Diagramas UD03

Apoyos visuales de los seis bloques de fundamentos. Lee cada esquema junto a su explicación en los apuntes.

Arquitectura conceptual de un sistema operativo

Las aplicaciones en espacio de usuario utilizan bibliotecas e interfaces. Las llamadas al sistema solicitan operaciones al núcleo, que coordina procesos, memoria, archivos y dispositivos mediante controladores. Se muestra un modelo conceptual con controladores en el núcleo, no una disposición universal.
Las llamadas al sistema permiten solicitar operaciones protegidas al núcleo.

Núcleo monolítico modular y micronúcleo

Dos modelos conceptuales distinguen espacio de usuario y espacio privilegiado. El monolítico modular reúne gestión de procesos, memoria, archivos y controladores en el núcleo. El micronúcleo conserva funciones reducidas y comunica mediante mensajes servicios separados en usuario. La organización no determina por sí sola velocidad ni seguridad.
Compara la ubicación de los servicios respecto a la frontera de privilegios.

Estados de un proceso

Nuevo pasa a listo por admisión. Listo pasa a ejecución por selección. Ejecución vuelve a listo por fin de turno o expropiación, pasa a bloqueado por espera de E/S o termina. Bloqueado vuelve a listo al completar el evento. Cinco estados y seis transiciones.
Sigue cada transición y su causa: un evento devuelve el proceso a listo.

Round Robin: paso 1

En cero la cola contiene A con cinco unidades, B con dos y C con una. A ejecuta de cero a dos. En dos la cola contiene B dos, C una y A tres, en ese orden. Todos llegaron en cero.
A consume dos unidades y vuelve al final con tres pendientes.

Round Robin: paso 2

Tras A de cero a dos y B de dos a cuatro, B termina. En cuatro la cola contiene C con una unidad y A con tres. El siguiente es C; no hay nuevas llegadas.
B termina en t=4; los procesos terminados no se reencolan.

Round Robin: paso 3

C ejecuta de cuatro a cinco y termina. En cinco solo queda A con tres unidades. A ejecuta cinco a siete y continúa siete a ocho porque no hay otro proceso listo. En ocho la cola está vacía. Línea discontinua en siete indica fin de quantum sin cambio de proceso.
A continúa solo en t=7; el fin de quantum no obliga a dejar la CPU inactiva.

FCFS, SJF y Round Robin con tres procesos

Todos llegan en cero con ráfagas A cinco, B dos, C una. FCFS: A 0 a 5, B 5 a 7, C 7 a 8. SJF no expropiativo: C 0 a 1, B 1 a 3, A 3 a 8. RR quantum dos: A 0 a 2, B 2 a 4, C 4 a 5 y A 5 a 8, con nuevo turno interno en siete. Los intervalos tienen anchura proporcional.
La misma carga permite comparar tres reglas con una escala temporal común.

Paso 1: descomponer una dirección virtual

La dirección virtual 8205 se divide por el tamaño de página de 4096 bytes. El cociente entero es 2, que identifica la página virtual. El resto es 13, que indica el desplazamiento dentro de esa página. En este paso no se consulta la tabla ni se calcula la dirección física.
Cociente y resto separan página virtual y desplazamiento.

Paso 2: consultar la tabla de páginas

La página virtual 2 identifica la entrada que se consulta. En el ejemplo está presente en RAM y corresponde al marco físico 7. La operación es una lectura autorizada. Presencia y permisos son datos distintos: una página residente no autoriza por sí sola cualquier acceso. No se calcula todavía la dirección física.
La tabla determina el marco; presencia y permisos expresan comprobaciones distintas.

Traducción de la dirección 8205

Con páginas de 4096 bytes, 8205 se divide en página virtual 2 y desplazamiento 13. La tabla asocia página 2 con marco físico 7. La dirección física es siete por 4096 más trece, 28685. Se conserva el desplazamiento.
La dirección física cambia de marco y conserva el desplazamiento.

Árbol de directorios y dos rutas al mismo archivo

El árbol tiene raíz /, home/alumno con documentos/informe.txt y proyecto/main.py, y var/log/practica.log. La ruta absoluta a main.py empieza en /. Desde /home/alumno/documentos, la ruta relativa ../proyecto/main.py sube a alumno y entra en proyecto. Dos recorridos dirigidos bajo el árbol muestran sus pasos: el absoluto con flechas continuas y el relativo con flechas discontinuas; .. marca la subida al padre. Es un árbol lógico y no representa particiones físicas.
Dos puntos de partida permiten llegar al mismo archivo; el árbol no representa particiones.

Recorrido conceptual de una escritura

Una aplicación pide guardar un archivo. El núcleo comprueba el acceso y organiza la escritura mediante el sistema de archivos. El controlador coordina el dispositivo y la finalización de E/S se notifica al sistema. Búferes y caché pueden aplazar la escritura física; una respuesta a la aplicación no implica siempre persistencia inmediata.
Guardar requiere varias capas y no garantiza persistencia inmediata en toda operación.