sistemas operativos - Departamento de Arquitectura y Tecnología

Fundamentos de Informática
E.U.P. Universidad de Sevilla
Capítulo 2:
Sistemas operativos
Índice

ORGANIZACIÓN INTERNA DE UN
COMPUTADOR



Estructura interna del procesador (CPU)
Instrucciones del procesador.
Encadenamiento de instrucciones
Predicción de saltos




La memoria



Jerarquía de memoria
Tecnologías de memoria
Los periféricos



SISTEMAS OPERATIVOS
Arquitecturas: Von Neumann y Harvard
La CPU



Tipos y tecnologías
Gestión de la E/S por parte de la CPU
Entrada/Salida

Buses



Clasificación
Ejemplos
Gestión de la entrada/salida



Definición y funciones
El planificador de tareas
La gestión de E/S
Seguridad y privilegios
REDES DE COMPUTADORES




Componentes
Tipologías
Software de red
Internet


Protocolos
Servicios
SISTEMAS OPERATIVOS

Programa que administra los recursos del
ordenador (memoria, disco, red, etc.) a las
diferentes aplicaciones que se ejecutan.


En un sistema empotrado puede no existir.
Aísla las particularidades de cada ordenador

Un mismo programa puede funcionar en ordenadores
diferentes.

printf en un PC con Windows hace cosas muy diferentes que
printf en un pequeño microcontrolador con pantalla LCD
integrada.
SISTEMAS OPERATIVOS:
Componentes

Planificador de tareas



Decide qué proceso va a usar la CPU durante los próximos instantes.
Responsable de la multitarea.
Proceso = cada uno de los programas que se están ejecutando en un
momento dado en el ordenador.


Gestor de memoria



Asigna a cada proceso una porción de la memoria disponible.
Cuida de que un proceso no invada el espacio de memoria de otro.
Gestor de E/S



En Windows, pulsar Ctrl-Alt-Supr y elegir la pestaña “Procesos”.
Intermediario entre los procesos y los periféricos
Un periférico es controlado por un controlador de dispositivo
Sistema de ficheros


Permite que existan los ficheros y directorios
El usuario no tiene por qué preocuparse de la tecnología que usa el
sistema de almacenamiento que está usándose.

SD, disco duro, pendrive, DVD, carpeta compartida en red
SISTEMAS OPERATIVOS:
Planificador de tareas

Planificador de tareas


Dicta qué proceso debe usar la CPU en cada momento. Crea la ilusión de que cada
proceso se ejecuta a la vez que los demás (multitarea)
Según sea el planificador, dos tipos de multitarea:



Cooperativa: un proceso usa la CPU hasta que él mismo decide (con una instrucción) que le
pasa el turno a otro.
Apropiativa: el planificador de tareas cede la CPU a un proceso, pero sólo durante un tiempo
máximo. Si se agota, le pasa el control a otro proceso.
Sistemas operativos de Tiempo Real: planificador especial.


Habituales en sistemas empotrados
Pocas tareas, pero deben tratarse de forma diferente

Tarea recolectora de datos



Tarea de presentación de resultados



Se ejecuta de forma periódica, o cada vez que hay datos nuevos. En el primer caso, se admite una cierta
desviación de la periodicidad. Tiene prioridad sobre la siguiente.
Ej: en una central eléctrica, la tarea que mide periódicamente la producción de KWh
Es la tarea con menos prioridad. Sólo se ejecuta cuando no hay ninguna otra tarea más prioritaria
pendiente.
Ej: la tarea que presenta al operario en pantalla la información de la producción de la central.
Alarmas


Es la tarea más prioritaria. Debe ejecutarse tan pronto se reciba un aviso importante para el sistema
Ej: la tarea que se ejecuta en respuesta a una subida brusca de la intensidad generada (cortocircuito): el
sistema debe actuar lo más rapidamente posible cortando la línea afectada para evitar accidentes.
SISTEMAS OPERATIVOS:
Gestión de E/S


Aisla las peculiaridades del hardware de los periféricos a los programas.
Uniforme: tareas similares se realizan de la misma forma, aunque el dispositivo
sea diferente.




Escribir en la pantalla: fprintf (stdout, “Hola, mundo”);
Escribir en un fichero: fprintf (fd, “Hola, mundo”);
Escribir en la impresora: fprintf (stdprn, “Hola, mundo”);
Enviar un mensaje por la red: fprintf (sk, “Hola, mundo”);
fprintf ( XXX , “Hola, mundo!”);
NO
NO
¿Es la
impresora?
¿Es la pantalla?
NO
¿Es la red?
¿Es el disco
duro?
NO
SI
SI
SI
SI
¡ERROR! No
puedo escribir.
Hola, mundo!
Hola, mundo!
Hola, mundo!
Hola, mundo!
SISTEMAS OPERATIVOS:
Seguridad

Usuarios

Persona a la que se le permite el acceso a un sistema



El administrador le da un nombre de usuario y una contraseña de
acceso.
Todo proceso pertenece a un usuario
Un usuario tiene ciertos privilegios

Le permiten o le prohíben hacer ciertas cosas



Administrador: tiene todos los privilegios
Invitado: puede guardar documentos en su espacio y ejecutar
programas ya instalados, pero no puede instalar otros.
Si un usuario no puede borrar un fichero, cualquier
programa que él ejecute, no podrá borrar ese fichero.

Los virus y demás programas maliciosos basan su éxito en que, por
defecto, los usuarios tienen todos los privilegios en un sistema.
Direcciones de internet
Necesitamos identificar destinatario y emisor de la información.
Direcciones IP: Numero binario de 32 bits. Se representa
dividiéndolo en 4 grupos de 8 bits, pasados a decimal, y separados
por puntos. Ej: 192.168.1.32
Privadas:
asignadas por la empresa o gestor de red. Pertenecen a uno
de estos rangos:



192.168.0.0 – 192.168.255.255 : 65536 direcciones diferentes
10.0.0.0 – 10.255.255.255 : 16777216 direcciones diferentes
172.16.0.0 – 172.31.255.255 : 1048576 direcciones diferentes
Públicas:



asignadas por la IANA
Necesaria para poder usar Internet
Se asignan de forma dinámica a los usuarios domésticos
Una IP pública puede ser compartida por varios ordenadores
DNS

Direcciones del sistema de dominios (DNS).

Funciona como un listín telefónico


Jerarquiza los ordenadores y servicios existentes en la red.

+34 95
Asocia direcciones IP con nombres más sencillos de recordar.
455
Un servidor pertenece a un departamento, que a su vez pertenece a una
corporación, que a su vez está en un país.
6449
www
atc
us
es
España
Departamento de ATC
Universidad de Sevilla
Universidad de Sevilla
Sevilla
Departamento de ATC
España
Servidor web
Las asigna un organismo internacional: InterNIC. Hay organismos nacionales
que se encargan de lo mismo para dominios primarios locales. Ej: En
España ESNIC, gestiona dominios acabados en .es

Dominios internacionales: .COM, .ORG, .NET
Otros protocolos y servicios
usados en Internet

DHCP

Protocolo que permite que un proveedor de servicios de Internet asigne una
dirección IP dinámica a un ordenador.



BOOTP / RARP


Protocolos que permiten que un sistema empotrado (microcontrolador) pueda
usar la red desde el mismo momento en que comienza a funcionar.
HTTP


El protocolo por el que se transmiten páginas web a un navegador
FTP / TFTP

Servicios y protocolos de transferencia de ficheros. TFTP es usado junto con
BOOTP en el arranque remoto de sistemas empotrados.


Los proveedores de Internet envían por DHCP la dirección IP pública al router o al
PC del usuario.
Si se usa un router, éste envía a su vez por DHCP direcciones IP privadas a todos
los PC’s de la red interna (intranet).
ONO lo usa para enviar los parámetros de velocidad al cablemódem.
SSH

Servicio que permite usar de forma remota un sistema usando comunicaciones
encriptadas para mayor seguridad. Usa comandos de texto.

P. ej: consolas de monitorización de sistemas remotos.