Conceptos Esenciales de Sistemas Operativos y Comunicación de Datos

Conceptos Fundamentales de Hardware y Software

Handshaking

El handshaking se refiere a las señales de control especiales que incluye el hardware de la sección de E/S, las cuales habilitan al procesador y a los dispositivos para que comuniquen sus estados, intenciones y disponibilidad de datos.

Bus del Sistema

El Bus del Sistema sirve como medio de comunicación para el intercambio de direcciones, datos y pulsos de control entre tarjetas.

JCL (Job Control Language)

El JCL es un lenguaje con sentencias escritas que transmiten órdenes al sistema operativo, como el inicio y fin de un trabajo, la carga y ejecución de programas, y las necesidades de recursos como el tiempo y los requisitos de memoria.

Tipos de Sistemas Operativos y sus Características

Sistema Operativo de Tiempo Real

• Planificación del Procesador: A cada proceso se le asigna un cierto nivel de prioridad.
• Gestión de Memoria: La mayoría de los procesos residen permanentemente en memoria con el fin de lograr tiempos de respuesta rápidos.
• Gestión de E/S: Proporciona llamadas al sistema para permitir a los procesos conectarse a vectores de interrupción y prestar servicio a los sucesos directamente.
• Gestión de Archivos: El objetivo es la velocidad de acceso antes que la utilización eficiente del almacenamiento secundario.

Su objetivo principal es lograr rápidos tiempos de respuesta a sucesos y satisfacer así los plazos de planificación.

Sistema Operativo por Lotes

• Planificación del Procesador: Utiliza el método FIFO (First-In, First-Out).
• Gestión de Memoria: Se divide en dos áreas: una para el sistema operativo y otra para el programa a ejecutar.
• Gestión de E/S: No se requiere una gestión compleja porque hay como máximo un programa en ejecución.
• Gestión de Archivos: Accede en forma serie, requiere poca protección y ningún control de concurrencia.

Sistema Operativo de Tiempo Compartido

• Planificación del Procesador: Utiliza planificación por reparto, con prioridad rotatoria que se incrementa durante la espera y disminuye después de un servicio.
• Gestión de Memoria: Proporciona aislamiento y protección a los programas residentes en memoria.
• Gestión de E/S: Debe ser sofisticado para tratar con múltiples usuarios y dispositivos.
• Gestión de Archivos: Debe proporcionar protección y control de acceso.

Sistema Operativo Distribuido

Su objetivo principal es la Transparencia.

Comunicación Serie: El USART

USART (Universal Synchronous Asynchronous Receiver Transmitter)

El USART es un dispositivo que se usa para realizar enlaces de comunicación serie. Transfiere datos en modo asíncrono y síncrono, y soporta transmisión de datos bidireccionales (full duplex).

Cada carácter se compone de 5 u 8 bits de datos, más 1 bit inicial y 1 o 2 bits de parada. Para establecer la comunicación, los USART en ambos extremos se inicializan con la misma configuración de velocidad.

El emisor efectúa la conversión paralelo-serie y emite los bits por la línea de comunicación. La duración de cada bit la determina la velocidad configurada. También se emiten bits de inicio y parada para que el receptor pueda sincronizarse y detectar posibles errores.

El receptor se desprende de estos bits de control y solo pasa al procesador los bits de datos una vez que los convierte de serie a paralelo.

Además, el USART puede verificar la integridad de los datos recibidos mediante el bit de paridad. Este bit se calcula en función de la cantidad de unos (1s) en los bits de datos y el modo de paridad seleccionado. El receptor calcula su propio valor de paridad y lo compara con el recibido; si hay diferencias, indica un error en la transmisión.