Sistemas operativos modernos

Sistema bancario Compi­ ladores Reservación de vuelos Editores Navegador Web Intérprete de comandos Sistema operativo Lenguaje de máquina Microarquitectura Dispositivos físicos Programas de aplicación Programas del sistema Hardware Figura 1-1. Un sistema de cómputo consiste en hardware, programas del sistema y programas de aplicación. El propósito de la ruta de datos es ejecutar un conjunto de instrucciones. Algunas de éstas pueden efectuarse en un solo ciclo de la ruta; otras podrían requerir varios ciclos. Las instruccio­ nes podrían usar registros u otros recursos de hardware. Juntos, el hardware y las instrucciones, que son visibles para un programador en lenguaje ensamblador, constituyen el nivel de arqui­ tectura de conjunto de instrucciones (ISA; ¡nstruction Set Architecture). Este nivel también se conoce como lenguaje de máquina. El lenguaje de máquina por lo regular tiene entre 50 y 3(X) instrucciones, en su mayor par­ te, para trasladar datos de un lugar a otro de la máquina, efectuar operaciones aritméticas y com­ parar valores. En este nivel, los dispositivos de entrada/salida se controlan cargando valores en registros de dispositivo especiales. Por ejemplo, puede ordenarse a un disco que lea, cargando en sus registros los valores de la dirección de disco, dirección de memoria principal, número de bytes y sentido (lectura o escritura). En la práctica se requieren muchos más parámetros y es muy complejo el estado que devuelve la unidad de disco después de una operación. Además, en el caso de muchos dispositivos de E/S (entrada/salida), los tiempos desempeñan un papel im­ portante en la programación. A fin de ocultar esta complejidad se ofrece un sistema operativo. Éste consiste en una ca­ pa de software que oculta (en forma parcial) el hardware y proporciona al programador un con­ junto de instrucciones con el cual pueda trabajar con más comodidad. Por ejemplo, leer bloque de disco es más sencillo, desde el punto de vista conceptual, que tener que preocuparse por los pormenores de mover las cabezas del disco, esperar a que se estabilicen, etcétera. Encima del sistema operativo está el resto del software del sistema. Aquí encontramos al shell (intérprete de comandos), los sistemas de ventanas, compiladores, editores y programas si­ milares independientes de la aplicación. Es importante darse cuenta de que estos programas, en definitiva, no forman parte del sistema operativo, aunque por lo regular el fabricante de la computadora los incluye en el equipo. Este punto, aunque sutil, es crucial. El sistema operati­ vo es (por lo regular) la porción del software que opera en modo de kemel o modo supervi­ sor, y está protegida de la intervención del usuario por el hardware (olvidándonos por el