Omar Acuña 27.455.932 Sistemas Operativos 2

1. Profesora:
Amelia Vásquez
Republica Bolivariana de Venezuela
Ministerio del Poder Popular para la Educación
I.U.P Santiago Mariño
Sistemas Operativos II
Bachiller:
Omar Acuña 27.455.932
Agosto, 2018

2. Introducción
La computación distribuida ha ido tomando más y más importancia con el impresionante
desarrollo de las telecomunicaciones y conforme los avances tecnológicos han hecho posible
la construcción de computadoras que caben en un escritorio pero con procesadores muy
poderosos y grandes capacidades de memoria y disco; Millones de usuarios dependen de
sistemas distribuidos diariamente para hacer transacciones bancarias, reservaciones de
vuelos, telefonía, enviar correos electrónicos, obtener información de todo tipo y realizar
operaciones de compra venta.
Los sistemas distribuidos comenzaron a desarrollarse al ritmo del crecimiento de las redes
locales a principios de los '70. En los '80, la aparición de computadoras personales,
estaciones de trabajo y servidores resultó en un crecimiento de los sistemas distribuidos y
una reducción de la cantidad de las grandes computadoras llamadas mainframes. El
crecimiento de la demanda de estos servicios generó una actividad muy importante de
desarrollo de aplicaciones distribuidas. Estas aplicaciones permiten a los computadores
coordinar sus actividades y compartir los recursos del sistema (hardware, software y datos)

3. Un sistema operativo es un conjunto de sistemas y procedimientos que actúa como intermediario
entre el usuario y el hardware de un computador y su propósito es proporcionar un entorno en el cual
el usuario pueda ejecutar programas. El objetivo principal de un sistema operativo es lograr que el
sistema de computación se use de manera cómoda, y el objetivo secundario es que el hardware del
computador se emplee de manera eficiente.
Los sistemas operativos distribuidos desempeñan las mismas funciones que un sistema operativo
normal, pero con la diferencia de trabajar en un entorno distribuido. Su Misión principal consiste en
facilitar el acceso y la gestión de los recursos distribuidos en la red. En un sistema operativo
distribuido los usuarios pueden acceder a recursos remotos de la misma manera en que lo hacen
para los recursos locales. Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de
procesadores. Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables y estables ya que si un
componente del sistema se descompone otro componente debe de ser capaz de remplazarlo
inmediatamente y no afectar los procesos del sistema.

4. Algunas de las características de los Sistemas Distribuidos son:
 Recursos compartidos. Discos, impresoras, archivos, bases de datos y otros objetos.
 Manejador de recursos. Denota un módulo de software que maneja un conjunto de recursos de un tipo
particular. Incluye provisión de nombres, maneja direcciones y coordina los accesos concurrentes.
Los usuarios de recursos se comunican con el manejador de recursos para accesar los recursos
compartidos del sistema. Para realizar la comunicación se puede emplear alguno de los siguientes
modelos:
 Modelo cliente-servidor. El más comúnmente usado. Los servidores actúan como manejadores de
recursos.
 Modelo basado en objetos. Cada recurso compartido es un objeto, los cuales pueden ser movidos de
cualquier lugar en la red sin cambiar sus identidades.

5. Los sistemas que son diseñados para soportar recursos compartidos que pueden ser expansibles en
hardware y software son llamados sistemas distribuidos abiertos.
Características de los sistemas distribuidos abiertos:
Sus interfaces son publicadas
Están provistos de un mecanismo de comunicación entre procesos uniforme e interfaces públicas para
acceso a recursos compartidos.
Esquema global de protección
Concurrencia. Ejecución de varios procesos al mismo
tiempo.
Escalabilidad. Un sistema distribuido debe operar
efectiva y eficientemente a diferentes escalas. El sistema
y las aplicaciones del software no deben cambiar cuando
la escala del sistema se incrementa (memoria,
procesadores, canales de E/S)
Misma administración de procesos
La misma apariencia del sistema de archivos en todas
partes
Sistema de archivos global
Cada núcleo debe controlar sus propios recursos
locales.

6. Redes e Interconexión
Los dispositivos de interconexión de redes y de red se dividen en cuatro categorías: repetidores,
puentes, encaminadores y pasarelas. Cada uno de los cuatro tipos interactúa en diferentes niveles
del modelo OSI, los repetidores actúan sólo sobre los componentes eléctricos de una señal y sólo
son activos en el nivel físico. Los puentes utilizan protocolos de direccionamiento y pueden afectar
al control de una única red, la mayoría son activos en el nivel de enlace de datos.
Repetidores
Un repetidor es un dispositivo electrónico que opera sólo en el nivel físico del modelo OSI, las
señales que transportan información pueden viajar a una distancia fija antes de que la atenuación
dañe la integridad de los datos, el repetidor instalado en un enlace recibe la señal antes de que sea
demasiado débil o corrupta, regenera el patrón de bits original y coloca la copia refrescada de nuevo
en el enlace.

7. Puentes
Los puentes actúan en los niveles físico y de enlace de datos del modelo OSI. Los puentes pueden
dividir dividir una red grande en segmentos más pequeños. También pueden retransmitir tramas entre
dos redes originalmente separadas, y contienen lógica que permite separar el tráfico de cada
segmento, de forma que pueden filtrar el tráfico por lo que son útiles para controlar y aislar enlaces
con problemas, contribuyendo a la seguridad de la red.
Un puente actúa en el nivel de enlace de datos dándole acceso a las direcciones físicas
de todos los dispositivos conectados a él. Cuando la trama entra en el puente, éste la regenera tal
como lo hace el repetidor y comprueba la dirección de destino y manda la nueva copia al segmento
donde se encuentra el destino, el puente comprueba la dirección destino de la trama entrante y la
compara con un a tabla de direcciones de las estaciones en ambos segmentos para encaminarla al
segmento adecuado.

8. Tipos de puentes.
 Puente simple: el puente simple enlaza dos segmentos y contiene una tabla que almacena todas las
direcciones en cada uno de ellos, pero las direcciones han de introducirse manualmente, por lo que,
al añadir o eliminar una nueva estación, hay que introducir su dirección o quitarla.
 Puente multipuerto: este puente conecta más de dos segmentos y la tabla añade a las direcciones
el número del puerto del segmento en que están.
 Puente transparente: este puente construye su tabla automáticamente, cuando se instala la tabla
está vacía, al llegar un paquete analiza la dirección origen y destino, la dirección origen entra en la
tabla junto con el segmento al que pertenece, así va llenando la tabla, si la dirección destino aún no la
tiene en la tabla, retransmite el paquete a todos los dispositivos. Esta función de autoaprendizaje sirve
para actualizar la tabla si se añaden o quitan dispositivos e incluso si cambian de posición.
Algoritmo del árbol de expansión y encaminadores
desde el origen: los puentes normalmente se instalan
de forma redundante, lo que significa que dos
segmentos o dos redes pueden estar conectados por
más de un puente, por lo que dos puentes
transparentes podrían crear un bucle sin fin, el
mecanismo del árbol de expansión evitan esta
situación, otra forma de evitarlo es el encaminamiento
desde el origen, por el que la trama tiene las
direcciones origen, destino y puentes que deben pasar.

9.  Puentes conectados a redes diferentes.
Un puente que conecte dos redes debería ser capaz aunque utilizen protocolos diferentes en el nivel de
enlace de datos, sin embargo hay otros problemas a considerar:
Formato de la trama: protocolos diferentes usan formatos diferentes.
Tamaño de la carga: el tamaño de los datos de la trama puede ser diferente.
Tasa de datos: los protocolos diferentes pueden usar tasas diferentes.
Orden de los bits de dirección: los bits de dirección pueden cambiar de un protocolo a otro.
Otros problemas: confirmaciones, colisiones, prioridades.

10. Encaminadores.
Los encaminadores tienen acceso a las direcciones del nivel de red y contienen software que permite
determinar cual de los posibles caminos entre esas direcciones es el mejor para cada transmisión
determinada. Los encaminadores actúan en los niveles físico, de enlace de datos y de red del modelo
OSI.
Los encaminadores retransmiten los paquetes entre múltiples redes interconectadas, encaminan
paquetes de un dispositivo situado en una red a otro situado en otra red, para ello el paquete es
enviado primero al encaminador que une las dos redes. Un encaminador actúa como una estación en
la red pero, al pertenecer a dos o más redes, tienen direcciones y enlaces a todas ellas. Cuando un
encaminador recibe un paquete para una estación de una red a la que no está conectado, el
encaminador es capaz de determinar cuál de las redes a que está conectado es la mejor para
retransmitir el paquete.

11. Protocolos de Comunicación
Es un sistema de reglas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se
comuniquen entre ellas para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una
magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización
de la comunicación, así como también los posibles métodos de recuperación de errores. Los protocolos
pueden ser implementados por hardware, por software, o por una combinación de ambos.
Los sistemas de comunicación utilizan formatos bien definidos (protocolo) para intercambiar mensajes.
Cada mensaje tiene un significado exacto destinado a obtener una respuesta de un rango de posibles
respuestas predeterminadas para esa situación en particular. Normalmente, el comportamiento
especificado es independiente de cómo se va a implementar. Los protocolos de comunicación tienen
que estar acordados por las partes involucradas. Para llegar a dicho acuerdo, un protocolo puede ser
desarrollado dentro de estándar técnico. Un protocolo de comunicación, también llamado en este caso
protocolo de red, define la forma en la que los distintos mensajes o tramas de bit circulan en una red de
computadoras.

12. Gestión de memoria en sistemas distribuidos
Una de las principales características de un sistema distribuido es la ausencia de una memoria común.
Esto hace que la comunicación y sincronización en este tipo de sistemas tenga que hacerse mediante
el intercambio de mensajes. La mayoría de los sistemas distribuidos actuales siguen este modelo, con
cada computadora gestionando su memoria virtual. Sin embargo, hay propuestas que intentan mejorar
este esquema. Estas propuestas son:
 Utilización de paginadores externos.
 Memoria compartida distribuida.
La utilización de paginadores externos se basa en almacenar el espacio de intercambio (swap) en
servidores de archivos distribuidos y en el empleo de paginadores externos, que son procesos que se
encargan de tratar los fallos de página que ocurren en una computadora. El empleo de paginadores
externos permite disponer de un sistema con una gran cantidad de espacio para paginación, liberando
a las computadoras de reservar espacio para la paginación.

13. La memoria compartida distribuida es una abstracción que permite que los procesos que ejecutan en
un sistema distribuido puedan comunicarse utilizando memoria compartida. Esta abstracción se
construye utilizando: el paso de mensajes disponible. El empleo de memoria compartida como
mecanismo de comunicación': facilita el desarrollo de aplicaciones, ya que el modelo de programación
es más sencillo y la sincronización puede realizarse utilizando construcciones tradicionales, cómo
pueden ser los semáforos.
La memoria compartida distribuida se implementa utilizando paso de mensajes para distribuir los datos
a las memorias de las distintas computadoras. No hay que olvidar que para poder ejecutar un programa
es necesario que éste, junto con sus datos, resida en memoria principal. La distribución de los datos,
normalmente páginas, se puede hacer replicando páginas en distintas computadoras o migrando
páginas de una computadora a otra.

14. Ventajas de los Sistemas Operativos Distribuidos.
En general, los sistemas distribuídos (no solamente los sistemas operativos) exhiben algunas ventajas
sobre los sistemas centralizados que se describen enseguida.
 Economía: El cociente precio/desempeño de la suma del poder de los procesadores separados
contra el poder de uno solo centralizado es mejor cuando están distribuidos.
 Velocidad: Relacionado con el punto anterior, la velocidad sumada es muy superior.
 Confiabilidad: Si una sola máquina falla, el sistema total sigue funcionando.
 Crecimiento: El poder total del sistema puede irse incrementando al añadir pequeños sistemas, lo
cual es mucho más difícil en un sistema centralizado y caro.
 Distribución: Algunas aplicaciones requieren de por sí una distribución física.

15. Por otro lado, los sistemas distribuídos también exhiben algunas ventajas sobre sistemas aislados.
Estas ventajas son:
 Compartir datos: Un sistema distribuido permite compartir datos más fácilmente que los
sistemas aislados, que tendrían que duplicarlos en cada nodo para lograrlo.
 Compartir dispositivos: Un sistema distribuídos permite accesar dispositivos desde
cualquier nodo en forma transparente, lo cual es imposible con los sistemas aislados. El
sistema distribuídos logra un efecto sinérgico.
 Comunicaciones: La comunicación persona a persona es factible en los sistemas
distribuídos, en los sistemas aislados no.
 Flexibilidad: La distribución de las cargas de trabajo es factible en el sistema distribuídos, se
puede incrementar el poder de cómputo.

16. Desventajas de los Sistemas Distribuidos
Así como los sistemas distribuídos exhiben grandes ventajas, también se pueden identificar algunas
desventajas, algunas de ellas tan serias que han frenado la producción comercial de sistemas
operativos en la actualidad. El problema más importante en la creación de sistemas distribuídos es el
software: los problemas de compartición de datos y recursos es tan complejo que los mecanismos de
solución generan mucha sobrecarga al sistema haciéndolo ineficiente. El checar, por ejemplo, quiénes
tienen acceso a algunos recursos y quiénes no, el aplicar los mecanismos de protección y registro de
permisos consume demasiados recursos. En general, las soluciones presentes para estos problemas
están aún en pañales.
Otros problemas de los sistemas operativos distribuídos surgen debido a la concurrencia y al
paralelismo. Tradicionalmente las aplicaciones son creadas para computadoras que ejecutan
secuencialmente, de manera que el identificar secciones de código paralelizable es un trabajo ardúo,
pero necesario para dividir un proceso grande en sub-procesos y enviarlos a diferentes unidades de
procesamiento para lograr la distribución. Con la concurrencia se deben implantar mecanismos para
evitar las condiciones de competencia, las postergaciones indefinidas, el ocupar un recurso y estar
esperando otro, las condiciones de espera circulares y , finalmente, los "abrazos mortales"
(deadlocks). Estos problemas de por sí se presentan en los sistemas operativos multiusuarios o
multitareas, y su tratamiento en los sistemas distribuídos es aún más complejo, y por lo tanto,
necesitará de algoritmos más complejos con la inherente sobrecarga esperada.

17. Sistema Operativo Distribuido vs Sistema Distribuido
Existe una diferencia vital entre los sistemas operativos distribuidos y los sistemas distribuidos.
Podríamos llamar a un Sistema Distribuido una capacidad del Sistema operativo Distribuido, es decir:
Un sistema distribuido es la relación que existe entre una computadora independiente y un servidor de
archivos o dispositivos compartidos. Cada computadora ejecuta sus programas en su memoria propia
haciendo uso de su único microprocesador y memoria, este no comparte memoria ni asigna tareas a
otros procesadores de la red. Sin embargo, un Sistema operativo distribuido tiene acceso a todos los
dispositivos compartidos de la red incluyendo procesadores y memoria RAM.

18. Acceso a archivos remotos
Peticiones de acceso son pasadas al servidor, el servidor realiza el acceso y sus resultados son
regresados al usuario.
El compartir archivos significa que varios clientes pueden tener acceso al mismo archivo, al mismo
tiempo, para lo cual:
Se tiene que hacer coincidir operaciones de acceso
Se tienen que intercalar operaciones de acceso
La primera implica que existe diferentes copias del mismo archivo, mientras que la segunda implica el
intercalar a múltiples granularidades de operaciones de acceso de datos.
Métodos de acceso remoto
 Modelo carga/Descarga
Consiste básicamente en dos operaciones; lectura y escritura. Esta consiste en la transferencia de un
archivo completo desde el servidor hacia el cliente solicitante, es decir; mientras tanto los archivos
pueden ser almacenados en memoria o en un disco local.
 Modelo de acceso remoto
Este tipo de modelo consiste en que todas las operaciones (abrir y cerrar, leer y escribir, etc.) se
realizan en el servidor mas no en los clientes. Los modelos de acceso remoto. Estos dos modelos se
diferencia en que en el primero se debe transferir el archivo completo del servidor al cliente y
viceversa, a lo que es necesario en el modelo de acceso remoto.

19. Atomicidad
La atomicidad es la propiedad que asegura que una operación se ha realizado o no, y por lo tanto
ante un fallo del sistema no puede quedar a medias. Se dice que una operación es atómica cuando
es imposible para otra parte de un sistema encontrar pasos intermedios. Si esta operación consiste
en una serie de pasos, todos ellos ocurren o ninguno. Por ejemplo, en el caso de una transacción
bancaria o se ejecuta tanto el depósito y la deducción o ninguna acción es realizada. Es una
característica de los sistemas transaccionales.
Control de concurrencia
Un algoritmo para control de concurrencia es SS.DD se basa en el uso de la cerradura.
P.ej. Al acceder a un archivo, se activa una cerradura de acceso.
La cerradura puede ser de lectura/escritura.
La cerradura mas usada es la de dos fases: primero se va intentado adquirir todas las cerraduras
necesarias y solo entonces se accede

20. Conclusión
El futuro de los sistemas operativos Distribuidos esta en la formación de un nuevo kernel
universal que soporte distribución para que este pueda ser aplicado a todos los sistemas
operativos sin importar su plataforma. O por lo menos que los sistemas puedan ser distribuidos
entre las computadoras que corran este mismo sistema dentro de la misma red y unificado por
un servidor de sistemas operativos distribuidos.
El sistema operativo distribuido es usado a menudo como sub sistemas operativos utilizando sus
ventajas como por ejemplo el sistema de clusters para almacenamiento. Creemos que si
podemos encontrar sub soluciones a la distribución que sean ventajosas, deberíamos de
incursionar el futuro de la informática a la distribución total.

21. Bibliografía
 Gutiérrez, R. M, (2013). Sistemas distribuidos . Revista Mundo Informático, 8, 73-82.
 Distributed Systems - Concepts and Design (Coulloris - Adison Wesley 2001).
 Sistemas Operativos - Concepto y Diseño (Milan MIlenkovic-McGraw Hill 1988).
 Fundamento de los Sistemas Operativos (A.M.Lister - G.GILI 1986).