Manuales Reparacion de PCs - Modulo3 MUY TECNICO, MANUALS

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MODULO Nº 3
CLASE Nº 13
CONCEPTO DE SISTEMA OPERATIVO :
Un
Sistema Operativo
(en sentido amplio) es un programa que controla y organiza la utilización de los
recursos Hardware de una computadora digital. Ahora bien, la anterior definición no muestra con exactitud
lo que realmente sucede en la práctica.
Para entender la función que realiza un sistema operativo, es útil recurrir a una sencilla comparación. Un SO
es similar al gobierno de un País. Algunos gobiernos son eficientes en el control de un determinado país, de
tal manera que su población vive en forma organizada. Algunos otros no poseen la capacidad de gobernar al
pueblo y por eso el pueblo dicta sus propias reglas. De la misma manera algunos SO son suficientemente
robustos como para controlar todas las funciones de la computadora y permitir que los programas corran
organizadamente, mientras que otros dejan librado al criterio de cada programa la utilización, correcta o no,
de los recursos de la máquina.
Existen S.Operativos
PROCEDIMENTALES
y
NO PROCEDIMENTALES
. Los Procedimentales, como
su nombre lo indica, establecen un procedimiento específico (con comandos u órdenes especiales) para
interactuar con la computadora. Los No Procedimentales no utilizan este recurso (comandos), sino que el
usuario puede relacionarse con la computadora de una manera mucho más libre, utilizando lenguaje humano.
Estos últimos todavía se encuentran en su fase de desarrollo y por eso no son de uso masivo.
SISTEMA OPERATIVO DE DISCO - D.O.S :
Hasta la aparición de la IBM-PC (1980), los SO de las HOME COMPUTERS, como la Commodore por ej.,
se encontraban escritos en BASIC y grabados en la ROM principal del equipo.
IBM, contrata a una pequeña empresa, por aquellos años, de nombre
MICROSOFT
para diseñar un SO para
su primer modelo de PC. Este nuevo SO es más voluminoso que los anteriores y por tanto es necesario no
almacenarlo ya en una memoria ROM, sino en un disco flexible. Es por eso que pasa a llamarse (en
oposición a su predecesores) “DISK” Operative System (D.O.S.). Así, MS-DOS comenzó siendo vendido por
IBM como PC-DOS para acompañar a su flamante modelo de computadora personal.
MS-DOS, fue diseñado como un SO muy compacto, capaz de funcionar bajo condiciones de memoria muy
limitada (la cant. standard era 64Kb), dedicándose casi exclusivamente al manejo de archivos en disco y
proveyendo escasas funciones en lo que a interfaces de usuario se refiere. En consecuencia, cada programa
desarrollado para este sistema provee su propia interfaces de usuario. Para paliar este inconveniente, además
de cubrir las falencias en cuanto a manejo de memoria, capacidad de multitasking (multitarea),etc., Microsoft
desarrolló el entorno operativo
WINDOWS.
COMPONENTES DE UN S.O. :
Todo sistema operativo se compone de dos partes fundamentales:
•
KERNELL (Núcleo
):
Es el núcleo del SO. Pueden conformarlo varios archivos. Es la parte que
más se relaciona con el hardware.
En el caso de MS-DOS está formado por dos archivos, que son: el MSDOS.SYS y el IO.SYS.
El primero Realiza todas las opciones básicas de administración de los elementos hardware del sistema
(comunicación entre el micro, la memoria, y los buses). El segundo es un DRIVER (manejador)
elemental, que rige y organiza las Entradas y Salidas básicas del sistema ( I / O ), como la
comunicación con consola (teclado y monitor), las unidades de disco e impresora.
•
SHELL (CASCARA
):
Es la Interfaces (intermediario) con el Usuario, y por eso la parte más visible
del SO . Puede estar formada por un solo archivo o bien consistir en todo un ENTORNO
GRAFICO.
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Permite utilizar la computadora, bien a través de comandos que se ingresan por la consola, o bien
mediante eventos gráficos como la pulsación de un de un botón o el desplazamiento de un cursor.
En el caso de
MS-DOS
, es el archivo
COMMAND.COM
y también se lo conoce como
INTERPRETE DE COMANDOS.
TIPOS DE ARCHIVOS DOS:
Si bien es posible que conozcamos ya bastante sobre archivos, es importante tener claro lo siguiente.
Existen básicamente 2 ( dos ) tipos de archivos:
•
Los PROGRAMAS:
Son los archivos .
EXE y .COM
.
. Este tipo de archivos guardan información
que la PC puede EJECUTAR en forma directa, es decir apenas los invocamos.
•
Los Archivos de INFORMACION:
Son archivos “no ejecutables”, que contienen información ya
sea para la PC o bien para ser leída en algún idioma cualquiera. Es importante aclarar que los archivos
.
BAT
, si bien son archivos de información (de texto), tienen calidad de ejecutables para la PC. Es por
eso que pertenecen a un tipo híbrido ya que tienen características de archivos de info. y ejecutables.
PROCESO DE BOOTEO:
El proceso de BOOT, consiste solamente en la carga de los archivos que conforman el SO (I/O.SYS,
MSDOS.SYS y COMMAND.COM) en las primeras posiciones de la memoria RAM principal. Esta copia de
los archivos de sistema, obviamente se pierde cada vez que se apaga el equipo.
SECUENCIA DE ARRANQUE:
Cuando encendemos la máquina por lo general decimos que la
“BOOTEAMOS”,
aunque ya sabemos
que esto es incorrecto. Al encender la PC, en realidad, comienza un “Secuencia de Arranque” que culmina
con el verdadero booteo. Esta es como sigue:
1° ) Al encender el interruptor de POWER, llega la tensión a la Fuente de Alimentación, y ésta
demora una pequeña cantidad de tiempo hasta poder entregar las tensiones correctas a la salida
(+5v, -5v, +12v y -12v ). Cuando esto sucede, la señal de POWER GOOD , el cable naranja, se
activa indicando al chip controlador de teclado, que genere una señal de RESET para que el
micro vaya a leer la primera instrucción del POST en la memoria ROM-BIOS.
2° ) Se ejecuta el P.O.S.T , o Autochequeo en el Arranque, y si este encuentra todos los
componentes OK, responde con un BEEP por el Speaker (parlante).
3° ) Se realiza un lectura del B.I.O.S , Sistema Básico de Entradas y Salidas, que “ enseña “
al micro a controlar las periféricos básicos (de I/O) del sistema.
4° ) Se lee de la memoria CMOS - RAM la “Configuración Física”, es decir por qué periféricos
está formado el equipo. En ése momento aparecerá por pantalla un cuadro de configuración.
5° ) Se da lugar al proceso de BOOTEO, es decir a la carga del SO en memoria RAM
principal. En ese momento se exhibe por pantalla un mensaje como:
“ Iniciando MS -DOS...”
Luego se leen los archivos de configuración de SO : CONFIG.SYS y AUTOEXEC.BAT, en ese
orden. Finalmente se exhibe por pantalla el “PROMPT” o SIMBOLO de SISTEMA.
Con el quinto paso culmina la Secuencia de Arranque, quedando la máquina en estado operativo.Cualquier
situación de falla o error en alguno de estos pasos impedirá el arranque.
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ARRANQUE FRIO, CALIENTE Y POR SOFT:
Existen 3 (tres) formas de llegar al proceso de Boot. Ellas son:
•
COLD BOOT (Arranque Frío):
Se da cuando encendemos el switch de
POWER
de ordenador. El
proceso es el descripto en el ítem anterior. Se le llama
FRIO
, ya que el sistema no esta previamente
alimentado con tensión.
Existe otra manera de realizar un arranque frío que es ligeramente diferente. Cuando la Fuente de
Alimentación ya se encuentra encendida, y la PC funcionando, suele darse alguna situación de error
(sistema colgado u otro). Es entonces que el usuario decide recuperar el estado operativo de su PC.
Esto se lleva a cabo mediante la pulsación del Switch de RESET, el cual fuerza al Controlador de
Teclado a enviar la señal de
RESET
al microprocesador ppal. El micro, de ésta manera Secuencia de
Arranque con la lectura y ejecución del POST. De ésta manera se evita tener que apagar el ordenador
y volver a encenderlo.
WARM BOOT (Arranque Caliente):
Se da cuando se mantienen pulsadas las teclas
Ctrl y Alt
, y a
continuación la tecla Del. De ésta manera se genera (vía soft) una INTERRUPCION NO
ENMASCARABLE, NMI, que resetea el sistema. El POST se ejecuta, pero no el test de memoria RAM.
Este modo de lograr un reset del sistema no siempre funciona ya que a veces la PC se encuentra tan “colgada”
que ni siquiera es capaz de recibir datos del teclado.
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CLASE Nº 14
DIRECCIONES DE MEMORIA ( RAM
ppal )
Para comprender efectivamente el modo de direccionamiento de la memoria en una PC , debemos conocer
como direccionaba la primer PC : la XT ( µP 8088 ).
Recordemos que el micro 8088 tenía un bus de datos externo de 8 bit, aunque internamante trabajaba a 16
bit. Esto quiere decir que todos sus registros, y sus instrucciones eran de 16 bit. Recordemos también que
poseía un Bus de Direcciones de 20 hilos, por lo que se deduce que podía direccionar (encontrar) una
cantidad máxima de
2
20 posiciones de memoria de 8 bit cada una, esto es decir 1Mb.
Ahora bien, consideremos que cada una de esas posiciones de memoria en binario tiene 20 bits, y aquí se
presenta el problema. Una dirección de memoria no deja de ser un DATO, que debe ser manejado por el µP,
pero éste solo puede almacenar en sus registros de datos un máximo de16 bit . Por lo tanto es necesario
“traducir” esta toda dirección de memoria de 20 bit a un formato de 16 bit, posible de manejar por el micro.
Direcciones de Memoria y Sistema Hexadecimal:
Cuando hablamos de direcciones de memoria, y en cantidades como 1 millón o más , se hace engorroso
representarlas en binario. Imaginemos 20 unos y ceros, y nos daremos cuenta de lo complicado que puede
ser leerlo.
Para simplificar el problema, haremos uso del sistema HEXADECIMAL, recordando que :
1 (un) dígito Hexa -----> equivale a ------> 4 ( cuatro ) digitos Binarios
Ej:
Hexadecimal ( Decimal ) Binario
A ( 10 ) 1010
(
Nota:
Esto fue explicado con anterioridad en la Clase Nº , de Sistemas Numéricos. )
De esta manera, cuando necesitemos referirnos a 8 bits ( en cuanto direcciones de memoria ) lo
haremos mediante 2 dígitos hexadecimales. Ej:
la posición de memoria 160 ( en Decimal ) , sería....
en Binario ---------------------------------------> 1010 0000
y en Hexadecimal ---------------------------------> A 0 h
ya que A h = 1010 ......................................... y que 0 h = 0000
Paralelamente cuando necesitemos citar una dirección de 16 bits lo haremos mediante 4 dígitos hexa,
ya que.4 dígitos hexa = 16 bits
Direcciones DIRECTA y SEGMENTADA:
Retomemos ahora el problema central de las direcciones de memoria. Como ya dijimos, éstas,
en una PC XT, son de 20 bits, o lo que es lo mismo decir de 5 dígitos hexa ( cuatro bit por cada uno
). A ésta forma de direccionar se le llama
DIRECTA
.
Ej: Tengamos en cuenta que siempre se cuenta la posición cero.
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Decimal
Hexadecimal
dirección ................ 0 00000 h
dirección ...........1023 ( 1 Kb ) 003FF h
dirección .........65535 ( 64 Kb ) 0FFFF h
dirección ......655.359 ( 640 Kb ) 9FFFF h
dirección ...1.048.576 ( 1024 Kb o 1 Mb ) FFFFF h
El micro no puede trabajar con estas direcciones ya que sus registros pueden almacenar sólo 16 bits (o 4
dígitos hexa).
La solución al problema es utilizar la técnica de MEMORIA SEGMENTADA. Esta consiste en dividir el
área total de memoria de 1 Mb en 16 segmentos de 64 Kb ( 65536 bytes o
2
16 ), como muestra la siguiente
figura:
0Kb 1Mb
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb
64Kb
-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Cada uno de los 16 segmentos se direcciona mediante la dirección hexa correspondiente a
su posición inicial ( directa ) a la cual se le quita el último dígito, para que quede formada por sólo
cuatro dígitos. Veamos un ejemplo:
DIRECCION DIRECTA
COMIENZA TERMINA
primer segmento de 64 Kb --------> 00000 h 0FFFF h ( 65535 )
DIRECCION SEGMENTADA
COMIENZA
primer segmento de 64 Kb --------> 0000 h
De este modo el espacio total de 1 Mb quedaría dividido en los siguientes
SEGMENTOS mostrados en la figura:
----------------------------------------------------------------------------------------------
64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb 64Kb
----------------------------------------------------------------------------------------------
î î î î î î î î î î î î î î î î
SEG. SEG. SEG. SEG. SEG SEG. SEG. SEG. S EG. SEG. SEG. SEG. SEG. SEG. SEG. SEG.
0000h 1000h 2000h 3000h 4000h 5000h 6000h 7000h 8000h 9000h A000h B000h C000h D000h E000h F000h
Es importante entender que esta Dirección de Segmento no identifica a una,y sólo una,
posición de memoria ( de 8 bit ) sino a un bloque de 64 K . Para direccionar exactamente una
posición dentro de ese bloque hace falta agregarle el DESPLAZAMIENTOu OFFSET.
Recordemos que cada segmento posee internamente 65536 posiciones dememoria, numeradas
de 0 a 65535. En hexa éstas direcciones se numeran, equivalentemente, desde 0000 h hasta FFFF h
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