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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL SECRETARÍA ACADÉMICA

DIRECCIÓN DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERÍA Y CIENCIAS FÍSICO MATEMÁTICAS

PROGRAMA SINTÉTICO

CARRERA: Ingeniería en Computación.

ASIGNATURA: Sistemas Operativos SEMESTRE: Sexto

OBJETIVO GENERAL: El alumno utilizará un sistema operativo, su evolución y funciones de acuerdo a la participación de cada uno de los gestores que en él interactúan para su administración. CONTENIDO SINTÉTICO: I. Introducción. II. Administración de la Memoria. III. Administración del Procesador. IV. Dispositivos de Entrada/Salida. V. Sistema de Archivos. METODOLOGÍA: Consultas bibliográficas, exposiciones y/o intervenciones orales por parte del alumno con la guia del profesor, sobre el análisis, programación y uso de un sistema operativo en particular. Integración de equipos de trabajo para la investigación documental de temas y problemas típicos de la evolución de un sistema operativo. Uso de material didáctico y presentaciones en Power Point para un mejor y mayor avance en las unidades propuestas. EVALUACIÓN Y ACREDITACIÓN: La evaluación se hará de manera diagnóstica de seguimiento y sumativa, donde se evaluarán el aprovechamiento de las unidades, mediante tres exámenes departamentales con un valor del 60% de la calificación teórica. El 10% será evaluado de la participación de los alumnos tomando en cuenta los siguientes aspectos: búsqueda bibliográfica en revistas científicas, libros e Internet, etc., participación en clase, tareas extraclase. El 30% restante será evaluado de los reportes y prácticas de laboratorio. BIBLIOGRAFÍA: 1. Flynn, Ida M., McHoes, Ann M. Sistemas Operativos. International Thomson Editores, Tercera Edición, España 2003. 5-70, 75-110, 200-300. 2. Milenkovic, M. Sistemas Operativos Conceptos y Diseño. Mc-Graw Hill, España, 1987. 2-107, 120-215, 340-585. 4. Tanembaun, Andrew S. Sistemas Operativos: Diseño e implementación. Prentice Hall Hispanoamérica, México, 1998. 3-364.



ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica CARRERA: Ingeniería en Computación. OPCIÓN: COORDINACIÓN: Academia de Computación DEPARTAMENTO: Ingeniería en Computación

ASIGNATURA: Sistemas Operativos SEMESTRE: Sexto CLAVE: CLA033 CRÉDITOS: 9.0 VIGENTE: Agosto 2005 TIPO DE ASIGNATURA: Teórico-Práctica MODALIDAD: Escolarizada.

TIEMPOS ASIGNADOS

HORAS/SEMANA/TEORÍA: 3.0 HORAS/SEMANA/PRÁCTICA: 3.0 HORAS/SEMESTRE/TEORÍA: 54.0 HORAS/SEMESTRE/PRÁCTICA: 54.0 HORAS/TOTALES: 108.0 PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: Academia de Computación de la ESIME Culhuacan REVISADO POR: Subdirección Académica de ESIME Culhuacan APROBADO POR: Consejo Técnico Consultivo Escolar de ESIME Culhuacan. Ing. Ernesto Mercado Escutia

AUTORIZADO POR: Comisión de Planes y Programas del Consejo General Consultivo del IPN.



ASIGNATURA: Sistemas Operativos CLAVE: CLA033 HOJA: 2 DE 10

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

La administración de los recursos de hardware que una computadora usa, se lleva a cabo mediante rutinas o pequeños programas, que integrados conforman el concepto de un sistema operativo. En un principio los equipos de cómputo eran usados por personal altamente capacitado para optimizar el uso de los recursos del equipo de cómputo, estas actividades fueron mecanizándose y relevándose al propio equipo, permitiendo que el nuevo usuario se abstrajera del manejo técnico de esos recursos, para concentrarse en el uso de la capacidad de cómputo que le permita elaborar soluciones a problemas. La asignatura de Sistemas Operativos da al estudiante de Ingeniería en Computación los conocimientos sobre la organización lógica de un sistema operativo, así como, la forma en que se administran los recursos de cómputo en general, desde la unidad de procesamiento central, la memoria principal, los dispositivos de entrada / salida, hasta la forma en que se comunican los procesos que se ejecutan simultáneamente en un procesador, permitiéndole en su campo de acción hacer más eficiente los recursos de cómputo. La asignatura de Sistemas Operativos tiene como antecedentes las asignaturas de Fundamentos de Programación, Programación Orientada a Objetos, Estructura de Datos, Teoría de Autómatas, Análisis de Algoritmos y Organización de Computadoras. La asignatura colateral es Arquitectura de Computadoras y las asignaturas subsecuentes son Bases de Datos, Sistemas Distribuidos y Redes de Computadoras.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA

El alumno utilizará un sistema operativo, su evolución y funciones de acuerdo a la participación de cada uno de los gestores que en él interactúan para su administración.




No. UNIDAD I NOMBRE: Introducción

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá los conceptos de Sistemas Operativos, su evolución a través de la historia de la computación y sus funciones principales, que a través de la historia también han evolucionado. Diferenciará los tipos de sistemas operativos y su relación con las generaciones de computadoras.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC

CLAVE BIBLIOGRÁFICA

1.1 1.1.1 1.2 1.3 1.4

Funciones de un sistema operativo Administradores de un sistema operativo. Evolución de los sistemas operativos. Tipos de sistemas operativos. Estructuras de los sistemas operativos.

Subtotal

1.5

1.5

1.5

4.5

3.0

3.0

1B,2B,3B,4C,5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposición oral por parte del profesor. Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis en clase de un sistema operativo concurrente, (tipo UNIX), para tomarse como caso de estudio durante el semestre, considerando una comparación con el sistema operativo actual más común (WINDOWS 98/2000/NT) y justificar el uso de estos sistemas operativos definiendo sus ventajas y alternativas.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnóstica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el examen departamental de las unidades I y II, y finalmente las prácticas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




No. UNIDAD II NOMBRE: Administración de la Memoria

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

El alumno explicará las funciones de un administrador de memoria, así como los mecanismos para protección de áreas de memoria. Aplicará las técnicas de partición y asignación de memoria a un proceso.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4 2.2.5 2.2.6 2.2.7 2.3 2.3.1 2.3.2

Jerarquía de memoria. Memoria secundaria. Memoria principal. Memoria cache. Asignación de memoria. Contigua simple. Particionada. Algoritmos de asignación de procesos. Paginación simple. Segmentación simple. Paginación por demanda. Segmentación por demanda. Servicios de gestión de memoria Servicios POSIX Servicios WIN32

Subtotal

1.5

3.0

3.0

7.5

6.0

12.0

18.0

4.5

4.5

1B,2B,3B,4C,5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno. Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis del sistema operativo en estudio en comparación con el sistema operativo actual más utilizado.

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnostica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el examen departamental de las unidades I y II, y finalmente las prácticas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




No. UNIDAD III NOMBRE: Administración del Procesador

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá las actividades y funciones que realiza un procesador en un sistema de cómputo. Aplicará las diferentes técnicas de asignación y procesador, así como herramientas gráficas para describir actividades concurrentes.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.1.6 3.1.7 3.2 3.2.1 3.2.2 3.3 3.3.1 3.3.2

Introducción a los procesos. Diferencia entre proceso y programa. Modelo de un proceso Estados de un proceso. Bloque de control de procesos. Niveles de planificación. Políticas de planificación. Información de un proceso: estado del procesador, imagen de memoria del proceso, tabla del sistema operativo. Despacho de procesos. Algoritmos de planificación de procesos. Prioridades. Concurrencia. Multitareas. Multiprocesos.

Subtotal

1.5

3.0

1.5

6.0

6.0

6.0

4.5

4.5

1B,2B,3B,4C,5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis del sistema operativo en estudio en comparación con el sistema operativo actual más utilizado. Elaboración de programas en el sistema operativo en estudio y manejo del “Shell”. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnostica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el examen departamental de la unidad III, y finalmente las prácticas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




No. UNIDAD III NOMBRE: Administración del Procesador (Continuación)

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD El alumno describirá las actividades y funciones que realiza un procesador en un sistema de cómputo. Aplicará las diferentes técnicas de asignación y procesador, así como herramientas gráficas para describir actividades concurrentes.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


3.4 3.4.1 3.4.2 3.4.3 3.4.4 3.4.5 3.4.6 3.4.6.1 3.4.6.2 3.4.7 3.4.8 3.5 3.5.1 3.5.2 3.6 3.6.1

Comunicación entre procesos. Subprocesos Modelo de subprocesos. Secciones criticas. Exclusión mutua con espera ocupada. Bloqueo y desbloqueo (Sleep y Wakeup) Semáforos. Binarios De Conteo Monitores. Transmisión de mensajes. Problemas de comunicación entre procesos. Los cinco filósofos comensales. Lectores y escritores. Servicios POSIX para la gestión de procesos. Servicos WIN32 para la gestión de procesos.

Subtotal

3 .0

3.0

3.0

9.0

6.0

6.0

6.0

6.0

1B,2B,3B,4C,5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno. Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis del sistema operativo en estudio en comparación con el sistema operativo actual más utilizado. Elaboración de programas en el sistema operativo en estudio y manejo del “Shell”. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnostica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el Examen departamental, y finalmente las practicas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




No. UNIDAD IV NOMBRE: Dispositivos de Entrada / Salida


El alumno describirá las técnicas usadas para el manejo de dispositivos de entrada / salida considerando la diferencia de velocidades entres el CPU y los canales de Entrada / Salida e interfases y espacios de memoria temporal (buffers).

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.1.6 4.1.7 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4 4.3.5 4.4

Dispositivos E/S. Interrupción del CPU Definición y manejo de interrupciones. E/S programada E/S controlada por interrupciones. Clasificación. Manejador de interrupciones. Vector de interrupciones. Canales de entrada / salida. Tipos de canales. Interfaces. Controladores. Memorias transitorias (Buffers). Tipos de memoria transitorias. Manejo de memorias transitorias. Implementación Terminales de red Interfaces graficas de usuario. Servicios de E/S: genéricos, para POSIX y WIN32

Subtotal

4.5

4.5

4.5

13.5

6.0

6.0

12.0

6.0

6.0

1B,2B,3B

ESTRATEGIA DIDÁCTICA Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno. Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis y programación de la implementación de los conceptos de manejo de entrada / salida en el sistema operativo en estudio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnostica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el examen departamental de las unidades IV y V, y finalmente las practicas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




No. UNIDAD V NOMBRE: Sistema de Archivos


El alumno aplicará un sistema de archivo en un sistema operativo y las técnicas utilizadas para implementar su organización.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

T P EC


5.1 5.1.1 5.1.2 5.2 5.2.1 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4

Manejo de archivos y directorios. Aspectos básicos de los archivos. Directorios. Sistemas de archivos. Manejo del espacio en disco. Almacenamiento de archivos. Estructura de directorios. Archivos compartidos. Rendimiento del sistema de archivos. Seguridad. Fallas de seguridad. Principios de diseño para seguridad. Virus. Mecanismo de protección. Ejemplos de sistemas de archivos CP/M Ms-DOS Win 98 Unix V7

Subtotal

3.0

3.0

4.5

3.0

13.5

12.0

12.0

8.0

8.0

1B,2B,3B,4C,5C

ESTRATEGIA DIDÁCTICA

Exposiciones y/o intervenciones orales por parte del profesor y del alumno. Investigación de temas por parte del alumno. Discusión en clase de temas investigados y de acuerdo al constructivismo de la enseñanza crear un concepto común con la participación del profesor y del alumno. Análisis y programación del sistema operativo en estudio. PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN La evaluación se hará de manera diagnostica, formativa, de seguimiento y sumativa, considerando los siguientes aspectos: El 10% se evaluará de la participación y actividades en clase, tareas extraclase y pruebas objetivas, el 60% restante lo tendrá el examen departamental, y finalmente las practicas de laboratorio tendrán un 30% de peso de la calificación final.




RELACIÓN DE PRÁCTICAS

PRACT.

No.

NOMBRE DE LA PRÁCTICA

UNIDAD

DURACIÓN

LUGAR DE REALIZACIÓN

1 2 3 4 5 6 7

Programación de algoritmos de asignación de procesos. Programación de scripts. Llamadas al sistema para la gestión de procesos. Llamadas al sistema para la gestión de archivos. Manejo de interrupciones. Diseño de un sistema multiprogramado. Diseño de archivos con bandas.

II II

III

III

IV

IV

V

Total

6.0

12.0

6.0

6.0

6.0

6.0

12.0

54.0

Todas las prácticas se llevaran a cabo en el

laboratorio de computación.




PERÍODO

UNIDAD

PROCEDIMIENTO DE EVALUACIÓN

1 2 3

I , II

III

IV , V

La evaluación teórica se compone del 60% del valor del examen de teoría, más el 10% de las tareas, participaciones y trabajos extraclase realizados en cada unidad. A lo anterior se suma el 30% de la Evaluación Práctica, obtenida en el laboratorio a través de la construcción de prototipos, elaboración de prácticas y simulaciones. La evaluación teórica se compone del 60% del valor del examen de teoría, más el 10% de las tareas, participaciones y trabajos extraclase realizados en cada unidad. A lo anterior se suma el 30% de la Evaluación Práctica, obtenida en el laboratorio a través de la construcción de prototipos, elaboración de prácticas y simulaciones. La evaluación teórica se compone del 60% del valor del examen de teoría, más el 10% de las tareas, participaciones y trabajos extraclase realizados en cada unidad. A lo anterior se suma el 30% de la Evaluación Práctica, obtenida en el laboratorio a través de la construcción de prototipos, elaboración de prácticas y simulaciones.

CLAVE B C BIBLIOGRAFÍA 1 2 3 4 5

X

X

X

X

X

Flynn, Ida M., McHoes, Ann M. Sistemas Operativos International Thomson Editores, Tercera Edición, 2003. 5-70, 75-110, 200-300 Tanembaun, Andrew S. Sistemas Operativos: Diseño e implementación. Prentice Hall Hispanoamérica, México, 1998. 3-364 Milenkovic, M. Sistemas Operativos Conceptos y diseño Mc-Graw Hill, España, 1987. 2-107, 120-215, 340-585. Calingaert, P. Operating Systems Elements Prentice Hall, New Jersey. 1982. 6-45, 66-100, 202-306. Silberschatz, Galván, Gagne Sistemas Operativos Limusa Wiley, Sexta Edición, España, 2004 4-65, 73-219, 300-405, 410-510.



PERFIL DOCENTE POR ASIGNATURA

1. DATOS GENERALES

ESCUELA: Escuela Superior de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

CARRERA: Ingeniería en Computación SEMESTRE Sexto

ÁREA: BÁSICAS C. INGENIERÍA D. INGENIERÍA C. SOC. y HUM.

ACADEMIA: Computación ASIGNATURA: Sistemas Operativos

ESPECIALIDAD Y NIVEL ACADÉMICO REQUERIDO: Ingeniería o Maestría

2. OBJETIVOS DE LA ASIGNATURA: El alumno utilizará un sistema operativo, su evolución y funciones de acuerdo a la participación de cada uno de los gestores que en él interactúan para su administración.

3. PERFIL DOCENTE:

CONOCIMIENTOS EXPERIENCIA PROFESIONAL

HABILIDADES ACTITUDES

Experiencia en la administración de sistemas de cómputo bajo diferentes sistemas operativos.

Haber impartido clases. Formación pedagógica. Administración de redes. Conocimientos de programación.

Dominio de la asignatura. Manejo de grupos. Comunicación (transmisión del conocimiento). Capacidades de análisis y síntesis. Motivación al alumno. Manejo de materiales didácticos. Creatividad.

Tener vocación por la docencia. Honestidad. Ejercicio de la critica fundamentada. Respeto (buena relación maestro-alumno). Tolerancia. Ética. Responsabilidad científica. Espíritu de colaboración. Superación docente y profesional.

ELABORÓ REVISÓ AUTORIZÓ

__________________________ __________________________ ________________________ Ing. Jorge Fernando Veloz O. M. en C. Alberto Paz Gutiérrez Ing. Ernesto Mercado Escutia Presidente de la Academia Subdirector Académico Director de Computación. FECHA: Agosto 2005

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