Unidad de procesamiento.
Es la parte fundamental de todo
sistema de cómputo. Esta es la encargada de ejecutar tanto los programas del
usuario como el sistema operativo en sí mismo.
Inicialización Luego de ser cargado el sistema
operativo debe realizar varias tareas de inicialización como habilitar las
interrupciones de hardware y software (excepciones y trampas), configurar el
sistema de memoria virtual (paginación, segmentación), etcétera.
Atender
las interrupciones y excepciones Como se verá más adelante, la unidad
de procesamiento puede encontrar una situación que no puede resolver por sí
misma (una instrucción o dirección inválida, una división por cero, etc.), ante
lo cual le pasa el control al sistema operativo para que éste trate o resuelva
la situación.
Multiplexación
En un sistema multiproceso, el sistema operativo es el encargado de administrar
la unidad de procesamiento dando la ilusión a los procesos que están ejecutando
de forma exclusiva.
Jerarquía de almacenamiento
Es la
organización piramidal de la memoria en niveles que tienen las computadoras. El
objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste
de una memoria de baja velocidad.
Registros
La memoria más rápida de la
computadora son los registros, ubicados en cada uno de los núcleos de cada CPU.
Las arquitecturas tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) sólo permiten la
ejecución de instrucciones entre registros (excepto, claro, las de carga y
almacenamiento a memoria primaria).
Interrupciones y excepciones
Las interrupciones y
excepciones son temas
de gran importancia
al estudiar los
microprocesadores de las computadoras,
pues se trata de fenómenos continuos y
no aislados en toda computadora. El
simple hecho de presionar una tecla o hacer
clic.
Las terminales
Son dispositivos electrónicos
utilizados para ingresar datos y emitir resultados dentro de un sistema de
cómputo. Las primeras terminales, también llamadas teletipos, utilizaban
tarjetas perforadas e impresiones en papel. Debido a su limitada velocidad e
imposibilidad de “editar” el papel ya impreso, éstas fueron cediendo terreno
ante la entrada, a principios de los setenta, de las terminales de texto con
pantalla de video y teclado.
Dispositivos de almacenamiento
Los dispositivos de almacenamiento
(discos, memorias) pueden ser vistos como una región donde la computadora lee y
escribe una serie de bytes que preservarán su valor, incluso luego de apagada la
computadora.
Relojes y temporizadores
Todo lo que hace el hardware del reloj
es generar interrupciones a intervalos conocidos. Todo lo demás que se
relacione con el tiempo debe ser realizado por el software controlador del
reloj. Las tareas exactas del controlador del reloj varían de un sistema
operativo a otro, pero por lo general incluyen la mayoría de las siguientes
tareas.
Canales y puentes
Los canales son líneas de comunicación. entre el procesador y los demás componentes
del chipse.
Puentes Son los encargados de enviar las ordenes desde la placa madre al procesador.
Normalmente está el Puente Norte (NorthBrigde) y el Puente Sur (SouthBrigde).
Contención
Una de las principales razones de que
haya de tantos canales (buses) distintos en un mismo sistema se debe a la
frecuencia acorde a los dispositivos para los cuales está diseñado: la cantidad
de datos que tienen que viajar entre el procesador y la memoria a lo largo de
la operación del sistema es muy superior a la que tienen que transferirse desde
los discos, y a su vez, ésta es mucho mayor que la que se envía a la impresora,
o la que se recibe del teclado.
Acceso directo a memoria (DMA)
El acceso directo a memoria permite a
cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema
para leer o escribir independientemente de la unidad central de procesamiento
principal.
Interfaz del sistema operativo: llamadas al
sistema
Las llamadas al sistema o system call
son los mecanismos usados por una aplicación para solicitar un servicio al sistema
operativo. Proveen una interfaz de programación
que invoca los servicios que el sistema operativo nos ofrece.
Referencia a los componentes
El sistema operativo tiene por misión
abstraer y ocultar los detalles de los dispositivos, también debe exponer una
interfaz para poder emplearlos y administrarlos.
Multiprocesamiento
Es todo entorno donde hay más de un
procesador (CPU). En un entorno multiprocesado, el conjunto de procesadores se
vuelve un recurso más a gestionar por el sistema operativo — y el que haya
concurrencia real tiene un fuerte impacto en su diseño.
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