MAQUINA VIRTUAL

Una máquina virtual es un software que simula a una computadora y puede ejecutar programas como si fuese una computadora real. Este software en un principio fue definido como "un duplicado eficiente y aislado de una máquina física". La acepción del término actualmente incluye a máquinas virtuales que no tienen ninguna equivalencia directa con ningún hardware real. Una característica esencial de las máquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los recursos y abstracciones proporcionados por ellas. Estos procesos no pueden escaparse de esta "computadora virtual". Uno de los usos domésticos más extendidos de las máquinas virtuales es ejecutar sistemas operativos para "probarlos". De esta forma podemos ejecutar un sistema operativo que queramos probar (GNU/Linux, por ejemplo) desde nuestro sistema operativo habitual (Mac OS X por ejemplo) sin necesidad de instalarlo directamente en nuestra computadora y sin miedo a que se des configure el sistema operativo primario.

TIPOS DE MAQUINAS VIRTUALES

Las máquinas virtuales se pueden clasificar en dos grandes categorías según su funcionalidad y su grado de equivalencia a una verdadera máquina.

Máquinas Virtuales de Sistema

Las máquinas virtuales de sistema, también llamadas máquinas virtuales de hardware, permiten a la máquina física subyacente multiplicarse entre varias máquinas virtuales, cada una ejecutando su propio sistema operativo. A la capa de software que permite la virtualización se la llama monitor de máquina virtual o hypervisor. Un monitor de máquina virtual puede ejecutarse o bien directamente sobre el hardware o bien sobre un sistema operativo ("host operating system").

Máquinas Virtuales De Proceso

Una máquina virtual de proceso, a veces llamada "máquina virtual de aplicación", se ejecuta como un proceso normal dentro de un sistema operativo y soporta un solo proceso. La máquina se inicia automáticamente cuando se lanza el proceso que se desea ejecutar y se detiene para cuando éste finaliza. Su objetivo es el de proporcionar un entorno de ejecución independiente de la plataforma de hardware y del sistema operativo, que oculte los detalles de la plataforma subyacente y permita que un programa se ejecute siempre de la misma forma sobre cualquier plataforma.

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http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_virtual

COMPONENTES DE UN SISTEMA OPERATIVO

Ø  Administración de procesos

Para comenzar debemos saber que es un proceso. Un proceso es un programa en memoria + CPU + acceso a dispositivos + otros recursos. Notemos que un proceso necesita de ciertos recursos (como CPU, memoria, archivos, dispositivos de E/S, etc.) para realizar su tarea. Podemos ver entonces que un proceso es una entidad activa, mientras que un programa una entidad pasiva. Sabiendo entonces que es un proceso, podemos decir entonces que el sistema operativo es el encargado de su administración. Es el encargado de proveer servicios para que cada proceso pueda realizar su tarea. Entre los servicios se encuentran:

ü  Crear y destruir procesos

ü  Suspender y reanudar procesos

ü  Proveer mecanismos para la sincronización y comunicación entre procesos

ü  Proveer mecanismos para prevenir dead-locks o lograr salir de ellos.

Ø  Administración de Memoria

La memoria es un área de almacenamiento común a los procesadores y dispositivos, donde se almacenan programas, datos, etc. El sistema deberá administrar el lugar libre y ocupado, y será el encargado de las siguientes tareas:

ü  Mantener que partes de la memoria están siendo usadas, y por quien.

ü  Decidir cuales procesos serán cargados a memoria cuando exista espacio de memoria disponible, pero no suficiente para todos los procesos que deseamos.

ü  Asignar y quitar espacio de memoria según sea necesario.

Ø  Subsistema de Entrada/Salida

El sistema operativo deberá ocultar las características específicas de cada dispositivo y ofrecer servicios comunes a todos.

Estos servicios serán, entre otros:

ü  Montaje y desmontaje de dispositivos

ü  Una interfaz entre el cliente y el sistema operativo para los device drivers.

ü  Técnicas de cache, buffering y spooling.

ü  Device drivers específicos

Ø  Administración de Almacenamiento secundario

Dado que la memoria RAM es volátil y pequeña para todos los datos y programas que se precisan guardar, se utilizan discos para guardar la mayoría de la información.

El sistema operativo será el responsable de:

ü  Administrar el espacio libre

ü  Asignar la información a un determinado lugar

ü  Algoritmos de planificación de disco (estos algoritmos deciden quien utiliza un determinado recurso del disco cuando hay competencia por él)

Ø  Subsistema de Archivos

 Proporciona una vista uniforme de todas las formas de almacenamiento, implementando el concepto de archivo como una colección de bytes.

El Sistema Operativo deberá proveer métodos para:

ü  Abrir, cerrar y crear archivos

ü  Leer y escribir archivos

Ø  Sistema de protección

Antes que nada, tener en cuenta que por protección nos referimos a los mecanismos por los que se controla el acceso de los procesos a los recursos. En un sistema multiusuario donde se ejecutan procesos de forma concurrente se deben tomar medidas que garanticen la ausencia de interferencia entre ellos. Estas medidas deben incorporar la posibilidad de definir reglas de acceso, entre otras cosas

Servicios del Sistema Operativo

El sistema brindará un entorno de ejecución de programas donde se dispondrá de un conjunto de servicios. Los servicios principales serán:

ü  Ejecución de programas (el SO deberá ser capaz de cargar un programa a memoria y ejecutarlo. El programa deberá poder finalizar, de forma normal o anormal)

ü  Operaciones de E/S (el SO deberá proveer un mecanismo de acceso ya que por eficiencia y protección los usuarios no accederán directamente al dispositivo)

ü  Manipulación del Sistema de archivos (se deberá tener acceso al sistema de archivos y poder, como mínimo, leer, escribir, borrar y crear)

ü  Comunicación entre procesos (los procesos deberán poder comunicarse, ya sea que estén en el mismo computador o el diferentes)

ü  Manipulación de errores (el sistema deberá tomar decisiones adecuadas ante eventuales errores que ocurran, como fallo de un dispositivo de memoria, fallo en un programa, etc.)

Estructura del Sistema

La estructura interna de los sistemas operativos pueden ser muy diferentes, ya que se debe tener en cuenta las metas de los usuarios (fácil uso, confiable, rápido, etc.) y las del sistema (fácil de diseñar, implementar y mantener, eficiente, etc.). Veremos 3 posibles diseños del sistema.

Sistema Monolítico

 Estos sistemas no tienen una estructura definida, sino que son escritos como una colección de procedimientos donde cualquier procedimiento puede invocar a otro. Ejemplos de estos sistemas pueden ser MS-DOS o Linux (aunque incluye algo de capas). Es importante tener en cuenta que ningún sistema es puramente de un tipo.

Sistema en capas

El diseño se organiza en una jerarquía de capas, donde los servicios que brinda una capa son consumidos solamente por la capa superior. La capa 0 es del Hardware y la N es la de los procesos de Usuario.

Capa 0

El sistema consta de procesadores secuenciales, cada uno de los cuales se podría programar sin importar que varios proceso estuvieran ejecutándose en el mismo procesador, esta capa proporciona la multiprogramación básica de la CPU.

Capa 1

Se administra la memoria, al mismo tiempo se asignaba el espacio de memoria principal para los diversos procesos. En esta capa no se debe de preocupar que los procesos que estén en memoria o en el deposito, esto se debe que el software de esta capa se encarga de garantizar que las paginas lleguen a la memoria cuando fueran necesarias.

Capa 2

Esta capa es la encargada de la comunicación entre el proceso y la consola de usuario, arriba de esta capa cada proceso tiene su propia consola.

Capa 3

En esta capa es la que controla los dispositivos de entrada y salida y guarda en almacenes (buffers) los flujos de información entre ellos.

Capa 4

En esta capa se sitúa los programas de los usuarios, estos no tiene que preocuparse por el proceso, memoria, consola o control de E/S.

Capa 5

En esta fase es donde se localiza el proceso operador del sistema.

http://wiki.inf.utfsm.cl/images/thumb/e/e1/Figura11.png/300px-Figura11.png

                               

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Sistema con micronúcleo

La idea consiste en tener un núcleo que brinde los servicios mínimos de manejo de procesos, memoria y que provea la comunicación entre procesos. Todos los restantes servicios se construyen como procesos separados del micronúcleo, que ejecutan en modo usuario. Estos sistemas tienen como ventaja un diseño simple y funcional, que aumenta la portabilidad y la escalabilidad. Para agregar un nuevo servicio no es necesario modificar el nucleo, y es más seguro ya que los servicios corren en modo usuario