SnoopyOS - Simulador de Sistema Operativo

Simulador completo de un núcleo de sistema operativo en C++ con gestión de procesos, memoria virtual, sincronización y más.

📋 Características Principales

• Planificación de Procesos: Round Robin y SJF (Shortest Job First)
• Memoria Virtual: Paginación con algoritmos FIFO, LRU y PFF
• Sincronización: Semáforos, Mutex, Productor-Consumidor
• Problemas Clásicos: Filósofos Comensales y Lectores-Escritores
• Gestión de Estados: NUEVO, LISTO, EJECUTANDO, BLOQUEADO, SUSPENDIDO, TERMINADO
• Análisis de Fairness: Métricas de equidad del planificador
• Visualización Avanzada: Estado de memoria con colores (hits/miss)
• I/O Avanzado: Impresora virtual con colas de prioridad
• Disco: FCFS, SSTF, SCAN con visualización del cabezal
• Heap Allocator: Buddy System con malloc/free
• CLI Interactiva: 35+ comandos para control completo
• Scripts: 6 experimentos listos para ejecutar

📁 Estructura del Proyecto

SnoopyOS/
├── simulador/
│   ├── include/          # Archivos de cabecera (.h)
│   │   ├── pcb.h
│   │   ├── planificador.h
│   │   ├── memoria.h
│   │   ├── sincronizacion.h
│   │   ├── problemas_clasicos.h
│   │   └── cli.h
│   ├── src/              # Implementaciones (.cpp)
│   │   ├── main.cpp
│   │   ├── planificador.cpp
│   │   ├── memoria.cpp
│   │   ├── sincronizacion.cpp
│   │   ├── problemas_clasicos.cpp
│   │   └── cli.cpp
│   ├── bin/              # Ejecutables
│   ├── build/            # Archivos objeto
│   ├── Makefile
│   ├── compilar.ps1      # Script de compilación Windows
│   └── ejecutar.ps1      # Script de ejecución Windows
└── README.md

🚀 Compilación y Ejecución

Windows (PowerShell)

cd simulador
.\compilar.ps1
.\ejecutar.ps1

Linux/macOS

cd simulador
make
./bin/simulador

🎮 Comandos Disponibles

Gestión de Procesos

Comando	Descripción
new	Crea un nuevo proceso con ráfagas aleatorias
ps	Muestra estado de todos los procesos
tick	Avanza un tick de reloj
run <n>	Ejecuta n ticks automáticamente
kill <id>	Termina el proceso especificado
suspend <id>	Suspende un proceso manualmente
resume <id>	Reanuda un proceso suspendido

Planificación

Comando	Descripción
sched rr	Cambia a Round Robin
sched sjf	Cambia a Shortest Job First

Gestión de Memoria

Comando	Descripción
mem	Muestra estado de memoria con visualización ASCII
memc	Muestra estado con colores (verde=hit, rojo=miss)
memalg <tipo>	Cambia algoritmo (fifo|lru|pff)
access <id> <dir>	Accede a dirección virtual del proceso

Sincronización

Comando	Descripción
produce <id>	Produce un elemento (problema productor-consumidor)
consume <id>	Consume un elemento del buffer
buffer	Muestra estado del buffer compartido

Problemas Clásicos

Comando	Descripción
filosofos crear <n>	Crea mesa con N filósofos (3-10)
filosofos piensa <id>	Filósofo ID piensa
filosofos come <id>	Filósofo ID intenta comer
filosofos termina <id>	Filósofo ID termina de comer
filosofos estado	Muestra estado de la mesa
lectores lee <id>	Lector ID comienza a leer
lectores termina_leer <id>	Lector ID termina
lectores escribe <id>	Escritor ID comienza
lectores termina_escribir <id>	Escritor ID termina
lectores estado	Muestra estado del recurso

Estadísticas

Comando	Descripción
stats	Muestra estadísticas completas del sistema
fairness	Análisis de equidad del planificador

Sistema

Comando	Descripción
help	Muestra todos los comandos
exit	Sale del simulador

📊 Ejemplo de Uso

SnoopyOS> new
Proceso P1 creado con 3 rafagas y 5 paginas.

SnoopyOS> new
Proceso P2 creado con 4 rafagas y 4 paginas.

SnoopyOS> ps
Planificador: Round Robin (quantum=3)

ID | Estado      | Rafaga | T.Llegada | T.Espera | T.Rest
---|-------------|--------|-----------|----------|-------
 1 | EJECUTANDO  |      1 |         0 |        0 |     12
 2 | LISTO       |      1 |         0 |        0 |     15

SnoopyOS> sched sjf
Algoritmo cambiado a SJF (Shortest Job First)

SnoopyOS> run 10
[Ejecutando 10 ticks...]

SnoopyOS> mem
=== ESTADO DE LA MEMORIA ===
┌────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┬────┐
│  0 │  1 │  2 │  3 │  4 │  5 │  6 │  7 │
├────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┼────┤
│ P1 │ P1 │ P2 │ -- │ -- │ -- │ -- │ -- │
└────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┴────┘
Uso de memoria: 3/8 marcos (37.5%)

SnoopyOS> stats
=== ESTADISTICAS DEL SISTEMA ===
Tiempo global: 15
Procesos terminados: 1
Tasa de aciertos: 68.0%
...

SnoopyOS> exit

🔧 Componentes Implementados

1. Gestión de Procesos

• PCB completo con 6 estados
• Round Robin (quantum = 3)
• SJF (Shortest Job First)
• Suspensión/Reanudación manual

2. Memoria Virtual

• 8 marcos de memoria física
• Páginas de 256 bytes
• Algoritmos: FIFO, LRU y PFF (Page Fault Frequency)
• Visualización con colores (verde=hit, rojo=miss)
• Estadísticas: fallos, hits, tasa de aciertos

3. Sincronización

• Semáforos con wait/signal
• Mutex con lock/unlock
• Problema Productor-Consumidor
• Buffer compartido (capacidad 5)

4. Problemas Clásicos

• Filósofos Comensales: Prevención de deadlock con orden de tenedores
• Lectores-Escritores: Múltiples lectores, escritor exclusivo
• Detección de deadlock
• Visualización de estados con emojis

5. Entrada/Salida

• Impresora virtual con cola de prioridad
• Historial de impresiones
• 3 ticks por trabajo

6. Disco

• 100 cilindros simulados
• FCFS, SSTF, SCAN (elevator)
• Visualización ASCII del cabezal
• Estadísticas de movimientos

7. Heap Allocator

• Buddy System (potencias de 2)
• malloc/free dinámico
• Coalescencia automática
• Medición de fragmentación

8. Estadísticas

• Tiempo de espera/retorno
• Análisis de fairness (CV)
• Tasa de aciertos de memoria
• PFF (Page Fault Frequency)

9. Scripts de Experimentos

• 6 scripts predefinidos
• Comparativas de algoritmos
• Demostración de conceptos

👥 Autores

• Sofía Vélez
• David Hernández

Universidad EAFIT
Sistemas Operativos - 2025