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- 1. SISTEMAS OPERATIVOS Esp. EDWIN CHRISTIAN REVELO B. Universidad de Nariño
- 2. INTRODUCCION • El software se puede dividir en dos clases: SO y aplicativos • Es el encargado de la administración de los recursos físicos y lógicos de la PC, • El sistema moderno consta de uno o varios procesadores, terminales, memoria central, relojes, dispositivos de I/O, siendo este transparente para el programador todas estas actividades de administración.
- 3. Sistema Bancario Reservacione s en línea aerolíneas Juegos Compiladores Editores Interprete de comandos Sistema Operativo Lenguaje de máquina Microprogramación Dispositivos físicos Programas de Aplicación Programas de Sistema Hardware
- 4. Un sistema operativo es un conjunto de programas integrados que tienen como objetivo aprovechar el hardware de una computadora y utilizarlo en forma segura y eficiente. Para lograrlo, se pueden resumir las siguientes funciones básicas: • Gestionar los recursos de hardware de la computadora. • Ser una interfaz entre el usuario y la computadora. • Ser la plataforma para los programas de aplicación del usuario. Concepto de Sistema operativo
- 5. Gestionar los recursos de hardware disponibles en la computadora Una computadora está constituida por una gran cantidad de elementos de hardware de distintos tipos; como ejemplo podemos mencionar los dispositivos internos, tales como procesador, memoria, buses y puertos de comunicación, controladoras de video y sonido, entre otros. Cada uno de ellos necesita ser coordinado y operado correctamente para integrar un sistema capaz de recibir datos de entrada, procesarlos y producir datos de salida. Ese conjunto de rutinas de software que se encargan de gestionarlos, es una parte esencial del sistema operativo, sin esta parte intermediaria, los dispositivos no se pueden coordinar solos para trabajar y, lo más importante, no pueden operar como un equipo de procesamiento de datos.
- 6. Ser una interfaz entre el usuario y la computadora Cuando el usuario ejecuta una aplicación de software, el sistema operativo funge como un intermediario que procesa el deseo del usuario externado mediante un comando o la activación algún botón. Al interpretar esta orden, el sistema operativo determina los recursos necesarios para la aplicación y gestiona su disponibilidad. Cada vez que el usuario introduce datos o ejecuta órdenes el sistema operativo debe de procesarlos obteniendo y presentando un resultado que el mismo usuario espera recibir. Este proceso se repite una y otra vez mientras el sistema operativo siga activo.
- 7. Ser la plataforma para los programas de aplicación del usuario El objetivo más importante de las computadoras es servir de herramienta al ser humano para procesar datos en forma rápida, segura y eficiente. Estos datos provienen del quehacer diario de las personas, y para poderlos procesar existen una gran variedad de aplicaciones que van desde los propósitos más generales hasta los más específicos. Desafortunadamente, por las mismas características de las aplicaciones, no sería viable que cada una de ellas integrara todas las rutinas necesarias para gestionar el hardware tan variado y complejo que conforma a las computadoras. De este modo, lo que queda es dejar ese trabajo al sistema operativo, pero al mismo tiempo, se genera una dependencia de dichas aplicaciones sobre él para poderse ejecutar, pues si no hay sistema operativo, no pueden funcionar los programas de aplicación
- 8. Sistema Operativo como controlador de recursos Desde el punto de vista de controlador de recursos el sistema operativo proporciona a los usuarios una interfaz conveniente de arriba hacia abajo (top – down), ya que su labor es la de proporcionar una asignación ordenada y controlada de los procesadores, memoria, dispositivos de I/O ejemplo: 3 procesos llegan a la misma impresora.
- 9. HISTORIA DE LOS S.O • Pre HISTORIA. Charles Babbage (1792-1871), creo una maquina analítica, era un diseño completamente mecánico por medio de ruedas, engranes, levas y demás partes mecánicas no existía Sistema Operativo. • PRIMERA GENERACION (1945-1955) aparecen los bulbos y conexiones, después de la 2 Guerra mundial, supremamente enormes, y existían gente que se encargaba de diseñar, otros construía el prog. Y otros daban mantenimiento a la misma
- 10. En esta etapa no existían sistemas operativos. El usuario debía codificar su programa a mano y en instrucciones máquina, y debía introducirlo personalmente en la computadora, mediante conmutadores o tarjetas perforadas. Las salidas se imprimían o se perforaban en cinta de papel para su posterior impresión. En caso de errores en la ejecución de los programas, el usuario tenía que depurarlos examinando el contenido de la memoria y los registros de la computadora. En esta primera etapa todos los trabajos se realizaban en serie. Se introducía un programa en la computadora, se ejecutaba y se imprimían los resultados
- 11. • 2 Generación – 1955-1965 aparecen los transistores y sistema de procesamiento por lotes, se volvieron confiables las computadores y comenzaron a venderse. • Hubo separación entre diseñadores, constructores, operadores, programadores y personal de mantenimiento. Cobol – Foltran
- 12. Tercera Generación – 1965- 1980 • Aparecen los circuitos integrados aparece OS/360 de IBM, main frame de gran nombre y talla. • Aparece la multiprogramación – dividir la memoria en varias partes con un trabajo distinto en cada partición. • Técnica Spooling • Grandes cálculos científicos. • Tiempo compartido (variante multiprogramación)
- 13. • CUARTA GENERACION (1980-1990) Pc Personales • LCI (Circuitos Integrados) • Se habla de estaciones de trabajo • Mucho mas amigables con los usuarios finales • RISC • Sistemas operativos en red y distribuidos
- 14. CUARTA GENERACION (1980-1990) • Con la invención de los circuitos integrados a gran escala (LSI), chips que contienen miles de transistores en un cm2 de silicio. • Nació la era de la computadora personal. • Precio sí que eran diferentes. Si bien la minicomputadora hacía posible que un departamento de una compañía o universidad tuviera su propia computadora. • Chip microprocesador permitía que un solo individuo por lo regular estas máquinas están interconectadas mediante una red. • RISC • Sistemas operativos en red y distribuidos MSDOS, UNIX
- 15. Sistemas Operativos por Servicios Existe una gran diversidad de sistemas operativos diseñados para cubrir las necesidades de los distintos dispositivos y de los distintos usos. Dependiendo de sus características, un sistema operativo puede clasificarse según: • El número de procesos simultáneos que permita ejecutar: monotarea o monoproceso y multitarea. • La forma de interacción con el usuario: interactivo o por lotes. • El número de usuarios simultáneos: monousuario o personal y multiusuario o de tiempo compartido. • El número de procesadores que pueda atender: monoprocesador y multiprocesador.
- 16. • Según el uso: cliente, servidor, empotrado, de comunicaciones o de tiempo real. • Según la movilidad: fijos y móviles
- 17. CONCEPTOS S.O • Llamadas al Sistema: Es una interfaz entre el sistema operativo y los programas de usuario, Por medio de llamadas se pueden crear, modificar o borrar directorios. • Procesos: Es más que un programa en estado de ejecución, consta de un programa ejecutable, datos, pila, contador y otros datos necesarios para ejecutar el programa – Tabla de procesos
- 18. • Archivos: Una de las funciones principales del S.O es ocultar particularidades de los discos y demás dispositivos de I/O, para presentar al programador un modelo agradable y nítido de archivos independientes de los dispositivos. Antes de poder leer un archivo, hay que abrir éste; después de leer un archivo, éste debe cerrarse; las llamadas permiten hacer todo esto. • Para poder proporcionar un espacio donde almacenar los archivos, la mayoría de los sistemas operativos soportan el concepto de directorio como una forma de agrupar los archivos. • EL Shell: Interprete de comandos no hace parte del S.O
- 19. ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS SISTEMAS MONOLITICOS • Se escribe como una colección de procedimientos que pueden comunicarse entre ellos cuantas veces quieran y en el momento que quieran. • Modo supervisor – modo núcleo
- 20. Máquinas Virtuales Las máquinas virtuales de sistema, también llamadas máquinas virtuales de hardware, permiten a la máquina física subyacente multiplicarse entre varias máquinas virtuales, cada una ejecutando su propio sistema operativo. A la capa de software que permite la virtualización se la llama monitor de máquina virtual o "hypervisor". Un monitor de máquina virtual puede ejecutarse o bien directamente sobre el hardware o bien sobre un sistema operativo ("host operating system").
- 22. CLIENTE - SERVIDOR La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticiones a otro programa, el servidor, que le da respuesta. Esta idea también se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.
- 23. PROCESOS
- 24. ¿Que es un Proceso? Es un programa en estado de ejecución, en la actualidad los computadores modernos hacen varias cosas al mismo tiempo, a la vez que ejecutan programas de usuarios ej: pueden leer un disco, efectuar procesos de una Terminal o imprimir un documento. La CPU ejecuta en cierto instante un solo programa y durante un segundo puede trabajar con varios de ellos lo que da una apariencia de paralelismo. Y es solo el SO el encargado de determinar cual de ellos se ejecuta
- 25. Modelo de Procesos El primer modelo es el secuencial consiste en tener en forma de lista los procesos incluyendo contadores, registros y variables del programa. El segundo modelo es el conceptual observándose en forma abstracta los procesos y en donde c/u de ellos pose su propio flujo de control.
- 26. UN CONTADOR DE PROGRAMA ALTERNANDOR DE PROCESOS A B C D A CUATRO CONTADORES DE PROGRAMA B C D
- 27. ¿Diferencia entre Programa y un Proceso? El programa es una serie de pasos consecutivos para lograr un objetivo. El proceso es la forma como va a llegar a cumplir el programa Ej: una persona desea hacer un pastel para ello necesita una lista de ingredientes, la receta (programa) proceso (forma como lee los datos y efectúa el proceso de mescla)
- 28. JERARQUIAS DE LOS PROCESOS Los procesos por muy sencillos que sean deben ofrecer cierta forma de poder crear todos los procesos necesarios, sin embargo en la mayoría de los sistemas es necesaria una forma de crear y destruir procesos, cuando se requiera durante la operación. Ej: en Linux esta la instrucción kill a fin de matar los procesos que el usuario defina conveniente
- 29. ESTADOS DE LOS PROCESOS • EJECUCION – Cuando el proceso utiliza la CPU en un instante dado • LISTO – El proceso se ejecuta o simplemente entra en un estado temporal o espera para que otro proceso pueda ejecutarlo • BLOQUEADO – Es el proceso donde no se puede ejecutar ningún proceso debido a la ocurrencia de algún evento externo.
- 30. 1.) El proceso se bloquea en espera de datos 2.) El planificador elige otro proceso 3.) El planificador elige este proceso 4.) Los datos estan disponibles EJECUCION LISTO BLOQUEADO 1 4 3 2
- 31. IMPLANTACION DE UN PROCESO TABLA DE LOS PROCESOS Registros P. Couter Apuntador Estado Pro. Hora Inicio Tiempo utilizado CPU Hora sig. Alarma Banderas
- 32. COMUNICACIÓN DE LOS PROCESOS • Entre ellos necesitan comunicarse, por lo general en forma secuencial, hasta finalizar la tabla de procesos, sin utilizar interrupciones. • Condición Mutua: Memoria compartida - Spooling trabaja con un Demonio.
- 33. PLANIFICACION DE LOS PROCESOS Cuando mas de un proceso es ejecutable, el SO debe decidir cual de ellos debe ejecutarse en primer termino – Planificador y el algoritmo que utiliza se llama algoritmo de planificación. 1. EQUIDAD 2. EFICACIA 3. TIEMPO DE RESPUESTA 4. TIEMPO DE REGRESO 5. RENDIMIENDO
- 34. Planificación Round Robin • Quantum B F D G A F D G A B
- 35. Planificación por prioridad • Docentes • Ejercito
- 36. Colas Múltiples Prioridad 4 Prioridad 3 Prioridad 2 Prioridad 1
- 37. Prímero el trabajo más corto 8 4 4 4 4 B F D G A 4 4 4 4 8 F D G A B
- 38. PROBLEMA DE LOS FILOSOFOS • Si los filósofos toman todos el tenedor mano izq, en forma simultanea ocurriría un bloqueo • El programa verificara si el tenedor der. Esta disponible, sino el filosofo deja el izq. Espera cierto tiempo y vuelve a repetir todo el proceso (inanición) • Asignar un quantum • Semáforo binario, generar un arreglo de tres estados comiendo, pensando, hambriento y comen cuando dos vecinos no están comiendo