Definición “ Un Sistema Operativo es un programa que actúa como interfaz entre el usuario y el hardware de un computador. Su propósito es proporcionar un entorno en el cual el usuario pueda ejecutar programas de una manera cómoda y eficiente”.

Funciones de los sistemas operativos Supervisar las operaciones en una computadora Almacenar y recuperar archivos Gestionar el acceso a las redes Gestionar la ejecución de múltiples programas al mismo tiempo. Proteger los recurso de la computadora  De acciones de no intencionadas y acciones intencionadas.

Evolución de la computación distribuida Procesamiento por lotes (Batch) Colas de trabajos Tiempo compartido  Multi-tarea: múltiples tareas para un único usuario  Procesamiento interactivo  Procesamiento en tiempo real Programación de tareas en maquinas multiprocesadores

Procesamiento por Lotes Años 60’s y 70’s

Procesamiento interactivo 80´s  …

Tipos de software Software aplicativo  Realiza tareas especificas para los usuarios. Generalmente se adquiere a parte del S.O. Software base (Sistema)  Realiza tareas requeridas por todas las computadoras  Sistemas operativos  Utilitarios Muchas veces no hay una clara distinción entre ellos.  MS afirma que el media player es parte del S.O  En la EU (Unión Europea) ofrecen una versión sin media player.

Tipos de software

Componentes de un sistema operativo Shell: modulo que se comunica con los usuarios  GUI: Interfaz gráfica de usuarios  CLI: Interfaz de línea de comandos Kernel: contiene componentes que realizan las funciones básicas requeridas:  Gestión de archivos  Manejadores de dispositivos  Gestión de memoria  Planificación y despachador

Componentes de un sistema operativo

Shell

Esquema de un S.O.

Gestor de archivos Directorio (o folder): paquete creado por el usuario que contiene grupos de archivos u otros directorios (subdirectorios) Path : Posición de un archivo dentro de una jerarquía de directorios. Descriptor de archivo: Información requerida para acceder a un archivo.

Gestor de archivos Las responsabilidades del S.O. con respecto a la gestión de archivos son las siguientes:  Manipulación de archivos: crear, borrar, leer, escribir, modificar propiedades, etc.  Manipulación de directorios.  Ubicar los archivos y directorios en los dispositivos de almacenamiento secundario.  Facilitar ciertos servicios: copia de seguridad, gestión de versiones, etc.

Gestor de memoria Pagina: unidad de memoria que puede ser gestionada (usualmente unos cuantos Kb) Memoria virtual: Espacio de memoria imaginaria donde:  Las paginas se van intercambiando entre la actual memoria principal y un dispositivo de almacenamiento masivo.

Principales componentes de HW Memoria física  RAM : Volátil, se pierde si no hay electricidad  ROM: No es volátil, pequeña y requerida para el encendido del computador.  Cache: pequeña y rápida, sirve para aumentar la velocidad de procesamiento. Almacenamiento masivo  Discos duros  Cd o dvd  Flash

Principales componentes de HW CPU  Donde se realizan los cálculos  La CPU no puede hacer nada con solo datos en disco o memoria BUS  Usado para transferir contenido de la memoria al cache o a la CPU.  Cualquier dato en disco debe ser copiada a la memoria antes de ser accedida.  Cualquier dato en memoria debe ser movida a la cache y luego a la CPU antes de ser procesada. Tarjeta de red o modem  Sirve para transferir datos desde/hacia la computadora, generalmente a través de internet.

Sistema de archivos

Encendido del computador (Bootstrapping) Bootstrap : Programa guardado en la memoria ROM  Ejecutado por la CPU cuando el computador es encendido  Transfiere el sistema operativo desde el disco duro a la memoria principal  Transfiere el control al sistema operativo.

Proceso de encendido (Booting)

Procesos Programa: conjunto estático de instrucciones  Es una acción que el CPU puede realizar Procesar: la actividad de ejecutar un programa Estado del proceso: Estado actual de la actividad de procesar:  Fotografía de las partes relevantes de un proceso La siguiente instrucción a ejecutar Acciones completadas parcialmente que ya no se encuentran en memoria.

Procesos Estados de un proceso: Nuevo: recién creado por el S.O. En ejecución: está en la CPU ejecutando instrucciones Bloqueado: esperando por algún evento (ej. una operación de E/S) Preparado: esperando a que le asignen un procesador (CPU) Terminado: no ejecutará más instrucciones

Administración de procesos: Scheduler (Planificador)  Guarda el estado de todos los procesos en una tabla, generalmente guarda la siguientes información: Listo o en espera Prioridad Información adicional: páginas de memoria, archivos en uso, etc.

Administrador de procesos Dispatcher (Despachador)  Le da un espacio de tiempo cuando el proceso se encuentra listo para su ejecución  Realiza el cambio de estado del proceso, cuando el tiempo asignado a un proceso termina.

Tiempo compartido entre los procesos A y B

Administración de la competencia por un recurso Semáforo : es un concepto de sw, pensado como una bandera que indica si el recurso se encuentra en uso.  La verificación de la bandera y su actualización debe ser realizada en conjunto para un adecuado uso. Región crítica: secuencia de instrucciones que debe ser ejecutada por solo un proceso a un tiempo determinado. Protegido por un semáforo. Exclusión mutua: requerimiento para la ejecución apropiada de una región crítica.

Tipos de S. O.

Algunos sistemas operativos comerciales Windows. Distintos tipos:  Para servidores: NT Server, 2000 Server, Server 2003, XP profesional.  Para clientes o domésticos: 2000, XP Home, Vista Home.  Para equipos especiales (PDA’s, móviles, etc): CE, Mobile UNIX. Distintas versiones y distibuciones:  Unix (SUN)  Linux (Gratis)  Aix (IBM)

SEGURIDAD La vulnerabilidad de las comunicaciones de datos es un aspecto clave de la seguridad de los sistemas informáticos; la importancia de este aspecto es cada vez mayor en función de la proliferación de las redes de computadoras. El nivel de criticidad y de confidencialidad de los datos administrados por los sistemas informáticos es cada vez mayor:

SEGURIDAD Ej.: correo personal, transferencia de fondos, control de manufactura, control de sistemas de armas, control de tráfico aéreo, control de implantes médicos (marcapasos, etc.). Los sistemas deben funcionar ininterrumpidamente y sin problemas.

Seguridad – Una de las principales tareas del S.O. Tiempo atrás cuando muchas personas compartían un mismo computador:  Se cuidaba de que un proceso no afecte los procesos de otras personas.  Se protegían los archivos. Solo se podían leer y cambiar archivos al cual se estaba autorizado.  Solo personas autorizadas usaban la computadora (recursos caros)

Seguridad: Alternativas Sólo las personas autorizadas poseen “algo” que les permite el acceso:  Key, id-card, retina, etc Sólo las personas autorizadas conocen “algo” que les permite el acceso:  Password, códigos especiales, etc.

Seguridad: detectar errores o ataques desde afuera Para la protección de las computadoras se usa generalmente un usuario y contraseña. Problemas:  Robo de claves  Uso de muchas contraseñas  Generación automática de claves de visitantes Contramedidas  Siempre informar al usuario la fecha y hora de su último logeo  Reportar contraseñas ingresadas incorrectamente  Grabar un log con la actividad de los visitantes

Seguridad: detectar errores o ataques desde adentro El S.O. debe prevenir acceso ilegal a los recursos:  Espacios de memoria diferente para cada proceso  Instrucciones privilegiadas solo permitidas desde el kernel.  Realizar el acceso a archivos sólo desde el kernel.  Acceso a dispositivos a través del kernel.

Preguntas de comprobación ¿Qué es un sistema operativo? ¿Cual es la función del Shell? Mencione y explique los tipos de software ¿Qué es el booting? ¿Qué es el Scheduler?