B2-Fundamentos de Sistemas Operativos. Libro Uned

Question 1

Procesador

Answer 1

Ejecuta secuencialmente las instrucciones de un programa y controlar el funcionamiento de los restantes componentes del computador.

Question 2

Procesador: Unidad de control

Answer 2

Busca e interpretar las instrucciones y generar las señales de control necesarias a los restantes elementos del computador para su procesamiento.

Question 3

Procesador: Unidad Aritmética Lógica (Unidad de Procesamiento)

Answer 3

Realiza de operaciones aritméticas y lógicas sobre los datos.

Question 4

Procesador: Registros

Answer 4

Almacenar de forma temporal información necesaria para su
funcionamiento.

Question 5

Registro de instrucción.

Answer 5

Contiene la instrucción actual que se tiene que ejecutar.

Question 6

Registro contador de programa.

Answer 6

Contiene la dirección de memoria donde se encuentra la próxima instrucción que hay que ejecutar.

Question 7

Puntero de pila.

Answer 7

Dependiendo del tipo de procesador contiene la dirección de memoria de la próxima entrada libre (o de la última entrada ocupada) de la pila.

Question 8

Registro de estado del procesador

Answer 8

Contiene diferentes campos para almacenar información
del estado del procesador en relación con el programa actualmente en ejecución, Ej: el modo de ejecución, el nivel de prioridad, el indicador de rebose, el indicador de arrastre, etc.

Question 9

Registros de propósito general

Answer 9

Para el almacenamiento de datos y resultados

Question 10

Otros componentes de la CPU

Answer 10

Unidad de gestión memoria (Memory Management Unit, MMU), y la memoria caché.

Question 11

Reloj de la CPU

Answer 11

Circuito electrónico basado en un oscilador de cuarzo, encargado de emitir pulsos eléctricos a un periodo constante. A cada pulso emitido se le denomina ciclo de CPU.

Question 12

Frecuencia del reloj del procesador

Answer 12

Número de ciclos emitidos por segundo, se mide en hercios (Hz)

Question 13

Memoria principal

Answer 13

Componente hardware del computador donde se almacenan temporalmente los programas que se van a ejecutar.
Está compuesta por uno o varios módulos de memoria RAM.

Question 14

Palabra

Answer 14

Unidad natural de organización de la memoria.
Conjunto ordenado de n bits contiguos que son manejados como un conjunto por la máquina. Los computadores actuales tienen un tamaño de palabra de 32 o 64 bits

Question 15

Memoria RAM

Answer 15

Su contenido se puede leer o escribir tantas veces como sea necesario. Sin embargo, su contenido es volátil, es decir, cuando se apaga el computador su contenido se borra.

Question 16

Memoria CMOS

Answer 16

Otro tipo de memoria volátil también presente en un computador. Se utilizan para almacenar la fecha y la hora o parámetros de configuración.
Utiliza una SRAM volátil y de bajo consumo alimentada por una pequeña batería cuando el sistema y la alimentación en espera están apagados.

Question 17

Controladores de entrada/salida

Answer 17

Módulo hardware que permite controlar a uno o varios dispositivos de E/S de un mismo tipo.
Dispone de uno o varios registros, también denominados puertos de E/S, para el almacenamiento temporal de datos.
También dispone de uno o varios registros para almacenar información relativa al estado de los dispositivos de E/S que controla (ocupado, preparado, condiciones de error, etc.).

Question 18

Instrucciones de programas

Answer 18

Cadena de bits que se agrupan en campos con tamaños y significado diferentes,
un campo código de operación: codifica la función a realizar
uno o varios campos de dirección: información de operandos
Cada procesador tiene su REPERTORIO DE INSTRUCCIONES

Question 19

Tipos de instrucciones

Answer 19

Instrucciones de transferencia de datos.
Instrucciones de operaciones.
Instrucciones de transferencia de control.
Instrucciones privilegiadas de gobierno.

Question 20

Modos de ejecución

Answer 20

Se establece a través de un bit del registro de estado del procesador.
Modo núcleo (también denominado modo supervisor): el procesador puede ejecutar cualquier instrucción de su repertorio de instrucciones.
Modo usuario: solo puede ejecutar un conjunto limitado de instrucciones del repertorio. Típicamente las instrucciones privilegiadas no se pueden ejecutar en modo usuario.

Question 21

Ciclo de instrucción

Answer 21

Secuencia de operaciones realizadas por el procesador durante la ejecución de una instrucción.

Question 22

Principales técnicas de realización de la E/S

Answer 22

E/S controlada por programa,
E/ S controlada por interrupciones
y acceso directo a memoria (Direct Memory Access, DMA)

Question 23

E/S controlada por programa

Answer 23

Se ejecuta un programa de gestión de la E/S en el procesador
que posee el control completo y directo de la operación de E/S.
Utiliza la ESPERA ACTIVA (forma de implementar una espera por
un determinado evento) para preguntar al controlador de E/S del dispositivo si éste se encuentra preparado.
Desperdicia tiempo de uso del procesador.

Question 24

E/S por interrupciones

Answer 24

El controlador de E/S avisa al procesador cuando el dispositivo de E/S estuviese preparado para enviar o recibir un dato. Así si el dispositivo de E/S no está listo, el procesador puede realizar otras funciones.
Una interrupción es una señal recibida por el procesador que le avisa que se ha producido algún determinado evento.
Ante la llegada de interrupciones el procesador interrumpe la ejecución del programa en curso, y pasa a ejecutar la rutina de servicio o manejador (handler) de la interrupción.

Question 25

Tipos de interrupciones

Answer 25

Atienden a la fuente que produce la interrupción y a si la interrupción se produce por causas internas o externas al procesador:
Interrupciones hardware.
Trampas (traps)
Excepciones

Question 26

Interrupciones hardware

Answer 26

Son producidas por módulos hardware externos al procesador, como por ejemplo los controladores de E/S.
Estos dispositivos puede activar una interrupción para notificar al procesador que se ha completado una operación de E/ S, que se ha producido un cambio en el estado del periférico o que se ha producido algún error en el mismo.
Son eventos ASINCRONOS y solo son atendidas cuando termina de ejecutarse la instrucción actual.

Question 27

Traps (Trampas)

Answer 27

Se producen al ejecutar una determinada instrucción privilegiada del repertorio del procesador típicamente para solicitar los servicios del sistema operativo.
A diferencia de las excepciones, son insertadas de manera voluntaria por el programador.
Son eventos SINCRONOS y son atendidas de forma inmediata.

Question 28

Excepciones

Answer 28

Son generadas por el hardware al intentar realizar una operación no permitida durante la ejecución de una instrucción de un programa, como por ejemplo, el acceso a una dirección de memoria ilegal, el rebose de una pila, la realización de una división por cero, etc.
Son eventos SINCRONOS y son atendidas de forma inmediata.

Question 29

npi (nivel de prioridad de interrupción (npi) o nivel de ejecución del procesador.)

Answer 29

Se asignan a cada tipo de interrupción. Se almacena en un campo del registro de estado del procesador, aunque también
se puede implementar vía software.

Question 30

Acceso Directo a Memoria

Answer 30

Se suele utilizar cuando la cantidad de datos a transferir entre la memoria principal y el dispositivo de E/S es grande.
El controlador de E/S puede transferir bloques de datos a la memoria principal (o viceversa) sin la intervención directa del
procesador, excepto al inicio y al final de la transferencia.
Requiere de un módulo hardware adicional denominado controlador de DMA que se conecta al bus del sistema.
Disminuye notablemente la intervención del procesador en una operación de E /S, pero también puede afectar al rendimiento del procesador, ya queda a la espera para usar el bus del sistema.

Question 31

Estrategias DMA

Answer 31

DMA por ráfagas
DMA por robo de ciclos
DMA transparente

Question 32

DMA por ráfagas

Answer 32

Se cede el bus al controlador de DMA hasta que se completa la transferencia de datos.

Question 33

DMA por robo de ciclos

Answer 33

Cuando el procesador termina de ejecutar una instrucción de un programa cede el bus al controlador de DMA unos pocos ciclos de CPU antes de comenzar a ejecutar la siguiente instrucción del programa.

Question 34

DMA transparente

Answer 34

El procesador cede el uso del bus al controlador de DMA en aquellas fases dentro del ciclo de ejecución de una instrucción donde no requiere su uso, como por ejemplo cuando está realizando cálculos aritméticos o lógicos.

Question 35

Canal o procesador de E/ S

Answer 35

Procesador auxiliar que se encarga de realizar todas las operaciones de E/S con un determinado conjunto de dispositivos de E/S. Pueden existir uno o varios. Las instrucciones o programas de E/S se almacenan en la memoria principal del computador, por lo que el CPU queda totalmente liberado de las operaciones de E/S. Cuando la operación de E/S finaliza el canal de E/S avisa a la CPU mediante el uso de una interrupción .

Question 36

Arranque de un computador personal

Answer 36

En la placa base se encuentra un chip de memoria ROM o de memoria FLASH donde se encuentra almacenado el sistema básico de E/S (Basic Input-Output System, BIOS) que es un software de bajo nivel.
Cuando se enciende el ordenador es lo primero que se ejecuta con el autotest de encendido (Power On Self Test, POST)

Question 37

Power On Self Test, POST

Answer 37

Ve rificar la integridad del código del BIOS.
Detectar y comprobar la capacidad de la memoria principal de tipo RAM.
Explorar todos los buses del computador para determinar cuáles son los dispositivos de E/S básicos conectados al computador y comprobar su correcto funcionamiento.

Question 38

Cuando la BIOS encuentra el origen del sistema de arranque

Answer 38

Se accede a su primer sector (sector O) que contiene el
registro de arranque maestro (Master boot record, MBR), en el que se encuentra almacenado el programa cargador de arranque (bootstrap loader) y la tabla de particiones.