prueba

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Sistemas operativos
Alvaro Chavez Zubieta

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Concepto de sistemas operativos
 Sistema Operativo
 Puede definir como un conjunto de programas
que permiten una interacción simplificada
entre el usuario y la máquina
Dispositivos físicos
Sistema Operativo
Aplicaciones Usuario
Hardware

3. Hardware(arquitectura von
newman)
 Central Processing Unit (CPU). The CPU is
responsible executing programs.
 Memory. Memory is used to store both program
instructions and data.
 Input/Output (I/O) Devices. The kernel manages
requests from user applications to perform input and
output operations and provides convenient methods for
using each device.

4. Un mundo sin sistema operativo
 Al comienzo, el mundo era as
 Computación basada en mainframes
 Hardware muy complicado y muy heterogeneo
 Multitud de recursos que repartir
 En aquel contexto
 Queremos abstraernos de la complejidad y
heterogeneidad del hardware
 Queremos abstraernos de la gestion de recursos
 Queremos software de sistema

5. Software del sistema operativo
 Creamos una capa sobre el hardware que
nos abstraiga

6. Software del sistema operativo
Interfaz de comando del
usuario
Administrador de
la memoria
Administrador de
archivos
Administrador de red
Administrador de
dispositivos
Administrador del
procesador

7. En resumen
 Creamos sistemas operativos para
 Abstraernos de la complejidad del hardware
 Abstraernos de la heterogeneidad del
hardware
 Abstraernos de la complejidad de la gestion
de recursos

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Concepto de sistemas operativos
 El sistema operativo puede ser visto como
 Máquina virtual
 Dar al usuario la ilusion de disponer de una
máquina mucho mas fácil de utilizar y programar
que la maquina fisica.
 Gestor de recursos
 Efectuar la gestion de los diversos componentes de
la arquitectura de un computador, imponiendo
orden en la atribucion de recursos a los programas.
 Aprovechar el máximo tiempo de los recursos
disponíbles
 Tiempo de CPU, memória, etc

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 Procesador y Procesos
 Un proceso es basicamente un programa en
ejecucion
 En un sistema multi-programado, vários procesos
pueden estar ejecutandose simultaneamente
 Sin embargo, cuando existe un solo procesador,
apenas un proceso puede utilizarlo en cada instante
de tiempo.
 Los procesos concurren por el procesador y cooperan
entre si para realizar tareas mas complejas
Concepto de sistemas operativos

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Conceptos y revisiones
 Procesador y Procesos
 Procesador (CPU)
 Elemento activo del sistema que ejecuta procesos
 Modo usuario (User Mode)
 Dispone un subconjunto de las instrucciones del
CPU. Es en este modo que corren las aplicaciones.
 Modo núcleo (Kernel Mode)
 Modo privilegiado del procesador, para el cual
todas las instrucciones estan disponíbles.
Solo el Sistema Operativo es que tiene acceso a
este modo

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Conceptos y revisiones
 Memória y Gestion de memória
 Division estructurada de la memoria de modo a ser
posible el desplazamiento de diversos programas en
la memoria principal.
 Colocacion y Proteccion
 Existencia de mecanismos que permitan el
crecimiento de la memória de datos de um programa
 Reserva de memória
 Gestion del espacio de direccionamiento de modo a
que se pueda tener una capacidad de memória
superior a la de la memória principal (a RAM) –
Memória Virtual

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Conceptos y revisiones
 Jerarquia de la memória

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Clasificacion de SOs
 Multi-usuario
 El tiempo de procesamiento del CPU de um
computador puede ser compartido por mas de
un usuario de forma interactiva.
 Unix, Linux
 Mono-usuario
 El CPU solo puede estar dedicado de forma
interactiva a un conjunto de proceso del
mismo usuario.
 MS-DOS, todos los Windows

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Clasificacion de SOs
 Multi-programacion
 Capacidad de ejecutar vários programas
simultaneamente (en concurrencia)
 Unix, Linux, todos os Windows
 Mono-programacion / Procesamiento por
lotes
 Cada programa monopoliza al procesador
hasta terminar
 Spectrum
 DOS (parte de los programas residentes)

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Clasificacion de SOs
 Sistemas mono-programados y
sistemas multi-programados
Sistema
Operativo
Programa Programa 1
Dados
Programa 2
Sistema
Operativo
Dados 1
Dados 2
Sistema
Mono-programado
Sistema
Multi-programado
Memória principal Memória principal

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Clasificacion de SOs
 Dedicado
 Sistema Operativo diseñado para aplicaciones
específicas
 Ejemplos:
 Control de una linea de montaje - SOs en tiempo real
 Gestion de transacciones en una compania aérea - SOs para
Mainframes
 Interface para um telefono móvil – SO embedded
 Uso general
 Diseñado para una fácil utilizacion.
 Permiten la ejecucion de una gran variedad de
programas
 Reconocen uma gran diversidad de periféricos

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Clasificacion de SOs
 Centralizado
 El Sistema Operativo crea una máquina virtual
sobre un único computador.
 Distribuído
 El Sistema Operativo que corre sobre un
conjunto de computadores, dando la ilusion de
que este conjunto es una entidad única
 Sistemas distribuídos puros
 Sistemas en redes
 Sistemas multi-processador

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Modelo de un SO
 Monolítico
 El ejemplo mas comun de sistema operativo, en el
cual aparentemente no existe estrutura...
 cualquier funcion del sistema operativo puede
comunicar con cualquier una de las otras.

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Modelo de un SO
 Capas (Layers)
 El SO se encuentra estruturado segun un
conjunto de capas funcionales
 Cada capa utiliza servicios de capas que le
son interiores
 En suma, cada capa es una máquina virtual
con una interface bien definida
 La capa mas baja (gestion de procesos)
corresponde el núcleo del sistema operativo

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Modelo de un SO
 Capas (Layers)
Gestão de processos
Gestão de memória
Comunicação e I/O
Sistema de ficheiros
Chamadas ao sistema
Hardware
Aplicações e utilizadores

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Modelo de un SO
 Modular
 El SO se encuentra organizado segun modulos
alrededor del nucleo (kernel)
 El nucleo es generalmente pequeño (Mikro-kernel),
comunicando con el hardware y estableciendo la
comunicacion entre los diversos modulos.
 Puede introducirse el conceto de proceso cliente y de
proceso servido que corren en modo usuario.
 Facilmente adaptable a sistemas distribuidos
 Estructura mas estable (Teoricamente)

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Modelo de un SO
 Modular
Micro-Kernel
Chamadas ao sistema
Hardware
Gestão
de
Processos
Gestão
de
Memória
I/O
Sistema
de
Ficheiros
Aplicações e utilizadores

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Modelo de un SO
 Modular (Cliente-Servidor)
Servidor
de
Processos
Servidor
de
Memória
Servidor
de I/O
Servidor
de
Ficheiros
Processo
Cliente
Processo
Cliente
Micro-Kernel
Modo Utilizador
Modo Núcleo
Mensagens

24. Linux:anillos
 Linux se compone de muchas capas que
rodean a un núcleo.

25. Linux: los 2 arboles
 Linux consiste en 2 arboles: procesos y archivos
 Procesos heredan propiedades de sus padres
 Los archivos residen dentro de su directorio padre

26. Sistema de archivos
 Una estructura lógica construida dentro de una partición de disco para
gestionar archivos
 Se admiten muchos tipos de sistemas de ficheros
 Hay un sistema de archivos raíz: la base del árbol de directorios
 Un sistema de ficheros de cualquier tipo puede ser montado en un directorio
 Gestion de la informacion no volatil almacenada en memoria secundaria
(discos, tapes)
 Provee de un nível de abstraccion para que el usuario no se preocupe con los
detalles de la utilizacion de discos, disquetes,etc.
 llamadas al sistema: Creacion, borrar, cópiar, escritura y lectura de ficheros

27. Estructura del kernel
 El kernel de Linux no es monolítico
 Todos los controladores de dispositivos y muchos sub-componentes pueden ser
construidos como módulos, que puede ser con o sin carga, según sea necesario.
 Esto permite que un kernel para funcionar de manera eficiente en un montón de
diferentes de hardware.
 El proceso de construcción del kernel es increíblemente configurable.
 Algunos componentes del kernel pueden ser compilados en:
 gestión de la memoria
 capa del sistema de archivos virtual
 planificador de procesos
 El soporte multi-procesador
 redes TCP / IP (si se utilizan): Sistemas de ficheros ext3, reiserfs, jfs
 soporte para hardware específico: SCSI, DASD, USB, Crypto
 Los controladores de red.
 Ejemplos de módulos cargados dinámicamente
 Sistemas de archivos: ext3, reiserfs, jfs
 soporte para hardware específico: SCSI, DASD, USB, Crypto
 Los controladores de red

28. Sistema de llamadas

29. Tipos de llamadas al sistema
Control de procesos
•fork(), exit(), wait(), chroot()
•Administración de ficheros
•open(), close(), read(), write, create(), lseek(), readdir(), unlink(),dup(),dup2()
•Administración de dispositivos
•ioctl()
•Información de mantenimiento
•gettimeofday(), profil()
•Comunicaciones
•pipe(), socket(), accept(), bind(), signal()

30. Control de errores en
llamadas al sistema
 Las llamadas al sistema tienen valores de
retorno
 Cuando se produce un error, se puede
comprobar qué error ha sucedido leyendo
errno
 strerror(), perror()

32. Modulos

33. Documentación
Man : Abreviatura de manual. Ayuda en línea.
man [selección_manual] nombre_programa
selección manual:
 1 Herramientas/comandos del usuario.
 2 Llamadas al sistema.
 3 Llamadas a bibliotecas.
 4 Archivos especiales, información de controladores y
dispositivos.
 5 Archivos de configuración (Ej.: /etc/passwd)
 6 Juegos.
 7 Paquetes (misceláneas).
 8 Herramientas de administración del sistema.