Los programas de control
constituyen la parte del sistema operativo dedicada a coordinar el funcionamiento de todos los
recursos y elementos de la computadora, es decir, el procesador, la memoria,
las operaciones
de entrada/salida, la información
y en definitiva todo el entorno del sistema incluidos los periféricos.
Los programas de control están
especialmente desarrollados para que puedan ayudar con éxito
a la computadora, se cual fuese la modalidad con que trabaje: monoprogramación,
multiprogramación, proceso
distributivo, etc., consiguiendo así la utilización óptima de los recursos
disponibles.
En general, un sistema operativo tiene
englobados estos programas en un conjunto denominado núcleo (kernel) que se
divide en los siguientes núcleos:
Gestión del Procesador:
Los programas del procesador son los
encargados de la preparación de los programas de usuario para su ejecución, así
como de la asignación de tiempos en el procesador. Sus principales fundones
son:
·
Preparación de programas: su misión es transferir los
programas ejecutables de usuario desde la memoria
externa a la memoria central de la computadora a partir de una determinada dirección de memoria; por medio de un programa
que se denomina cargador.
·
Planificación del procesador: consiste en el control, a
trabes d una determinada politíca de asignación de
tiempos, de utilización del procesador a los distintos procesos
que en un momento determinado se en cuantían en el sistema. En los sistemas
opresivos actuales existe una gran variedad de formas de planificar el tiempo
del procesador.
·
Asignación de periféricos: en un programa, generalmente,
nunca se especifica el periférico concreto
que se va a utilizar, sino que se solicita una impresora,
un disco, etc. Este grupo
de programas de asignación transforma las solicitudes simbólicas, hechas en el
programa, en las asignaciones físicas y concretas de cada periférico.
·
Relanzamiento de programas: a veces, durante la ejecución
de un programa en una computadora, se producen interrupciones fortuitas que
causan la parada del proceso que se estaba ejecutando, o bien se interrumpe
porque se están ejecutando varios procesos a la vez y se tienen que ir
turnando.
Este grupo de programas se encarga de establecer un punto de control
en el instante de la interrupción para que se pueda reproducir el estado
que tenía el proceso cuando se vuelve a reactivar. Para ello, se reestablecen los valores
de cada electo en el momento de la interrupción hasta conseguir el estado
de la ejecución del programa. Una vez subsanada la causa de la parada o le
vuelve a tocar el turno, se pone en funcionamiento nuevamente el proceso.
Gestión de Memoria:
Un sistema operativo contiene un
conjunto de programas cuya misión es la de asignar y controlar el almacenamiento
en la memoria interna y externa de la computadora, fundamentalmente la interna
por ser un recurso escaso y caro.
·
Gestión de memoria central: existe una multitud de métodos
de asignación y control de la memoria central o interna según se trate de un
sistema operativo monoprogramado (un solo programa en ejecución) o
multiprogramado (varios programas en ejecución simultáneamente). Los programas
que controlan y gestionan la memoria interna asignan los espacios que deben
ocupar las programas y datos
estableciendo zonas de seguridad
para que no se produzcan colisiones.
·
Gestión de memoria simultanea: los programas de control y gestión
de la memoria secundaria tienen como misión hacer ver al usuario el tratamiento
de la información almacenada en la memoria externa, desde el punto de vista
lógico ocultándole la realidad fisica.
Por otra parte, un sistema puede
mantener en un mismo instante un gran numero de usuarios y procesos, y éstos
pueden estar solicitando y manejando continuamente archivos
en memoria externa, en ocasiones hasta compartiéndolos, y por ello será
necesario la existencia de una serie de programas en el sistema operativo que
nos aseguren el correcto funcionamiento del almacenamiento secundario.
Gestión de entrada/salida:
Es otra de las misiones de un sistema
operativo para facilitar el uso de los distintos dispositivos externo que forman
parte del sistema informático, Estos programas de de control tienen como misión
gestionar las operaciones que en proceso realice sobre un dispositivo externo.
Gestión de datos:
Controlan y coordinan todas aquellas operaciones
relativas al movimiento
de datos e informaciones en la computadora
I.
Control de pereféricos:
en esta función el procesador
cuando recibe una petición de entrada/salida comprueba si el periférico está
desocupado.
II.
Control de transferencia de la información:
esta transferencia se realiza de dos formas:
III.
En modo múltiplex.
IV.
En ráfagas de bloques.
V.
Tratamiento de cada bloque de información: cuando un
bloque de información se almacena en la memoria
central de una computadora,
interviene un nuevo programa
del sistema operativo, que se encarga de descomponer cada bloque físico para que
pueda ser transferido al periférico correspondiente.
VI.
Apertura y cierre de archivos:
un archivo
se conecta a un programa cuando se abre, quedando desde ese momento asignado
automáticamente al mismo mediante una vía o canal de datos.
VII.
Acceso a los archivos: existen diversas maneras de
acceder a un archivo: secuencialmente, de forma aleatoria, entre otras.
Gestión del sistema:
Este es el verdadero motor
del sistema operativo que se encarga de la coordinación
y supervisión
del funcionamiento del resto de programas,
se le denomina supervisor.
- Protección de memoria:
funcionan como fronteras de separación de memoria.
- Errores en la memoria: sirve para
averiguar donde se produjo algún error de memoria y reenviar nuevamente el
dato, subsanando el error sobre la marcha.
- Errores de programa: cuando hay alguna
operación errónea, este grupo
de programas se encarga de cancelar el programa del usuario y enviar los
correspondientes mensajes sobre las características del error encontrado.
Están enfocados preferentemente para
ayudar al programador en la puesta a punto de los programas. Todo sistema
operativo posee en su entorno un conjunto de programas para este fin. Existen
dos tipos de programas de proceso:
los programas traductores y los programas de servicio.
Programas Traductores:
Son meta programas que toman como
entrada un programa escrito en lenguaje
simbólico alejado de la máquina, denominado programa fuente, y proporcionan
como salida otro programa equivalente escrito en un lenguaje comprensible por
el hardware
de la computadora, denominado programa objeto.
Existen 3 tipos de programas
traductores: los ensambladores, copiladores y los intérpretes:
1) Programas ensambladores: transforman programas fuente
escritos en lenguajes simbólicos de bajo nivel (denominados lenguajes
ensambladores).
2)
Programas copiladores: son programas traductores
encargados de transformar programas fuente escrito en lenguaje simbólico de
alto nivel, en programas objeto escritos en lenguaje máquina.
3)
Programas intérpretes: transforman programas fuente
escritos en lenguaje de alto nivel en programas objeto escritos, en lenguaje
máquina.
Programas de Servicio:
Son un grupo de programas que realizan
funcione sutiles para el sistema o para el usuario, denominados comúnmente
utilidades.
·
Programas de manipulación de datos: realiza las
siguientes funciones:
·
Transferencia de informaciones.
·
Recodificación o transformación de informaciones.
·
Reorganización de la información en archivos.
·
Ordenación de datos en archivos, entre otras.
·
Programas de servicio del sistema: generan el sistema
operativo completamente sobre la computadora.
Es, en principio, el soporte lógico que
controla el funcionamiento del equipo físico o hardware haciendo que el trabajo
con la computadora sea sencillo.
Desde otro punto de vista podemos
definirlo como en conjunto de programas y funcionas que controlan el
funcionamiento del hardware ocultando sus detalles, ofreciendo al usuario una
vía sencilla y flexible de acceso a la computadora.
Por otra parte, una computadora es una
máquina que posee un conjunto de elementos que denominamos recursos,
que deben ser racionalmente distribuidos y utilizados, para obtener de ellos el
mejor rendimiento. Estos recursos son los siguientes:
I.
El procesador: es el lugar
donde se ejecutan las instrucciones y por ello, deben comprobarse los programas
que se ejecuten y su secuenciamineto.
II.
La memoria
interna: todo programa que se ejote en una computadora, así como todo dato
que se desee procesar, debe resistir en la memoria interna, por lo tanto, es
necesario regular su uso y ocupación.
III.
La
entrada/salida: todo programa, en general, necesita realizar operaciones
de entrada/salida sobre sus unidades periféricas para el control
y direccionamiento de las mismas.
IV. La información: los datos, sus
tipos, tamaños y métodos
de representación tienen que estar perfectamente controlado para evitar
operaciones erróneas o falsas interpretaciones.
Desde el punto de vista del control de
los recursos de una computadora podemos establecer que un sistema operativo es
el administrador
de los recursos ofrecidos por el hardware para alcanzar un eficaz rendimiento
de los mismos.
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