Sistemas Operativos_Conceptos Básicos

SENA – CEET, Distrito Capital
ADSI
Instructor: Ing. Espec. Javier V.aquiro
¿Que hace un Sistema Operativo?
El SO “viste” a la “máquina desnuda” *
* La “máquina desnuda” es el ordenador sin S.O
4º INFORMÁTICA
Definición de Sistema Operativo
Un SO es un programa que se instala en el ordenador, Se
inicia al encenderlo y se encarga de gestionar los
recursos del sistema (tanto hardware como software) y
de facilitar la comunicación del usuario con la máquina.
4º INFORMÁTICA
Funciones de un sistema Operativo
Gestiona los recursos
Presenta la interfaz de usuario
Administra los archivos
Administra las tareas
Funciones de los Sistemas
Operativos
Asignación de tiempo de CPU
Control de recursos
Control de entrada/salida
Control de los errores y
protección
Interfaz con el usuario
Tipos de Sistemas Operativos
Monotarea
Multitarea
Monousuario
Multiusuario
Monopuesto
Multipuesto
4º INFORMÁTICA
Según la cantidad de tareas que realiza
simultáneamente
Según la cantidad de usuarios que lo
pueden utilizar
Según la cantidad de equipos que
son capaces de controlar
TEMA 3. CONCEPTOS FUNDAMENTALES DEL NIVEL
DEL SISTEMA OPERATIVO
∗ Definición y objetivos del sistema operativo
∗ Estructura, componentes y servicios de un S.O
∗
∗
∗
∗
∗
Llamadas al sistema
Procesos
Ficheros
Intérprete de comandos
Distintas estructuras de S.O
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Definición y objetivos de un S.O
Un S.O es un Conjunto de programas que se encargan de:
1.
Ocultar toda la complejidad del hardware al programador
∗ Presenta un conjunto de funciones más fácil de programar que el
hardware.
∗ ej: LEER BLOQUE DE FICHERO
HD
SO
∗ Presenta al usuario una máquina virtual
2. Administrar los recursos de la máquina
Aplicación
∗ Asigna los recursos (procesadores, memorias,
∗ dispositivos de entrada/salida) de forma ordenada
∗ Lleva la cuenta de quién emplea los recursos, contabiliza su
utilización y decide la concesión a diferentes programas o usuarios
en caso de conflicto
8
Estructura, componentes y servicios
de un sistema operativo
∗ Dividido en módulos, cada uno con una función y una
interfaz concreta
∗ Los programas de usuario se comunican con el S.O y
requieren sus servicios mediante llamadas al sistema
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Llamadas al sistema
∗ A cada llamada al sistema le corresponde un
procedimiento que el programa de usuario puede
llamar
∗ El procedimiento se encarga de iniciar la llamada al
sistema (mediante un TRAP)
∗ Son distintas en cada sistema
∗ ej: count = read (file, buffer, nbytes);
10
Procesos
∗ Un Proceso es un Programa en Ejecución, el cual comprende
∗ las siguientes operaciones:
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
Código ejecutable del programa
Datos
Pila del programa
Contador de programa
Puntero a la pila y otros registros
Toda la información necesaria para ejecutar el programa
Tabla de procesos
Estructura en árbol de los procesos
Señales
uid
A
B
D
11
E
C
F
Archivos
∗ Para almacenar información
∗ Se agrupan en directorios
∗ Sistema de ficheros: Estructura jerarquizada
/
usr
Pepe
soft
Martín
editor
∗ Ruta absoluta y ruta relativa
∗ Mecanismo de protección
12
vi
comp
cc
Archivos
∗ Ficheros especiales
∗ De bloques: para representar dispositivos de bloques
∗ De caracteres: para representar dispositivos de
caracteres
∗ Descriptores de ficheros
∗ 0: entrada estándar
∗ 1: salida estándar
∗ 2: salida estándartubo
de errores
A
∗ Tubos (pipes)
B
13
Intérprete de comandos
∗ No es parte del S.O
∗ Constituye la interfaz entre el S.O y el usuario
∗ Un shell se arranca por cada usuario que entra en el
sistema
∗ Por cada orden, el shell crea un proceso hijo
∗ Redirección de E/S y pipes:
∗ date > fichero
∗ sort < f1 > f2
∗ cat f1 f2 f3 | sort > f4
∗ Procesos en backgroung : &
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Componentes del Sistema Operativo
∗ Administrador de procesos
∗ Crear y eliminar procesos
∗ Suspender y reanudar la ejecución de los procesos
∗ Proporcionar mecanismos:
∗ de sincronización
∗ para la comunicación
∗ para el manejo de bloqueos
∗ Administrador de la memoria principal
∗ Controlar las zonas de memoria utilizadas y quién las utiliza
∗ Decidir qué procesos se cargarán en memoria si queda espacio
disponible
∗ Asignar y recuperar espacio
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Componentes del Sistema Operativo
∗ Administrador del sistema de E/S
∗ Manejadores para dispositivos hardware específico
∗ Presentar una interfaz general con los manejadores
∗ Administrador de archivos
∗
∗
∗
∗
Gestión del espacio en disco
Gestión de ficheros (crear y borrar)
Gestión de directorios
Correspondencia entre archivos y almacenamiento
secundario
16
∗ Gestión de copias de seguridad
Componentes del Sistema Operativo
∗ Sistema de protección
∗ Controlar el acceso a los recursos
∗ Sistema de comunicación
∗ Gestionar los accesos a la red
∗ Conexión a través de la red de los distintos
procesadores
∗ Acceso a los recursos compartidos
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Servicios del Sistema Operativo
∗ Los servicios son los suministrados por los
componentes anteriores
18
Distintas Estructuras de Sistemas
Operativos
∗
∗
∗
∗
Sistemas monolíticos
Sistemas en niveles
Máquinas virtuales
Modelo cliente-servidor
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Sistemas Monolíticos
∗ (1)
∗ No hay una estructura bien
definida
∗ Conjunto de procedimientos
∗ Modo de funcionamiento
∗
∗
Se dejan los parámetros de la llamada en
lugares previamente definidos
(ej:registros,pila)
Se ejecuta la inst. TRAP (llamada al núcleo o
llamada al supervisor)
∗
∗
Cambia la máquina de modo usuario a modo
privilegiado
Transfiere el control al S.O
∗ (2)
∗
Programa
usuario
Llamada al núcleo
∗ (3)
∗
4
1
2
3
El S.O. determina el nº del servicio
requerido, examinando los parámetros
El S.O. lee de la posición k un puntero al
procedimiento que implementa la llamada y
lo llama
∗ (4)
Procedimiento
de servicio
∗
Devuelve el control al programa de usuario
Tabla de distribución
20
Sistemas monolíticos
∗ Arquitectura básica
Procedimiento principal
Procedimientos
de servicio
Procedimientos
auxiliares
∗ Ej: MS-DOS
21
Sistemas en Niveles
∗ Jerarquía de niveles
∗ S.O. The (Dijkstra 1968)
5
El operador
4
Programas de usuario
3
Gestión de Entrada/Salida
2
Comunicación operador-procesos
1
Gestión de la memoria principal y secundaria
0
asignación del procesador y multiprogramación
22
Máquinas virtuales
CMS
CMS
∗ Se separan:
CMS
VM/370
∗ Multiprogramación
∗ Máquina virtual
hardware del 370
∗ VM (Virtual Machine)
∗ Multiprogramación
∗ Se ejecuta directamente sobre el hardware
∗ Ofrece varias máquinas virtuales
∗ CMS (conversational Monitor System)
∗ Cada máquina virtual puede tener cualquier S.O
∗ Tiene instrucciones normales para operaciones de E/S
∗ No es sencillo de simular
23
Llamadas
al sistema
Instrucciones
de E/S
Modelo Cliente-Servidor
∗ Núcleo mínimo:
∗ Gestión de las comunicaciones entre clientes y
Cliente Servidor Servidor
....
Servidor
servidores
Núcleo
∗ Acceso directo al hardware
Cliente
∗ Servidor:
Cliente
∗
∗
Servidor
Servidor
Cliente
Núcleo que espera
Núcleo peticiones
Núcleo
Núcleo
Proceso
de los clientes
Red de
Es sencilla la adaptación a sistemas distribuidos Comunicaciones
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Funcionamiento del modelo C/S
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
El proceso servidor comienza
Se va a dormir en espera de una petición
El proceso cliente comienza
El cliente envía una petición
El servidor procesa la petición
El servidor se va de nuevo a dormir
Ej de servicios que proporcionan los servidores:
∗
∗
∗
∗
∗
Hora del día
Imprimir un fichero
Leer o escribir en su sistema de ficheros
Ejecutar una orden para el cliente en el sistema del servidor
Dibujar algo en la pantalla servida por el servidor
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Tipos de servidores
∗ Iterativos
∗ El servidor maneja la petición
∗ La petición del cliente puede ser atendida por el servidor en
un tiempo conocido y corto
∗ Ej: Servidor de la hora
∗ Concurrentes
∗ El servidor invoca a otro proceso que da el servicio mientras el
servidor duerme esperando otro cliente
∗ Arranca un nuevo proceso por cada cliente que llega
∗ No se sabe el tiempo que llevará servir la petición, ya que la
cantidad de tiempo requerido, depende de la petición.
26
Tipos de Sistemas Operativos
∗ Sistema operativos por servicios
Principales Sistemas Operativos
para PC
PC´´s
Windows 3.1
Windows 95
Windows
Windows 98
Ubuntu 11
Mac OS 7
Macintosh
Mac OS 8
Windows XP
Mac OS 9
Windows vista
Mac OS X
Linux
Guadalinux
Molinex
Windows 7
Compañía Microsoft
Ordenadores Compañía
Apple
Distribución libre
Licencia GNU
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4º INFORMÁTICA
IES Diego Tortosa
Control de la entrada/salida
Interfaz de usuario
∗ Interfaz de comandos
∗ Interfaz gráfica
MS DOS
Procesador de comandos
Interfaz de usuario
Gestionar el sistema de interrupciones
Tratar los errores
Ejecutar los comandos internos del MS DOS
Windows
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
∗
Windows 3.1
Windows 3.11
Windows 95 y 98
Windows Millenium
Windows 2000 y XP
Windows Server
Windows Vista
Windows 7
UNIX
∗
∗
∗
∗
Laboratorios Bell de A&T
S. O. de propósito general
Multiusuario e Interactivo
Soporta multiprogramación y
multiacceso
LINUX
∗ Desarrollado por Linus Torvald
∗ Funciona sobre plataformas Intel o Motorola
∗ Se estructura en:
∗ Núcleo o Kernel: Interactúa directamente con el
hardware y reside permanentemente en memoria.
∗ Shell: Intérprete de comandos. Interfaz entre
núcleo y usuario.
∗ Utilidades o programas de usuario.
Diferencias entre Windows y
Linux
Linux es gratuito
No le afecta los Virus
El operador de Linux es firefox. El de
Windows es Explorer
Los programas office en Linux tiene
otro nombre (Open Office)
Linux es mas rápido que Windows
El PC se paga de distinta forma
Interfax gráfica
LINUX
Interfaz gráfica
S.O. en Dispositivos Móviles
∗
∗
∗
∗
Kernel
Middleware
Entorno de ejecución de aplicación
Interfaz de usuario
S.O. en Dispositivos Móviles
∗
∗
∗
∗
∗
∗
Symbian
Windows Mobile
Android
IPhone OS
BlackBerry OS
Palm OS