REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA.
UNIVERSIDAD BICENTENARIA DE ARAGUA.
VICERRECTORADO ACADÉMICO. FACULTAD DE INGENIERÍA.
ESCUELA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS. SAN ANTONIO DE LOS ALTOS-ESTADO MIRANDA
EL NÚCLEO DE UN SISTEMA OPERATIVO Y SU GRAN PAPEL EN SU
FUNCIONAMIENTO
Profesor: José Zapata
Alumno: Josmar A. Osorio D.
C.I: 30.411.780
San Antonio de Los Altos, 16 de junio de 2023
Í N D I C E Introducción.......................................................................3 ¿Qué es el núcleo de un sistema operativo?...........................................................................4 Estados y transiciones de un proceso en un Sistema Operativo............................................................5 Bloque de control y operaciones sobre procesos en un Sistema Operativo......................................................6 Procesamiento de interrupciones en un Sistema Operativo.............................................................................7 Procesos concurrentes asíncronos (exclusión mutua, sección crítica, semáforos) en un Sistema Operativo.............................................................................8 Conclusion...........................................................................9 Referencias.......................................................................10
INTRODUCCIÓN
A continuación vamos a profundizar en algunos de los conceptos fundamentales detrás de un Sistema Operativo. En particular, nos centraremos en el núcleo del sistema operativo, que es el componente central de cualquier sistema operativo moderno.
Exploraremos sus características, funciones y uso en el control de los recursos del sistema.
También abordaremos el tema de los procesos en un Sistema Operativo, y en particular, el bloque de control del proceso y las operaciones disponibles para el manejo de estos procesos 1. Discutiremos los diferentes estados a los que puede pasar un proceso y cómo se deben manejar en cada caso.
Otro aspecto importante del Sistema Operativo que vamos a abordar es el procesamiento de interrupciones. Analizaremos cómo se manejan estas interrupciones y los diferentes tipos de interrupciones que pueden ocurrir.
Por último, estudiaremos los procesos concurrentes asíncronos en un sistema operativo, sus problemas de integridad y consistencia de datos y cómo se pueden implementar diferentes mecanismos para garantizar el acceso exclusivo a los recursos compartidos de manera segura y eficiente. Se estudiarán instrumentos como la exclusión mutua, la sección crítica y los semáforos, proporcionando ejemplos prácticos de su uso en el manejo de procesos en tiempo real.
¿QUÉ ES EL NÚCLEO DE UN SISTEMA OPERATIVO?
También llamado Kernel el núcleo del un sistema operativo es el componente principal del sistema, está a cargo de administrar los diversos recursos de hardware, incluida la memoria, los procesadores, los dispositivos de entrada y salida, y más.
Según la web oficial de microsoft
¨El kernel de un sistema operativo implementa la funcionalidad básica de la que depende todo lo demás del sistema operativo. El kernel Windows Microsoft proporciona operaciones básicas de bajo nivel, como programar subprocesos o enrutar interrupciones de hardware. Es el núcleo del sistema operativo y todas las tareas que realiza deben ser rápidas y sencillas.¨
https://learn.microsoft.com/es-es/windowshardware/drivers/kernel/windows-kernel-mode-kernellibrary
ESTADOS Y TRANSICIONES DE UN PROCESO EN UN SISTEMA OPERATIVO.
En un sistema operativo, un proceso puede estar en diferentes estados en función de su actividad y estado actual. Estos estados incluyen:
Nuevo: cuando se crea un nuevo proceso.
Listo: cuando el proceso está esperando a que se le asigne tiempo de CPU para su ejecución.
En ejecución: cuando el proceso está utilizando el tiempo de CPU para su ejecución.
Bloqueado: cuando el proceso no puede continuar su ejecución hasta que se cumpla una determinada condición, como la finalización de una operación de entrada/salida.
Terminado: cuando el proceso ha finalizado su ejecución y ha liberado todos los recursos que tenía asignados.
El cambio de estado en un proceso lo lleva a cabo el sistema operativo 2, basado en su programación interna y en las condiciones que se presenten en el sistema. Por ejemplo, un proceso puede pasar del estado en listo a ejecutándose cuando se le asigna tiempo en el CPU.
BLOQUE DE CONTROL Y OPERACIONES SOBRE PROCESOS EN UN SISTEMA OPERATIVO.
El sistema operativo utiliza el bloque de control de procesos (BCP), también conocido como PCB (Process Control Block), como una estructura de datos para realizar un seguimiento de la información sobre cada proceso que está activo. El BCP incluye detalles vitales sobre el proceso, incluido su estado, su identificador único, su prioridad, los recursos asignados y su estado de finalización.
Las operaciones sobre procesos son las acciones que realiza el sistema operativo en relación con los procesos. Estas operaciones incluyen la creación de nuevos procesos, la terminación de procesos, la suspensión y continuación de procesos, entre otras.
PROCESAMIENTO DE INTERRUPCIONES EN UN SISTEMA OPERATIVO.
Un error de hardware, una solicitud de entrada/salida de un dispositivo externo o una señal de otro dispositivo son ejemplos de eventos que interrumpen temporalmente el funcionamiento normal del procesador y son manejados por el sistema operativo a través de un proceso conocido como procesamiento de interrupción. proceso.
Durante el procesamiento de interrupciones, la información sobre el estado del proceso actual se almacena en el BCP para que pueda ser restaurado en su estado previo una vez que la interrupción haya sido atendida. El sistema operativo también puede realizar otras tareas de mantenimiento durante el procesamiento de interrupciones, como la planificación de los procesos y la asignación de recursos.
Las interrupciones son fundamentales para el correcto funcionamiento de un sistema operativo, ya que permiten la gestión de eventos externos y la asignación adecuada de recursos para los procesos. Si una interrupción no se maneja correctamente, puede provocar errores en el sistema o incluso una falla del mismo. Por lo tanto, es importante que el sistema operativo esté diseñado para manejar eficientemente las interrupciones, así como para recuperar adecuadamente el estado de los procesos una vez que se complete el procesamiento de las mismas.
PROCESOS CONCURRENTES ASÍNCRONOS (EXCLUSIÓN MUTUA, SECCIÓN CRÍTICA, SEMÁFOROS) EN UN SISTEMA OPERATIVO.
En un sistema operativo, los procesos concurrentes asíncronos pueden acceder a ciertos recursos compartidos al mismo tiempo, lo que puede resultar en problemas de integridad y consistencia de datos . Por lo tanto, es necesario establecer mecanismos para garantizar exclusión mutua o acceso exclusivo a estos recursos compartidos. La exclusión mutua se logra mediante la creación de secciones críticas protegidas, donde solo un proceso puede acceder a los recursos en un momento determinado .
Para implementar la exclusión mutua, se utilizan técnicas como semáforos, variables de bloqueo y monitores. Los semáforos son variables protegidas que permiten a los procesos comunicarse y sincronizarse entre sí. Los semáforos se utilizan como un mecanismo de control de acceso a recursos compartidos como secciones críticas. En general, cuando un proceso entra en una sección crítica, adquiere un semáforo que le permite el acceso exclusivo a esa sección crítica.
Cuando el proceso sale de la sección crítica, se libera el semáforo para que otros procesos puedan acceder a la sección crítica.
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CONCLUSIÓN
En conclusión, hemos presentado el núcleo del sistema operativo, los estados y transiciones de un proceso, el bloque de control y las operaciones disponibles para su manejo, el procesamiento de interrupciones y los procesos concurrentes asíncronos.
En particular, hemos destacado la naturaleza crítica del núcleo del sistema operativo, destacando su rol como el componente central que maneja los recursos del sistema en beneficio de los distintos procesos. Se han analizado los diferentes estados y transiciones a los que puede estar sujeto un proceso, así como las operaciones básicas para manejarlos.
Asimismo, se ha estudiado el proceso de procesamiento de interrupciones, detallando cómo se produce la gestión de las distintas interrupciones y cómo este proceso permite la ejecución simultánea de distintas tareas.
Por último, hemos abordado el tema de los procesos concurrentes asíncronos, con especial atención en los mecanismos de exclusión mutua, sección crítica y semáforos. Se ha enfatizado en la necesidad de asegurar el acceso exclusivo y seguro a los recursos compartidos, y cómo diferentes estrategias pueden ser utilizadas para lograr este objetivo.
REFERENCIAS
-tedhudek. (2022, September 24). Windows Kernel-Mode kernel libraryWindows drivers. Microsoft.com. https://learn.microsoft.com/eses/windows-hardware/drivers/kernel/windows-kernel-mode-kernellibrary
-Unknown. (2015). 2.2 Estados y transiciones de los procesos. Blogspot.com.
http://sistemasoperativosrocher.blogspot.com/2015/03/estados-ytransiciones-de-los-procesos.html
-de, C. (2006, November 4). Bloque de control del proceso. Wikipedia.org; Wikimedia Foundation, Inc.
https://es.wikipedia.org/wiki/Bloque de control del proceso
-Procesamiento de Interrupciones. (2023). Uaeh.edu.mx.
http://cidecame.uaeh.edu.mx/lcc/mapa/PROYECTO/libro26/procesamie nto de interrupciones.html
-TEMA 2: PROCESOS E HILOS: CONCURRENCIA, SINCRONIZACIÓN Y COMUNICACIÓN 1. Introducción. (n.d.).
https://w3.ual.es/~rguirado/so/tema2.pdf
-de, C. (2003, October 4). Interrupción. Wikipedia.org; Wikimedia Foundation, Inc. https://es.wikipedia.org/wiki/Interrupci%C3%B3n
-Materia. (2023). 2.4 Concurrencia y secuenciabilidad - Materia SisOperativos. Google.com.
https://sites.google.com/site/materiasisoperativo/unidad-2administrador-del-proceso-y-del-procesador/2-4-concurrencia-ysecuenciabilidad