Asignación de recursos y planificación  La mayor parte del tiempo en que un ordenador está funcionando, la demanda de recursos es mayor que los realmente.

Presentación del tema: "Asignación de recursos y planificación  La mayor parte del tiempo en que un ordenador está funcionando, la demanda de recursos es mayor que los realmente."— Transcripción de la presentación:

1 Asignación de recursos y planificación  La mayor parte del tiempo en que un ordenador está funcionando, la demanda de recursos es mayor que los realmente existentes. Este problema se resuelve aplicando una política de asignación de recursos.  El mecanismo sería sencillo si se pudiese utilizar una política del tipo: “atender primero al que antes lo solicite”, sin embargo esto puede llevar a situaciones de deadlock (sistema colgado o caído) cuando dos programas solicitan insistentemente recursos asignados a otro.  El planificador cuenta con una política que varia de un S. O. a otro. Una política muy común consiste en el time slicing (asignación de intervalos cortos de tiempo a los programas)

2 Asignación de recursos y planificación Cola del procesador Procesador Colas de Entrada/salida Nuevos programas Fin de un intervalo de tiempo Programas terminados Programas ejecutables Ejecución de Un programa Programas listos para ejecutarse Programas no ejecutables Programas bloqueados por peticiones e/s Programas cuyas peticiones e/s satisfechas

3 Protección  Actúa contra dos sucesos:  Errores  Abuso deliberado de los recursos del sistema

4 Bloqueos

5 Interfaz de usuario  Interfaz de comandos  Interfaz gráfica

6 MS DOS  Desarrollado en 1979  MS DOS, IBM, Bill Gates y Microsoft

7 MS DOS Procesador de comandos Usuario Sistema de Transferencia de caracteres Sistema de ficheros Programas de aplicación Utilidades Controladores de dispositivos Bios Firmware Hardware

8 MS DOS  Procesador de comandos  Interfaz de usuario  Gestionar el sistema de interrupciones  Tratar los errores  Ejecutar los comandos internos del MS DOS

9 MS DOS  Gestión de almacenamiento masivo  Gestión de ficheros del ordenador  Sistemas de directorios Directorio raíz FicheroDirectorioFicheroDirectorio FicheroDirectorioFichero

10 Windows  Interfaz gráfico  Metáfora escritorio  Menús y botones  Teclado y ratón  S: O. Usuario  S. O. Servidores  Historia  Windows 1.0, 2.0, 3.0  Windows 3.1  Windows 3.11  Windows 95 y 98  Windows NT, 2000 y XP  Windows CE  Windows Pocket PC

11 UNIX  Laboratorios Bell de ATT  S. O. de propósito general  Multiusuario e Interactivo  Soporta multiprogramación y multiacceso

12 LINUX  Desarrollado por Linus Torvald  Funciona sobre plataformas Intel o Motorola  Se estructura en:  Núcleo o Kernel: Interactúa directamente con el hardware y reside permanentemente en memoria.  Shell: Intérprete de comandos. Interfaz entre núcleo y usuario.  Utilidades o programas de usuario.

13 LINUX Interfaz gráfica

14 Primera generación de computadoras  El comienzo, 1945-55: calculadoras de sala  Tubos de vacío, interruptores, "lucecitas"...  Menos potentes que una calculadora de bolsillo  Un mismo grupo diseña, construye, programa, opera y mantiene "su” maquina.  Programación en lenguaje maquina cableando los programas.  Aparecen las tarjetas perforadas.  Aplicaciones: calculo numérico sencillo, tablas de senos y cosenos...  Sin sistema operativo  Sistemas monousuario/monoproceso  Desperdicio de recursos

15 Segunda generación de computadoras TRANSISTORES Y PROCESAMIENTO POR LOTES, 1955-65: APARECE EL TRANSISTOR A MEDIADOS DE LOS AÑOS 55. COMIENZAN A COMERCIALIZARSE LOS ROLES (DISEÑADOR, OPERADOR, PROGRAMADOR) SE ESPECIALIZAN PROCESAMIENTO POR LOTES Las tarjetas perforadas se vuelvan en cintas de entrada (lotes) Las cintas de entrada se leen y se ejecutan y el resultado se escribe en cintas de salida El resultado se lee de la cinta de salida y se imprime

16 Segunda generación de computadoras

17  Tarjetas de control ($JOB, $FORTRAN $RUN,...)  Un monitor dirige el proceso por lotes  Reutilización de libreras (bloques de tarjetas)  Formas primitivas de sistemas operativos  Líneas de maquinas incompatibles entre s  Problemas de escalabilidad  Desperdicio de recursos

18 Tercera generación de computadoras Multiprogramación, 1965-80  Circuitos integrados  Familias de maquinas (IBM Sistema/360)  Compatibilidad binaria  Sistemas de propósito general  Con sistema operativo (OS/360)

19 Tercera generación de computadoras Problemas de la segunda generación  Las aplicaciones comerciales desperdician CPU (80-90% E/S) Multiprogramación  Varios trabajos en memoria a la vez (particiones de memoria)  Hardware de protección del entorno del proceso  Planificador: decide que trabajo ejecutar Spooling (Simultaneous Peripheral Operation On-Line)  Los trabajos se leen de las tarjetas y se guardan en disco  Cuando una partición queda libre, se escoge un nuevo trabajo de disco

20 Tercera generación de computadoras Usuarios descontentos.  La CPU se comparte, pero las tareas tardan demasiado en completarse.  Si una tarea falla, hay que esperar a que acabe el resto y volver a empezar. Timesharing, o tiempo compartido  Los trabajos se asocian a un terminal  El usuario típico demanda CPU, pero en picos".

21 Tercera generación de computadoras Aparecen sistemas de tiempo compartido  CTTS - Compatible Time-Sharing System  Problema: hardware de protección de memoria  MULTICS - MULTiplexed Information and Computing Service  Ideado como " servicio" al estilo de la red eléctrica  UNIX  Adaptación de MULTICS para sistemas DEC PDP-7  (minicomputadoras)  Multiplex implementaciones incompatibles  Surge el estándar POSIX

22 Cuarta generación de computadoras Ordenadores personales (PCs), 1980 - actualidad  LSI - Large Scale Integration  Nace el ordenador personal => monousuario  MS-DOS - Microsoft Disk Operating System  MS-Windows  UNIX evoluciona, especialmente en workstations  BSD - Berkeley Software Distribution  Linux

23 El presente - ¿quinta generación? La red es el ordenador, 1990 - hoy  Los ordenadores están interconectados - Internet  Los recursos se comparten (impresoras, archivos, CPU,...)  Middleware  Arquitecturas Orientadas a Servicios (SOA)  Cloud computing

24 Tipo de sistemas operativos: Sistemas Operativos por lotes  Procesan una gran cantidad de trabajos con poca o ninguna interacción con los usuarios y los programas en ejecución. - Se reúnen todos los trabajos comunes para realizarlos al mismo tiempo, evitando la espera de dos o más trabajos como sucede en el procesamiento en serie. - Estos sistemas son de los más tradicionales y antiguos, y fueron introducidos en los 50 para aumentar la capacidad de procesamiento de los programas. - Cuando estos sistemas son bien planeados, pueden tener un tiempo de ejecución muy alto, porque el procesador es mejor utilizado y los Sistemas Operativos pueden ser simples, debido a la secuencialidad de la ejecución de los trabajos. Ejemplos: SCOPE, del DC6600, orientado a procesamiento científico pesado EXEC II, para el UNIVAC 1107, orientado a procesamiento académico.

25 Tipo de sistemas operativos: Sistemas Operativos de tiempo real  Aquí. no tiene importancia el usuario, sino los procesos.  Generalmente están subutilizados sus recursos con la finalidad de prestar atención a los procesos en el momento que lo requieran.  Se utilizan en entornos donde son procesados muchos sucesos o eventos y a los cuales de les debe dar respuesta en plazos predefinidos.  Son construidos para aplicaciones muy específicas como control de tráfico aéreo, bolsas de valores, control de refinerías, etc. Ejemplos: VxWorks, Lyns OS y Spectra. Características:  Objetivo es proporcionar rápidos tiempos de respuesta.  Procesa ráfagas de miles de interrupciones por segundo sin perder eventos.  Proceso se activa tras ocurrencia de suceso, mediante interrupción.  Proceso de mayor prioridad expropia recursos.  Generalmente se utiliza planificación expropiativa basada en prioridades.  Gestión de memoria menos exigente que tiempo compartido, usualmente procesos son residentes permanentes en memoria.  Poco movimiento de programas entre almacenamiento secundario y memoria.

26 Tipo de sistemas operativos: Sistemas Operativos de tiempo compartido  Ofrecen la ilusión de que el sistema y sus recursos son todos para cada usuario.  Los principales recursos del sistema: procesador, memoria, dispositivos de E/S, son continuamente utilizados entre los diversos usuarios, dando a cada usuario la ilusión de que tiene el sistema dedicado para s. Mismo. Esto trae como consecuencia una gran carga de trabajo al Sistema Operativo, principalmente en la administración de memoria principal y secundaria. Ejemplos: Multics, OS/360 y DEC-10. Características:  Dan la ilusión de que cada usuario tiene una máquina para si.  La mayoría utilizan algoritmo de reparto circular.  Programas se ejecutan con prioridad rotatoria que se incrementa con la espera y disminuye después de concedido el servicio.  Evitan monopolización del sistema asignando tiempos de procesador (time slot).  Gestión de memoria proporciona protección a programas residentes.  Gestión de archivo debe proporcionar protección y control de acceso debido a que pueden existir múltiples usuarios accediendo un mismo archivo.

27 Tipo de sistemas operativos: Sistemas Operativos distribuidos  Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores de uno o más equipos, en todo caso debe ser trasparente para el usuario. Dos esquemas básicos:  Sistema fuertemente acoplado: comparte la memoria y un reloj global, cuyos tiempos de acceso son similares para todos los procesadores.  Sistema débilmente acoplado: los procesadores no comparten ni memoria ni reloj, ya que cada uno cuenta con su memoria local. Ejemplos: Sprite, Solaris-MC, Mach, Chorus, Spring, Amoeba, Taos Características:  Colección de sistemas autónomos capaces de comunicarse y cooperar mediante interconexiones de hardware y software.  Proporciona abstracción de máquina virtual a los usuarios.  El objetivo clave es la transparencia.

28 Tipo de sistemas operativos: Sistemas Operativos de red  Son aquellos sistemas que mantienen a dos o más computadoras unidas mediante algún medio de comunicación (físico o no), con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y la información del sistema. - El primer Sistema Operativo de red estaba enfocado a equipos con un procesador Motorola 68000, pasando posteriormente a procesadores Intel como Novell Netware Ejemplos: Novell Netware, Personal Netware, LAN Manager, Windows 2003, 2008, 2012 Server, UNIX, LANtastic.

29 Modo usuario y modo supervisor Las CPU modernas soportan múltiples modos de operación y son controlados por el sistema operativo: - Modo usuario (userland) El código que se ejecuta no tiene la habilidad de acceder al hardware o referenciar memoria directamente. Este código debe interactuar con una API para acceder a los recursos. Debido a esta protección brindada por esta clase de aislamiento, las fallas en este modo siempre son recuperables. -Modo supervisor Modo de ejecución que permite la ejecución de todas las instrucciones brindadas por la CPU, donde es posible referenciar cualquier dirección de memoria y se tiene acceso al hardware subyacente. Este es el modo en el cual, generalmente, se ejecuta el sistema operativo.