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Introduccion

Sistemas Operativos

Pedro Chavez Lugomailto:[email protected]

23 de marzo de 2010

Pedro Chavez Lugo Sistemas Operativos

Introduccion

1 Introduccion


Introduccion

Que es un Sistema Operativo?

Un sistema operativo es un programa que tiene la finalidad de sim-plificar el manejo y la utilizacion de la computadora.[Practicas de Sistemas Operativos, Jesus Carretero Perez ]

Un sistema operativo es un programa que administra el hardware deuna computadora. Este tambien ofrece una base para los programasde aplicacion y actua como un intermediario entre el usuario y elhardware de la computadora.[Operating System Concepts, Silberschatz ]


Introduccion

Parte fundamental del sistema operativo

El sistema operativo tiene asociado un componente principal llamadokernel, el cual tiene la finalidad de administrar el hardware y softwarede una computadora.


Introduccion

User level programs

Virtual Filesystemmanagement

Memorymanagement

Processmanagement

Abstract networkservices (sockets)

Floppy diskdrivers

TCP/IP protocoldrivers

driversEthernet card

IDE harddisk Floppy disk Ethernet card

System call interfacekernel

Various filesystemdrivers

driversIDE harddisk

Normal programs

Hardware


Introduccion

Tipos de kernel

Monolıtico

microkernel

Hibrido

Nanokernel

Exokernel

Etc.


Introduccion

Kernel Monolıtico

En un kernel monolıtico todos los servicios del sistema operativo seejecutan en un solo hilo, de tal manera que residen en una mismaarea de memoria.


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems

Interprocess Comunications

I/O and Device Management

Fundamental Process Management

Hardware

Kernel


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel

Ventajas y desventajas

Ventajas:


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel


Ventajas:

Rapidez


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel


Ventajas:

Rapidez

Disenosencillo(pequeno)


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel


Ventajas:

Rapidez


Desventajas:


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel


Ventajas:

Rapidez


Desventajas:

Un bug (fallo) en undriver puede colapsaral SO


Introduccion

Kernel Monolıtico

UserSpace

Applications

Libraries

File Systems




Hardware

Kernel


Ventajas:

Rapidez


Desventajas:

Un bug (fallo) en undriver puede colapsaral SO

Complejomantenimiento(grande)


Introduccion

Monolıtico

Algunos sistemas operativos que emplean al kernel monolıtico:


Introduccion

Monolıtico


La gran mayorıa de las distribuciones de LinuxGentoo, Debian, Ubuntu, Fedora, Red Hat, etc.


Introduccion

Monolıtico


La gran mayorıa de las distribuciones de LinuxGentoo, Debian, Ubuntu, Fedora, Red Hat, etc.

Unix.


Introduccion

microkernel

El microkernel consiste de un conjunto reducido de primitivas o lla-madas al sistema (system calls) para implementar los servicios mıni-mos del SO, tales como:


Introduccion

microkernel


Administracion de memoria


Introduccion

microkernel



Multitarea


Introduccion

microkernel



Multitarea

Comunicacion entre procesos

Los servicios para red, file systems, etc., son implementados en elespacio de usuario denominados servidores.


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Ventajas:


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Ventajas:

Facil mante-nimiento


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Ventajas:


Continuidadoperacionalante ciertasfallas


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Ventajas:



Desventajas:


Introduccion

microkernel

UserSpace

Applications

Libraries

Hardware

Kernel microkernel

File

Sys

tem

s

Pro

cess

Ser

ver

Pag

er

Dri

ves


Ventajas:



Desventajas:

Lentos


Introduccion

microkernel

Algunos sistemas operativos que emplean al kernel microkernel:


Introduccion

microkernel


Distribuciones de linux con kernel GNU MachHurd.


Introduccion

microkernel


Distribuciones de linux con kernel GNU MachHurd.

Distribuciones del microkernel L4TUDOS (Dresden University of Technology - OperatingSystem)http://demo.tudos.org/


Introduccion

Kernel hıbrido

Los kernel hıbridos son una combinacion entre el kernel monolıtico yel microkernel. Lo cual implica que en un kernel hıbrido se integranlos los servicios del sistema de archivos, stack de red y los drivers dedispositivos se implementan en el espacio de usuario.


Introduccion

Servicios del SO

Un sistema operativo ofrece un ambiente de ejecucion de programas me-diante un conjunto de servicios. Los servicios que ofertan los sistemasoperativos varıan de sistema en sistema, pero podemos identificar ciertasclases comunes:


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Servicios del SO

Un sistema operativo ofrece un ambiente de ejecucion de programas me-diante un conjunto de servicios. Los servicios que ofertan los sistemasoperativos varıan de sistema en sistema, pero podemos identificar ciertasclases comunes:

Interfase de usuario

Ejecucion de programas

Operaciones de Entrada/Salida

Manipulacion de sistemas de archivos

Comunicaciones

Deteccion de errores

Asignacion de recursos

Cuentas de usuario

Proteccion y seguridad


Introduccion


Todos los sistemas operativos tienen cuentan con una interfase deusuario (UI). Esta interfase puede tomar varias formas, una de ellascorresponde a la interfase de linea de comandos (CLI). La CLI utilizacomandos basados en texto y un para la entrada de tales comandos.


Introduccion


Todos los sistemas operativos tienen cuentan con una interfase deusuario (UI). Esta interfase puede tomar varias formas, una de ellascorresponde a la interfase de linea de comandos (CLI). La CLI utilizacomandos basados en texto y un para la entrada de tales comandos.

Actualmente la interfase mas comun utilizada corresponde a la in-terfase grafica de usuario (GUI). En la GUI la interfase correspondea una ventana que tiene asociado un menu de opciones.


Introduccion

Ejecucion de programas

El sistema debe ser capaz de cargar un programa en memoria y eje-cutarlo. El programa debe tener un fin normal u anormal (indicandoun error).


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Operaciones E/S

Un programa en ejecucion puede requerir E/S, las cuales puedeninvolucrar archivos o dispositivos de E/S. Por razones de eficienciay proteccion a los usuarios no se les debe permitir el control directode los dispositivos de E/S, ya que el sistema operativo de proveer elacceso a los dispositivos de E/S.


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Manipulacion de sistemas de archivos

Los programas necesitan leer y/o escribir archivos y directorios,ademas de crearlos y eliminarlos. Algunos programas incluyen laadministracion de permisos para permitir o negar el acceso a losarchivos o directorios basados en el atributo de propiedad.


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Comunicaciones

Pueden existir diversas circunstancias en las cuales un proceso ne-cesite intercambiar informacion con otro proceso. Tal comunicacionpuede presentarse entre procesos que se ejecutan en una mismacomputadora o en diferentes sistemas de computo enlazadas me-diante una red de computadoras.


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Comunicaciones

Pueden existir diversas circunstancias en las cuales un proceso ne-cesite intercambiar informacion con otro proceso. Tal comunicacionpuede presentarse entre procesos que se ejecutan en una mismacomputadora o en diferentes sistemas de computo enlazadas me-diante una red de computadoras.

La comunicacion puede ser implementada via memoria compartida omediante el paso de mensajes, en el cual los paquetes de informacionson movidos entre los procesos por el sistema operativo.


Introduccion


El sistema operativo debe constantemente buscar posibles erroresque pudieran presentarse en el CPU, memoria, dispositivos de E/S,en las conexiones de red, etc.


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El sistema operativo debe constantemente buscar posibles erroresque pudieran presentarse en el CPU, memoria, dispositivos de E/S,en las conexiones de red, etc.


Para cada tipo de error el sistema operativo debe registrar las accio-nes realizadas que ocaciono el error para que este pueda ser analizadopor el administrador o usuario. En algunos casos de error el sistemaoperativos tiene la tarea de ejecutar acciones ante tales errores.


Introduccion


Cuando existen multiples usuarios o se tienen diversos trabajos enejecucion al mismo tiempo los recursos deben ser asignados a cadauno de estos.


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Cuando existen multiples usuarios o se tienen diversos trabajos enejecucion al mismo tiempo los recursos deben ser asignados a cadauno de estos.

Los recursos pueden tener asociado un codigo especial de asigna-cion, tal es el caso de los ciclos del procesador, la memoria principaly el almacenamiento de archivos. Mientras que otros recursos tieneasociado un codigo general de asignacion, tal es el caso de las im-presoras, dispositivos de almacenamiento de usb, modems, y otrosdispositivos perifericos.


Introduccion

Cuentas de usuario

El servicio de cuentas de usuario permite clasificar a los usuariosen grupos, reynos, etc. Teniendo como finalidad tal clasificacion, elperfil de los usuarios que define entre otras cosas la asignacion derecursos.


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Cuentas de usuario

El servicio de cuentas de usuario permite clasificar a los usuariosen grupos, reynos, etc. Teniendo como finalidad tal clasificacion, elperfil de los usuarios que define entre otras cosas la asignacion derecursos.

Otro aspecto importante que provee este recurso es la estadısticadel uso de recursos de cada usuario.


Introduccion


El servicio de proteccion garantiza que todos los accesos a los recur-sos del sistema estan controlados. El servicio de seguridad se puedeaplicar en el propio sistema operativo o al exterior de este mismo.Tal es el caso de posibles accesos remotos no autorizados.


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El servicio de proteccion garantiza que todos los accesos a los recur-sos del sistema estan controlados. El servicio de seguridad se puedeaplicar en el propio sistema operativo o al exterior de este mismo.Tal es el caso de posibles accesos remotos no autorizados.


Un ejemplo de seguridad en el sistema operativo se da con la au-tenticacion que realizan los usuarios previo a su ingreso al sistemaoperativo, para lo cual los usuarios requieren de un login y una con-trasena.


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