la protección proporciona un medio para distinguir entre un uso autorizado y otro no autorizado. El texto también proporciona información sobre los siguientes temas relacionados con la protección: Mecanismos de protección: Los mecanismos de protección incluyen la autorización, el aislamiento y la autenticación. Objetos protegidos: Los objetos protegidos pueden ser archivos, segmentos de memoria, la CPU y otros recursos. Amenazas a la protección: Las amenazas a la protección incluyen el acceso no autorizado, la modificación no autorizada y la destrucción no autorizada. En resumen, los sistemas de protección son esenciales para garantizar la seguridad de los recursos de un sistema de cómputo. Los sistemas de protección proporcionan mecanismos para controlar el acceso a estos recursos, y pueden ayudar a mejorar la confiabilidad del sistema. Aquí hay algunos detalles adicionales sobre los puntos clave del texto: La autorización: La autorización es el proceso de determinar si un usuario o proceso tiene permiso para acceder a un recurso. Los sistemas de protección utilizan controles de autorización para restringir el acceso a los recursos a los usuarios o procesos autorizados. El aislamiento: El aislamiento es el proceso de separar los recursos de un usuario o proceso de los recursos de otros usuarios o procesos. Los sistemas de protección utilizan controles de aislamiento para evitar que un usuario o proceso acceda a los recursos de otros usuarios o procesos. La autenticación: La autenticación es el proceso de verificar la identidad de un usuario o proceso. Los sistemas de protección utilizan controles de autenticación para evitar que los usuarios o procesos no autorizados accedan a los recursos.
Comunicaciones: Existen muchas situaciones en las cuales un proceso necesita intercambiar información con otro proceso. Hay dos formas principales en las que puede darse tal comunicación. La primera tiene lugar entre procesos que se están ejecutando en la misma computadora; la segunda tiene lugar entre procesos que se están ejecutando en diferentes sistemas de cómputo y que están enlazados mediante una red de computadoras. Las comunicaciones pueden implementarse vía memoria compartida, o mediante la técnica de paso de mensajes, en la que el sistema operativo mueve paquetes de información entre los procesos. Detección de errores: El sistema operativo constantemente necesita estar preparado ante la posible aparición de errores. Éstos pueden ocurrir en la CPU y en el hardware de la memoria (como un error de la memoria o una falla de energía), en dispositivos de E/S (un error de paridad en una cinta, una falla de conexión a la red, o falta de papel en la impresora) y en el programa del usuario (un sobreflujo aritmético, un intento de acceso a una localidad de memoria ilegal, o un uso muy grande de tiempo de la CPU). Para cada tipo de error, el sistema operativo deberá tomar la acción apropiada, para asegurar una operación correcta y consistente. Asignación de recursos: Cuando existen múltiples usuarios o varios trabajos en ejecución al mismo tiempo, se debe asignar recursos a cada uno de ellos. El sistema operativo administra varios tipos diferentes de recursos. Algunos (como los ciclos de la CPU, memoria principal y almacenamiento de archivos) pueden tener un código de asignación especial, en tanto que otros (como los dispositivos de E/S) pueden tener un código de solicitud y liberación mucho más general. Contabilidad: Deseamos llevar un registro de los usuarios que utilizan los recursos y cómputo y en qué cantidad y tipos. Este registro puede ser utilizado para fines contables (de manera que se pueda facturar a los usuarios) o simplemente para generar estadísticas de uso. Estas estadísticas pueden ser una herramienta valiosa para los investigadores que desean reconfigurar el sistema, con el fin de mejorar los servicios de cómputo. Protección: Los propietarios de la información almacenada en un sistema multiusuario desean que se controle el uso de dicha información. Cuando varios procesos distintos se ejecutan de manera concurrente, se debe evitar que un proceso interfiera con los demás, o con el sistema operativo mismo. La protección implica asegurar que todo acceso a los recursos del sistema esté controlado. La seguridad del sistema ante personas externas también es importante. Tal seguridad comienza al requerir que cada usuario se tenga que acreditar a sí mismo ante el sistema, generalmente mediante una contraseña, para que se le permita el acceso a los recursos. Esto se extiende a la defensa de dispositivos de E/S externos, incluyendo módem y adaptadores de red, contra intentos de acceso inválidos, y al registro de todas estas conexiones para detectar intrusos. Para que un sistema se proteja y esté seguro, se deben establecer protecciones a lo largo de todo el sistema. Una cadena es tan fuerte como lo sea su eslabón más débil. Las llamadas al sistema son la interfaz entre un proceso y el sistema operativo.
Las llamadas al sistema están disponibles como instrucciones en lenguaje ensamblador. Ciertos sistemas permiten que las llamadas al sistema se hagan directamente desde un programa en lenguaje de alto nivel. Los métodos generales para pasar parámetros al sistema operativo son: registros, bloque o tabla en memoria, y pila. Los tipos de llamadas al sistema que normalmente facilita un sistema operativo son: control de procesos, administración de archivos, administración de dispositivos, mantenimiento de información y comunicaciones. Detalles adicionales: Control de procesos: Las llamadas al sistema de control de procesos permiten al programador crear, terminar, cargar, ejecutar, esperar, asignar y liberar procesos. Administración de archivos: Las llamadas al sistema de administración de archivos permiten al programador crear, borrar, abrir, cerrar, leer, escribir y reposicionar archivos. Administración de dispositivos: Las llamadas al sistema de administración de dispositivos permiten al programador solicitar, liberar, leer, escribir y reposicionar dispositivos. Mantenimiento de información: Las llamadas al sistema de mantenimiento de información permiten al programador obtener y establecer la hora, la fecha, los datos del sistema y los atributos de procesos, archivos y dispositivos. Comunicaciones: Las llamadas al sistema de comunicaciones permiten al programador crear, borrar, enviar, recibir y transferir información de estado de conexiones de comunicación. Conclusión: Las llamadas al sistema son una parte esencial de los sistemas operativos. Permiten a los procesos interactuar con el sistema operativo para realizar tareas, como crear archivos, leer dispositivos de E/S y comunicarse con otros procesos. Un proceso en ejecución necesita ser capaz de suspender dicha ejecución ya sea normal o anormalmente. Un proceso o trabajo que esté ejecutando un programa tal vez tenga que cargar y ejecutar otro programa. Si creamos un nuevo trabajo o proceso, debemos ser capaces de controlar su ejecución.
Los sistemas operativos tienen una variedad de funciones, incluyendo la administración de procesos, la administración de memoria, la administración de archivos, la administración de dispositivos y la comunicación. Los sistemas operativos también proporcionan una interfaz para que los usuarios interactúen con la computadora. Los programas del sistema son programas que ayudan a los usuarios a usar el sistema operativo. Se pueden dividir en las siguientes categorías: o Administración de archivos o Información de estado o Modificación de archivos o Soporte para lenguajes de programación o Carga y ejecución de programas o Comunicaciones o Utilidades del sistema El intérprete de comandos es un programa del sistema que permite a los usuarios interactuar con el sistema operativo mediante comandos. Hay dos enfoques principales para implementar comandos: o Implementar el comando dentro del intérprete de comandos o Implementar el comando como un programa del sistema El enfoque de implementar los comandos como programas del sistema es más flexible y permite que los usuarios agreguen fácilmente nuevos comandos. Aquí hay algunos puntos adicionales que puedes considerar: Los sistemas operativos son esenciales para el funcionamiento de las computadoras modernas. Los sistemas operativos se han vuelto cada vez más complejos a medida que las computadoras se han vuelto más poderosas. Los sistemas operativos son un área activa de investigación y desarrollo. Espero que esto ayude. Por favor, hágame saber si tiene alguna otra pregunta. Un sistema operativo grande y complejo debe ser modularizado para que sea más fácil de diseñar, implementar, depurar y mantener. Existen dos enfoques principales para la modularización de sistemas operativos: por capas y microkernels.
Enfoque por capas El sistema operativo se divide en varias capas, cada una de las cuales proporciona un conjunto de servicios a las capas superiores. La capa inferior es el hardware, y la capa superior es la interfaz del usuario. Las capas intermedias proporcionan servicios como la gestión de la memoria, la gestión de los procesos y la gestión de E/S. Ventajas del enfoque por capas: Mejora la modularidad y la flexibilidad del sistema operativo. Facilita la depuración y la verificación del sistema. Permite la reutilización de código. Desventajas del enfoque por capas: Puede reducir el rendimiento del sistema. Puede dificultar la implementación de nuevas características. Enfoque microkernel El kernel se limita a proporcionar los servicios más básicos, como la gestión de los procesos, la gestión de la memoria y la gestión de las interrupciones. Todos los demás servicios, como la gestión de E/S, se implementan como programas del sistema o de nivel de usuario. Ventajas del enfoque microkernel: Reduce el tamaño del kernel, lo que mejora el rendimiento y la seguridad. Facilita la adición de nuevas características. Desventajas del enfoque microkernel: Puede dificultar la implementación de un sistema operativo completo. Puede requerir un mayor nivel de abstracción por parte de los programas de aplicación. Conclusiones
