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Conceptos de Sistemas Operativos

Sistema Operativo • Un programa que controla la ejecución de los programas de aplicación. • Una interfaz entre las aplicaciones y el hardware

Objetivos de un S.O. • Proporcionar facilidad – Debe de hacer a la computadora más fácil de utilizar

• Eficiencia – Permite que los recursos de un sistema computacional sean utilizados de una manera eficiente

• Capacidad de evolucionar – Permite el desarrollo, pruebas e introducción de nuevas funciones sin interferir con el servicio

Capas de un Sistema de Cómputo

Servicios que provee el Sistema Operativo • Administración – Estadísticas – Monitoreo del desempeño – Utilizadas para posibles mejoras

Sistema Operativo • Funciona de la misma manera que cualquier software – Es un programa que es ejecutado

• El S.O. cede el control del procesador para ejecutar otras aplicaciones.

Características de Hardware • Protección de memoria – No permitir que el area de memoria que contiene al programa monitor sea alterada

• Temporizador – Previene que una tarea se apodere por completo del sistema

Uniprogramación • El procresador debe esperar que la instrucción de E/S termine para poder continuar

Multiprogramación • Cuando una tarea requiere esperar E/S, el procesador puede cambiar hacia otra tarea

Multiprogramación

Multiprogramación vs. Tiempo Compartido Multiprogramación

Tiempo Compartido

Objetivo principal

Maximizar el uso del procesador

Minimizar el tiempo de respuesta

Fuente de comandos hacia el Sistema Operativo

Comandos en Lengiaje de Comandos alimentados Control de Tareas provistos a la terminal por la misma tarea

Características de Sistemas Operativos Modernos • Arquitectura MicroKernel – Asigna solo algunas funcione esenciales al kernel • Espacio de direccionamiento • Comunicación entre procesos (IPC) • Calendarización básica

Características de Sistemas Operativos Modernos • Multithreading – Proceso es dividido en threads que pueden ejecutarse simultáneamente • Thread – Unidad de trabajo – Ejecuta secuencialmente y es interrumpible • Un proceso es una colección de uno o más threads

Características de Sistemas Operativos Modernos • Multiprocesamiento simétrico – Existen múltiples procesadores – Estos procesadores comparten la misma memoria principal y dispositivos de E/S – Todos los procesadores pueden desempeñar las mismas funciones

Características de Sistemas Operativos Modernos • Sistemas Operativos Distribuidos – Proveen la ilusión de una sola memoria principal y un solo espacio de almacenamiento secundario. – Utilizados para el sistema de archivos distribuidos (DFS)

Características de Sistemas Operativos Modernos • Diseño orientado a objetos – Utilizados para agregar extensiones modulares a un núcleo pequeño – Permite a los programadores el personalizar un sistema operativo sin afectar la integridad del sistema

Windows 2000 • Explota el poder de los procesadores de 32 bits • Provee de un ambiente multitareas en modo monousuario • Computación Cliente/Servidor

Arquitectura Windows 2000 • Estructura modular por flexibilidad • Se ejecuta en una gran variedad de plataformas de hardware • Soporta aplicaciones para una gran variedad de sistemas operativos

Organización del S.O. • Arquitectura microkernel modificada – No es un Microkernel puro – Muchas funciones fuera del núcleo corren en modo kernel

• Cada módulo puede ser removido, actualizado o reemplazado sin la necesidad de reescribir el sistema.

Estructura por capas • Capa de Extracción de Hardware (HAL) – Aisla al S.O. de diferencias de hardware específicas a la plataforma.

• Microkernel

– Los componentes más utilizados y los más fundamentales del sistema operativo.

• Controladores de Dispositivos

– Traducen las llamadas a funciones de E/S en peticiones específicas a los dispositivos de E/S

Ejecutor W2K • • • • • • • •

Administrador de E/S Administrador de Objetos Monitor de Seguridad Administrador de procesos/threads Centro de Llamada a Procedimiento Local Administrador de Memoria Virtual Administrador de Caché Modulos de Graficos

Procesos de usuario • Procesos especiales de soporte al sistema – Ej: proceso de login y administrador de sesiones

• Procesos de servidor • Subsistemas de ambiente • Aplicaciones de usuario

Modelo Cliente/Servidor • Simplifica el ejecutor – Posible el contruir una variedad de API’s

• Mejora la confiabilidad – Cada servicio corre por un proceso por separado con su propia particion de memoria – El cliente no puede accesar directament el hardware

• Provee un medio uniforme para comunicacion de las aplicaciones via LPC • Provee de la base de computación distribuida

Threads y SMP • Diferentes rutinas pueden ejecutarse simultáneamente el diferentes procesadores • Threads multiples de ejecución de un solo proceso pueden ejecutarse en diferentes procesadores simultáneamente • Procesos del servidor pueden utilizar multiples threads • Se comparten datos y recursos entre procesos.

UNIX • El hardware esta cubierto por el S.O. • El sistema operativo es llamado kernel • Viene con un gran número de servicios de usuario e interfaces – shell – compilador C

UNIX

Sistemas UNIX Modernos • • • •

System V Release 4 (SVR4) Solaris 2.x 4.4BSD Linux