Sistemas operativos modernos

5.9.1 Aspectos de hardware Las baterías son de dos tipos generales: desechables y recargables. Las baterías desechables (siendo las más comunes las pilas AAA, AA y D) pueden servir para operar dispositivos de bol­ sillo, pero no tienen suficiente energía para alimentar computadoras laptop que tienen panta­ llas grandes y brillantes. En cambio una batería recargable puede almacenar suficiente energía para alimentar una computadora laptop durante unas cuantas horas. Las baterías de níquel- cadmio solían dominar en esta aplicación, pero han cedido terreno a las de níquel-hidruro me­ tálico, que duran más tiempo y no contaminan tanto el entorno cuando se desechan. Las bate­ rías de iones de litio son aún mejores, y pueden recargarse sin antes descargarse por completo, pero su capacidad también es muy limitada. La estrategia general que adopta la mayoría de los fabricantes de computadoras en lo que respecta al ahorro de la batería consiste en diseñar la CPU, la memoria y los dispositivos de E/S de modo que tengan varios estados: encendido, inactivo, en hibernación y apagado. Para usar un dispositivo, debe estar encendido. Si el dispositivo no se va a necesitar durante un tiem­ po corto, se le puede desactivar, lo que reducirá el consumo de energía. Si no se va a utilizar durante un intervalo más largo, puede ponérsele en hibernación, lo que reduce el consumo de energía aún más. La desventaja es que se requiere más tiempo y energía para sacar al disposi­ tivo del estado de hibernación que del estado inactivo. Por último, cuando un dispositivo está apagado, no hace nada y no consume energía. No todos los dispositivos tienen todos los esta­ dos anteriores, pero cuando los tienen, corresponde al sistema operativo administrar las transi­ ciones de estado en los momentos apropiados. Algunas computadoras tienen dos o incluso tres botones de encendido. Uno de ellos po­ dría poner en estado inactivo a toda la computadora, pudiéndosele activar con rapidez con só­ lo teclear un carácter o mover el ratón. Otro podría poner a la computadora en hibernación, en cuyo caso tardará mucho más en activarse. En ambos casos, los bolones por lo regular no ha­ cen más que enviar una señal al sistema operativo, que se encarga de todo lo demás en softwa­ re. En algunos países, los dispositivos eléctricos deben, por ley, tener un interruptor mecánico que rompa un circuito e impida que llegue electricidad a él, por razones de seguridad. Para cumplir con esta ley, podría requerirse otro interruptor. La administración de energía hace surgir varias preguntas que el sistema operativo debe contestar. Algunas de ellas son: ¿Cuáles dispositivos pueden controlarse? ¿Son de encendido/a­ pagado o tienen estados intermedios? ¿Cuánta energía se ahorra en los estados de baja poten­ cia? ¿Se gasta energía para volver a arrancar el dispositivo? ¿Es preciso guardar algún contexto al pasar a un estado de baja potencia? ¿Cuánto tiempo toma volver al estado de plena poten­ cia? Desde luego, las respuestas a estas preguntas varían de un dispositivo a otro, por lo que el sistema operativo debe ser capaz de manejar toda una gama de posibilidades. Varios investigadores han examinado las computadoras laptop para ver en qué se gasta la energía. Li et al. (1994) midieron diversas cargas de trabajo y llegaron a las conclusiones que se muestran en la figura 5-49. Lorch y Smith (1998) hicieron mediciones en otras máquinas y llegaron a las conclusiones que se muestran en esa misma figura. Weiser et al. (1994) también hicieron mediciones pero no publicaron los valores numéricos; tan sólo dijeron que los tres principales consumidores de energía eran la pantalla, el disco duro y la CPU, en ese orden.