arquitectura-de-linux

CARRERA: INGENIERIA EN INFORMATICA
ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS II
PROFESORA: NATALIA JOFRE VIVEROS
Arquitectura de Linux
Alumnos:
Cristopher Muñoz González
José Ortiz Mura
Pablo Vergara G.

Índice
Introducción 2
El Núcleo o Kernel 3
Intérprete de Comandos – Shell 4
Indicador del Sistema 4
El Concepto de Línea de Comandos 4
Redirecciones 5
Tubería de Comunicación 6
Sistemas de Archivos 7
La Jerarquía del Sistema de Archivos 7
Directorios Principales del Sistema 8
Nombres de Archivos en Linux 9
Comodines 9
Tipos de Archivos 9
Comandos para Manipular Archivos y Directorios 10
Enlaces 12
Conclusión 14
Bibliografía 15

Introducción
El presente informe pretende explicar la estructura del sistema operativo Linux,
basado en Unix, para lo cual se explicarán algunos términos para quienes se inician en
este sistema operativo.
Linux se puede dividir generalmente en cuatro componentes principales: el núcleo
(kernel), el Shell, el sistema de archivos y las utilidades. El núcleo es el programa central
que ejecuta programas y gestiona dispositivos de hardware tales como los discos y las
impresoras. El Shell proporciona una interfaz para el usuario. Recibe órdenes del usuario
y las envía al núcleo para ser ejecutadas. El sistema de archivos, organiza la forma en
que se almacenan los archivos en dispositivos de almacenamiento tales como los discos.
Los archivos están organizados en directorios. Cada directorio puede contener un número
cualquiera de subdirectorios, cada uno de los cuales puede a su vez, contener otros
archivos.
El núcleo, el Shell y el sistema de archivos forman en conjunto la estructura básica
del sistema operativo. Con estos tres elementos puede ejecutar programas, gestionar
archivos e interactuar con el sistema. Además, Linux cuenta con unos programas de
software llamados utilidades que han pasado a ser considerados como características
estándar del sistema. Las utilidades son programas especializados, tales como editores,
compiladores y programas de comunicaciones, que realizan operaciones de computación
estándar. Incluso uno mismo puede crear sus propias utilidades
Linux contiene un gran número de utilidades.

El Núcleo o Kernel
Actualmente Linux es un núcleo monolítico híbrido. ¿Qué significa este término? El
núcleo es simplemente un programa que actúa de sistema operativo, que asegura la
comunicación entre los programas que solicitan recursos y el hardware, también asegura
la gestión de los distintos programas informáticos de una máquina, y finalmente la gestión
del hardware.
Un sistema operativo con núcleo monolítico concentra todas las funcionalidades
posibles (planificación, sistema de archivos, redes, controladores de dispositivos, gestión
de memoria, etc.) dentro de un gran programa. El mismo puede tener un tamaño
considerable, y deberá ser recompilado por completo al añadir una nueva funcionalidad.
Todos los componentes funcionales del núcleo tienen acceso a todas sus estructuras de
datos internas y a sus rutinas. Un error en una rutina puede propagarse a todo el núcleo.
Queda por explicar el término híbrido. A diferencia de los núcleos monolíticos
tradicionales, los controladores de dispositivos y las extensiones al núcleo se pueden
cargar y descargar fácilmente como módulos, mientras el sistema continúa funcionando
sin interrupciones. También, a diferencia de los núcleos monolíticos tradicionales, los
controladores pueden ser detenidos momentáneamente por actividades más importantes,
bajo ciertas condiciones. Esta habilidad fue agregada para gestionar correctamente
interrupciones de hardware, y para mejorar el soporte de multiprocesamiento simétrico.
El kernel ó núcleo de Linux se puede definir como el corazón de este sistema operativo.
Es el encargado de que el software y el hardware de tu ordenador puedan trabajar juntos.
Las funciones más importantes del mismo, aunque no las únicas, son:
Administración de la memoria para todos los programas y procesos en ejecución.
Administración del tiempo de procesador que los programas y procesos en ejecución
utilizan.
Es el encargado de que podamos acceder a los periféricos/elementos de nuestro
ordenador de una manera cómoda.

Intérprete de comandos-Shell
El intérprete de comandos es el medio de comunicación (interfaz) entre el usuario y el
sistema operativo. Por esta razón, se le da el nombre inglés "Shell", que significa
"caparazón". Por lo tanto, la Shell actúa como un intermediario entre el sistema operativo
y el usuario gracias a líneas de comando que este último introduce. Su función es la de
leer la línea de comandos, interpretar su significado, llevar a cabo el comando y después
arrojar el resultado por medio de las salidas.
La Shell es un archivo ejecutable que debe interpretar los comandos, transmitirlos
al sistema y arrojar el resultado. Existen varios shells. La más común es sh (llamada
"Bourne shell"), bash ("Bourne again shell"), csh ("C Shell"), Tcsh ("Tenex C shell"), ksh
("Korn shell") y zsh ("Zero shell"). Generalmente, sus nombres coinciden con el nombre
del ejecutable.
Cada usuario tiene una Shell predeterminada, la cual se activará cuando se abra
un indicador del comando. La Shell predeterminada se especifica en el archivo de
configuración /etc/passwd en el último campo de la línea que corresponde al usuario. Es
posible cambiar de Shell durante una sesión. Para esto, sólo debe ejecutar el archivo
ejecutable correspondiente, por ejemplo:
/bin/bash
Indicador del sistema
La Shell se inicia al leer su configuración completa (en un archivo del directorio
/etc/) y después al leer la configuración propia del usuario (en un archivo oculto cuyo
nombre comienza con un punto y que se ubica en el directorio básico del usuario, es decir
/home/user_name/.configuration_file). A continuación, aparece el siguiente indicador
(prompt en inglés):
equipo:/directorio/actual$
De manera predeterminada, para la mayoría de las shells, el indicador consiste en el
nombre del equipo, seguido de dos puntos (:), el directorio actual y después un carácter
que indica el tipo de usuario conectado:
"$" especifica un usuario normal
"#" especifica el administrador, llamado "root"
El concepto de línea de comandos
Una línea de comandos es una cadena de caracteres formada por un comando que
corresponde a un archivo ejecutable del sistema o, más bien, un comando de Shell como
así también argumentos opcionales (parámetros):
ls -al /home/jf/

En el comando anterior, ls es el nombre del comando, -al y home/jean-francois/ son
argumentos. Los argumentos que comienzan con - se denominan opciones. Por lo
general, para cada comando, hay una cierta cantidad de opciones que se pueden detallar
al introducir uno de los siguientes comandos:
comando --help comando -? man comando
Entrada-salida estándar
Una vez que se ejecuta un comando, se crea un proceso. Este proceso abre tres flujos:
• stdin, denominado entrada estándar, en cuyo caso el proceso lee los datos de
entrada. De manera predeterminada, stdin se refiere al teclado. STDIN se
identifica con el número 0.
• stdout, denominado salida estándar, en cuyo caso el proceso escribe los datos de
salida. De manera predeterminada, stdout se refiere a la pantalla. STDOUT se
• stderr, denominado error estándar, en cuyo caso el proceso escribe los mensajes
del error. De manera predeterminada, stderr se refiere a la pantalla. STDERR se
Por lo tanto, de manera predeterminada, cada vez que se ejecuta un programa, los
datos se leen desde el teclado y el programa envía su salida y sus errores a la pantalla.
Sin embargo, también es posible leer datos desde cualquier dispositivo de entrada,
incluso desde un archivo, y enviar la salida a un dispositivo de visualización, un archivo,
etc.
Redirecciones
Como cualquier sistema Unix, Linux posee mecanismos que permiten redirigir la entrada-
salida estándar a archivos.
Por lo tanto, si se usa el carácter ">", se puede redirigir la salida estándar de un comando
que se encuentra a la izquierda a un archivo que se encuentra a la derecha:
ls -al /home/jf/ > toto.txt echo "Toto" > /etc/miarchivodeconfiguración
El siguiente comando equivale a una copia de los archivos:
cat toto > toto2
El propósito de la redirección ">" es el de crear un archivo nuevo. En el caso de que un
archivo ya exista con el mismo nombre, se lo debe eliminar. El siguiente comando
simplemente crea un archivo vacío:
> archivo
El uso del carácter doble ">>" permite agregar la salida estándar al archivo, es decir,
permite agregar la salida después del archivo sin eliminarlo.

De manera similar, el carácter "<" indica una redirección de la entrada estándar. El
siguiente comando envía el contenido del archivo toto.txt con el comando cat, cuyo único
propósito es mostrar el contenido en la salida estándar (el ejemplo no es útil, pero es
instructivo):
cat < toto.txt
Por último, el uso de la redirección "<<" permite la lectura, en la entrada estándar, hasta
que se encuentre la cadena ubicada a la derecha. En el siguiente ejemplo, se lee la
entrada estándar hasta que se encuentra la palabra STOP. Después, se muestra el
resultado:
cat << STOP
Tuberías de comunicación
Las tuberías (en inglés "pipes") (literalmente “tuberías”) son mecanismos de comunicación
específicos para todos los sistemas UNIX. Una tubería, simbolizada por una barra vertical
(carácter "|"), permite asignar la salida estándar de un comando a la entrada estándar de
otro, de la misma forma en que una tubería permite la comunicación entre la entrada
estándar de un comando y la salida estándar de otro.
En el siguiente ejemplo, la salida estándar del comando ls -al se envía al programa sort, el
cual debe extraer el resultado en orden alfabético.
ls -al | sort
Esto permite conectar una cierta cantidad de comandos a través de sucesivas tuberías.
En el siguiente ejemplo, el comando muestra todos los archivos del directorio actual,
selecciona las líneas que contienen la palabra "zip" (utilizando el comando grep) y cuenta
la cantidad total de líneas:
ls -l | grep zip | wc –l

EL SISTEMA DE ARCHIVOS
El sistema de archivos es un conjunto de programas que se encargan de realizar
todas las operaciones relacionadas con el almacenamiento y manipulación de los
archivos. Son las funciones que tratan con los dispositivos físicos de almacenamiento del
computador, como el disco duro, funciones como escribir, leer, borrar.
La jerarquía del sistema de archivos
Todo sistema operativo necesita guardar multitud de archivos: archivos de
configuración, archivos de registros, archivos de los usuarios, etc..
En general, cada sistema operativo utiliza su propio sistema de archivos, con
características propias como puede ser: el rendimiento, la seguridad, la fiabilidad, etc.
GNU/Linux es capaz de leer y escribir archivos con cualquiera de los sistemas de archivos
que actualmente existen.
Generalmente, se suele utilizar el tipo ext2, ext3 o ReiserFS. El ext2 es el más
típico y extendido, su rendimiento es bastante bueno, incorpora todo tipo de mecanismos
de seguridad y tunning y es muy fiable. Aunque las últimas versiones de las distirbuciones
más utilizadas recomiendan utilizar ext3 por sus características especiales. ext3 es la
evolución de ext2 , incorporando una tecnología llamada de journaling. Una de las
principales ventajas de esta tecnología es que si hay un corte en el suministro de energía
y el ordenador se apaga sin cerrarse adecuadamente, los sistemas de recuperación de
archivos son más efectivos. ReiserFS es un tipo de sistema que incorpora nuevas
tecnologías de diseño que le permiten ser más rápido.
El sistema de archivos ext2 ha sido diseñado para manejar de forma muy rápida
archivos pequeños, que es lo más común en un sistema operativo. Tiene inconvenientes
con el el manejo de grandes archivos multimedia, aunque siempre se puede hacer un
poco de tunning para adaptarlo a nuestras necesidades.
Durante el proceso de instalación del sistema operativo se preguntará cuál de
estos tres queremos usar. Generalmente se suele utilizar ext3 o ext2 por estar más
probados que el ReiserFS.

Una característica muy importante de todos los sistemas operativos basados en
UNIX y Linux es que todos los dispositivos del sistema se pueden tratar como si fueran
archivos. Es así que para acceder al contenido de un CD, disquete o cualquier otro
dispositivo de almacenamiento, debemos montarlo en un directorio ya existente en el
sistema y navegaremos por él como si se tratara de un directorio más, en Linux no existen
las unidades A:,B:,C:,D:,. . . esta forma de nombrar a las particiones es sólo característica
de Ms Windows.
El sistema de archivos parte de una misma raíz, a la cual nos referiremos con el
carácter “/” (slash), es el origen de todo el sistema de archivos y sólo existe una. Para
organizar los archivos adecuadamente, se utiliza la estructura jerárquica basada en
árboles de directorios y archivos, como la siguiente figura:
Directorios Principales del sistema
La mayoría de los sistemas operativos siguen el estándar FHS, donde se especifican las
principales características que debería tener cualquier sistema operativo.
Entre ellas está la distribución en directorios que tenemos que hacer de nuestros archivos
para tenerlos correctamente organizados y poder localizarlos de forma rápida y sencilla.
En la mayoría de distribuciones basadas en GNU/Linux se siguen estas
recomendaciones, encontrando los siguientes directorios principales:
• /bin: comandos básicos para todos los usuarios del sistema.
• /boot: archivos estáticos necesarios para el arranque del sistema.
• /dev: dispositivos del sistema.
• /etc: archivos de configuración del sistema y de las aplicaciones instaladas en el
mismo.
• /home: directorio donde se alojan los directorios de los usuarios.
• /lib: librerías esenciales para el núcleo del sistema y módulos del mismo.
• /mnt: punto de montaje temporal para acceder a los dispositivos.

• /proc: procesos y variables del núcleo del sistema.
• /root: directorio de trabajo del usuario root del sistema.
• /sbin: comandos especiales para el root del sistema.
• /tmp: archivos temporales. Según la distribución utilizada (o la configuración que
utilicemos) se borran al arrancar el sistema o cada cierto período de tiempo.
• /usr: segunda estructura jerárquica, utilizada para almacenar el software instalado
en el sistema, páginas de manuales, directorios de código fuente, .
• /var: directorio para las colas de impresión, de correos, archivos de registro, etc.,
toda información que tenga que ver con el registro del sistema.
Se recomienda conservar y no eliminar ninguno de estos directorios, o cualquier otro
que se cree durante el proceso de instalación, ya que son básicos para el buen
funcionamiento del sistema. Generalmente, los instaladores de los programas necesitan
que exista la organización detallada y muchos de los archivos de configuración de los
programas deben estar en determinados directorios, es por ello que debe respetarse esta
estructura.
Nombres de archivos en Linux
• Los nombres de archivos en Linux (como en todos los UNIX) distinguen
mayúsculas de minúsculas, esto es, son "case sensitive". Los archivos README,
readme, REadme y rEadme por ejemplo son archivos distintos y por lo tanto al
ser nombres distintos pueden estar en el mismo directorio.
• En Linux los archivos no tiene por qué tener una extensión. La suelen tener a
modo orientativo, pero no es en absoluto necesario. Linux sabe qué contiene cada
archivo independientemente de cuál sea su extensión. Por comodidad, podremos
llamar a todos nuestros archivos de texto con la extensión .texto, o a todos
nuestros documentos con la extensión .documento, de esta manera, podremos
luego agruparlos más fácilmente.
• Los archivos y directorios ocultos en Linux comienzan su nombre por un punto (.)
• Los nombres de archivos o directorios pueden ser muy largos, de más de 200
caracteres, lo cual nos da bastante flexibilidad para asociar el nombre de un
archivo con lo que contiene.
• Para referencia a un archivo que contenga un espacio en su nombre deberá
precederlos con 1 back flash “” o con apóstrofes simples (‘).
Comodines
Los comodines válidos para cualquier archivo: "*" y "?"
• *: RESTO/TODO: Solo sustituye a TODOS los archivos, delante/detras/en medio
del archivo todo lo que coincida con él.

• ? : CUALQUIER CARÁCTER: que coincida con el resto que esté escrito.
Tipos de archivos
• Regular. Son aquellos que almacenan información: cartas, listas, códigos.
• Directorios. Son una tabla con números de inodos y nombres de archivos, sirven
para organizar los archivos y directorios.
• Archivos especiales. Pueden ser dispositivo tipo carácter o dispositivo de
bloques. El manejo de estos archivos depende del dispositivo en particular: disco
duro, disquete, cinta magnética, etc.
• Fifo son pipes con nombre. Son propios de System V.
• Enlaces simbólicos (symbolic links). Son archivos que contiene un puntero a
otro archivo que podría perfectamente estar en un sistema de archivos distinto.
• El Socket es un archivo especial de 4.3 BSD y se utiliza para comunicar procesos
que pueden estar en máquinas distintas.
• Enlaces rígidos (hard links). Realmente es un único archivo que puede ser visto
con distintos nombres dentro de un mismo sistema de archivos. La información
reside en un mismo lugar y lo que ocurra aparentemente en un sitio ocurrirá
instantáneamente en el otro lugar. Los enlaces de este tipo no pueden ocurrir
entre sistemas de archivos distintos. No todos los sistemas de archivos soportan
hard links ya que es un concepto muy ligado a los SO tipo Unix.
Comandos para manipular archivos y directorios
• Comando ls: Permite listar el contenido de un directorio.
• Algunas opciones:
-l: muestra la salida en formato largo.
-R: lista recursivamente un directorio, es decir todo lo que contiene incluso
subdirectorios.
-a: lista además los archivos ocultos.
-h: muestra el tamaño de los archivos en forma más legible (Ej: 16M, 4k, etc.)
-i: muestra el identificador del i-nodo asociado a cada elemento.
-full-time: combinado con el formato largo muestra la fecha completa de la última
modificación de cada elemento.
$ ls -hl /etc
$ ls -R /usr
$ ls –al
$ ls -ali ..

• Comando cd: Se utiliza para cambiar el directorio actual.
$ cd /tmp
$ cd # cambia hacia el directorio home del usuario actual
$ cd - # cambia hacia el directorio anterior
$ cd .. # cambia hacia el directorio padre
$ cd ~ # cambia hacia el directorio base del usuario actual. Igual a cd.
$ cd ~pepe # cambia hacia el directorio base del usuario pepe
• Comando pwd: Muestra el camino absoluto del directorio en el cual nos
encontramos actualmente.
$ pwd
• Comando touch: Crea un archivo vacío, también se utiliza para cambiar la fecha
de acceso y/o modificación a un archivo.
Algunas opciones:
-a: Cambia solamente el tiempo de acceso.
-c: No crear archivos que no existían antes.
-d fecha: Usar fecha en lugar de la fecha actual. El formato de fecha es el siguiente:
MMDDHHMMAAAA, por ejemplo para representar el 7 de abril de 2001 a la 1:00 a.m.,
se escribirá: 040701002001. Si el año a usar es el año actual, se puede obviar,
entonces el ejemplo anterior quedaría así: 04070100.
$ touch carta
• Comando mkdir: Se utiliza para crear directorios.
$ mkdir bin
$ mkdir # se crean los directorios intermedios si es necesario. -p
docs/linuxdocs/howtos/pdf
• Comando rmdir : sirve para borrar directorios vacíos.
$ rmdir bin
$ rmdir linuxdocs/howtos/pdf
# se borra el directorio pdf si estuviera
vacío.
• Comando mv: Mueve un archivo hacia otro, o varios archivos hacia un directorio,
permite renombrar archivos o directorio.
Algunas opciones:

-i : ejecuta el comando de forma interactiva, o sea, pregunta ante de sobrescribir el
destino si existiera.
-u : actualiza (upgrade) el destino con el fuente solo si este es más reciente.
$ mv mail.cf
mail.cf.old
# renombra un archivo
$ mv -i *.txt /tmp # mueve archivos terminados en .txt al directorio /tmp
$ mv bin/ exe
# renombra un directorio. Si existe el destino mueve el fuente
hacia este
$ mv -u program.c
src/
# actualiza el archivo destino si es menos reciente que el
fuente
• Comando cp: Permite copiar un archivo en otro, o varios archivos en un
directorio.
Algunas opciones:
-p : si es posible preserva los atributos (dueño, grupo y permisos) de los archivos
originales en las copias.
-d : preserva los enlaces simbólicos en lugar de copiar los archivos a los que estos
apuntan. Actualmente es así por defecto.
-L : no preserva los enlaces simbólicos, o sea copia los archivos a los que estos
apuntan.
-R : copia recursivamente un directorio
-a : es equivalente a las opciones: -dpR.
-i : utiliza una forma interactiva (pregunta antes de sobrescribir el destino).
-l : hace enlaces fuertes a los archivos fuentes en lugar de copiarlos.
$ cp /etc/passwd . # copia el archivo al directorio actual
$ cp -a /etc/mail mailb/
# copia recursivamente un directorio preservando atributos y
enlaces
$ cp -i /usr/bin/*sh /tmp
# copia interactivamente los archivos terminados en sh al
directorio /tmp
$ cp -l /bin/* bin/ # hace enlaces fuertes a todos los archivos en un directorio
• Comando rm: Se utiliza para borrar (desenlazar) archivos.
Algunas opciones:

-r : borra recursivamente un directorio.
-f : borra forzosamente en caso de que no se tenga permiso de escritura en forma
directa.
-i : ejecuta el comando de forma interactiva.
$ rm prueba
$ rm -i bin/*
$ rm -rf temp/
Enlaces
Un enlace es un puente a un archivo o directorio perteneciente al sistema; una referencia
que podemos poner en cualquier sitio que nos interese y que actúa como un acceso
directo a cualquier otro. Ejemplo:
Un usuario ingresa frecuentemente al directorio /usr/share/man/man3/, en lugar de escribir
un largo comando cada vez que se desea ingresar a ese directorio creamos un enlace en
nuestro propio home.
$ ln -s /usr/share/man/man3 mmm
En enlace que se creó se llama “mmm” y cada que vez que ingresemos alli
automáticamente el sistema lo redimirá hacia/usr/share/man/man3/.
• Comando ln : Sirve para establecer enlaces entre archivos. Un enlace puede ser
rígido o simbólico.
-d : Permite al super-usuario hacer enlaces rígidos a directorios.
-s : Crear enlace simbólico.
-f : Borrar los archivos de destino que ya existen.
$ ln -s /etc/passwd usuarios # Creando enlace simbólico usuarios.

$ ln /var/log/messages mensajes # Creando enlace rígido mensajes.
• Comando file: Determina con cierto grado de precisión el tipo de un archivo que
se le pasa como argumento.
$ file /etc/passwd
/etc/passwd: ASCII text
$ file /usr/sbin/adduser
/usr/sbin/adduser: symbolic link to useradd
$ file /usr/sbin/useradd
/usr/sbin/useradd: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, versión 1,
dynamically linked (uses shared libs), stripped
$ file /etc
/etc: directory

Conclusión
El informe desarrollado es una introducción para comenzar a operar con el Sistema
operativo Linux, basado en Unix. Comenzando por una explicación, en general, lo más
simple posible para quienes no trabajan habitualmente con este sistema, definiendo
algunos términos específicos para comprender definiciones más técnicas, como por
ejemplo el Kernel, que a pesar de existir en todo sistema operativo, a nivel de usuario
no se maneja comúnmente este concepto.
Se detalla además, el intérpete de comandos cuál es su función y familiarizarse
con su uso.
Finalmente, y con un poco más de información específica se ha explicado el
sistema de archivos y su jerarquización, para poder manejar con más confianza el
manejo de éstos al trabajar con Linux. Si bien en un principio, en la teoría es complejo
comprender su arquitectura y funcionamiento, la práctica permitirá una mejor
comprensión de estos conceptos.

Bibliografía
http://www.monografias.com/trabajos10/linux/linux.shtml#estru
http://es.wikipedia.org/wiki/Nucleo_Linux
http://www.linux-es.org/kernel
http://es.kioskea.net/contents/linux/linshell.php3
http://www.linuxcentro.net/linux/staticpages/index.php?page=SistemaArchivosLinux

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