General Sistema de Operación. Introducción Definición Evolución Componentes Servicios.

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1 General Sistema de Operación

2 Introducción Definición Evolución Componentes Servicios

3 Definición Un programa que controla la ejecución de programas de aplicación y actúa como una interface entre el usuario y el hardware. Maneja el hardware con el propósito de alcanzar un buen desempeño de:  Procesador  Memoria  E/S

4 Sistema de Operación

5 UNIX User Interface

6 Arquitectura- Computador

7 Que hacen los SO? Proveen abstracción: hacer el Hw fácil de usar Proveen interface standard: portabilidad Gerencia el uso de recursos: permitir que múltiples usuarios compartan recursos eficientemente, con justicia, seguro, tec. Consumen recurso: ocupa memoria física. Ej. Solaris ocupa alrededor de 8Mbytes de memoria.

8 Evolución Monitor Residente Sistema de Multiprogramación Tiempo Compartido

9 Historia de los OS Tarjeta Perforada

10 Historia cont Second generation 1955 - 1965 multiple programs on Disk  transistors, batch systems – multiple programs on Disk Third generation 1965 – 1980 user interaction (time- sharing)‏  ICs and multiprogramming - user interaction (time- sharing)‏ Fourth generation 1980 – present graphic user-interface (efficiency…)‏  personal computers – graphic user-interface (efficiency…)‏ file & computing services  Networks and the Internet – file & computing services

11 Evolución Monitor Residente (mediado de los 50)‏ El monitor lee desde el dispositivo de entrada un job a la vez y lo coloca en el área de usuario de memoria. Da comienzo a la primera instrucción del programa. Conformado por: Interpretador del lenguaje de Control (JCL), Secuenciador de tareas, device drivers, procesador de interrupciones

12 JCL Directivas al Monitor $JOB $FTN ejecutar el compilador FORTRAN $ASM ejecutar el ensamblador $LOAD $RUN ejecutar programa usuario $END

13 Monitor Residente Boundary Interrupt Processing Device Drivers Job Sequencing Control Language Interpreter User Program Area Monitor

14 MR Caracteristicas HW Protección de memoria memoria del MR no puede ser alterada por el programa usuario. Instrucciones privilegiadas Pueden ser ejecutadas solamente por el monitor Interrupciones Da la flexibilidad de dejar o tomar control al programa usuario Timer prevenir del monopolio por parte del job

15 Evolución Sistema de Multiprogramación (por los 60)‏ El CPU puede ser compartido entre procesos, siempre y cuando estén varios programas en memoria y el proceso necesite esperar por completar una operación de E/S.

16 Multiprogramación Boundary Interrupt Processing Device Drivers Job Sequencing Control Language Interpreter Monitor job1 job2 job3 Boundary

17 MP Caracteristicas HW Soporte de Hw Interrupciones de E/S y posible DMA. Ejecutar instrucciones mientras está ocupado E/S Manejo de memoria Muchas tareas llevadas a memoria Soporte de Sw Scheduling (planificación de las tareas)‏ Rutinas para manejar contención de recursos

18 Evolución Tiempo Compartido (por los 65)‏ Extiende la multiprogramación para manejar la interacción con las tareas. El tiempo del procesador compartido entre múltiples usuarios. Mas de un usuario accede al sistema a través de terminales.

19 Tiempo Compartido Terminal Interrupt Processing Device Drivers Job Sequencing Control Language Interpreter Monitor job1 job2 job3 Terminal Usuarios free

20 TSS Caracteristicas HW Timer Protección del Sistema de Archivos

21 Componentes Manejador de procesos. Manejador de memoria. Manejador de Archivos. Entrada y salida. Sistema de protección. Redes. Shell.

22 Componentes Manejador de procesos.  Crear y eliminar  Suspender y resumir  Sincronización  Comunicación  Deadlock  protección

23 Componentes Manejador de memoria.  Usada, libre  Asignación y liberación dinámica  Protección

24 Componentes Manejador de Archivos.  Leer, escribir, remover  Guardar en disco.  Backup  Protección

25 Componentes Entrada y Salida.  Drivers  Sistema buffer  Creación y eliminación de archivos  Creación y eliminación de directorios  Protección

26 Componentes Protección.  Mecanismo de control de acceso  Distinguish between authorized and unauthorized usage

27 Componentes Redes.  Ruteo  Estrategias de Conexión  Seguridad y contención

28 Componentes Shell.  Busca el siguiente comando y lo ejecuta

29 Servicios Usuarios Ejecución de programas E/S Manejo de archivos Manejo de la correctitud y consistencia Comunicación Sistema Asignación de Recursos Contabilidad y Protección

30 Desafios en el diseño SO Sincronización Asegurar que los programas que esperan por I/O reciben la señal Ejecución deterministica Exclusión Mutua Permitir que solo un proceso a la vez realice transacciones sobre una porción de data Abolir Deadlock Prevenir situaciones donde dos o mas programas esperan indefinidamente.

31 System call Invocaciones de Servicios del SO a través de llamadas al sistema, las cuales provocan una transferencia de control al kernel quien maneja el requerimiento solicitado por el procesos. Una vez atendido retorna el control al usuario.  Control de Procesos : (fork, exec, exit, wait)‏  Manipulación de Archivo: ( read, write,open,close)‏  Manipulación de Dispositivos: (open, close)‏  Información: (time, gettimeofday)‏  Comunicaciones: (pipe, socket, rpc)‏

32 Unix Kernel Kernel Gen'erico de Unix

33 Estructura del Shell  A stripped down shell while (TRUE) {/* repeat forever */ type_prompt( ); /* display prompt */ read_command (command, parameters)/* input from terminal */ if (fork() != 0) {/* fork off child process */ /* Parent code */ wait(); /* wait for child to exit */ } else { /* Child code */ execvp (command, parameters); /* execute command */ }

34 Iniciando el shell  The init program runs getty on all ports  Detecting a terminal getty runs login  Typing in a user name and a password – login checks the passwd file and if correct runs a shell – the one specified in the UID entry  The shell is run with that user ID environment parameters  The user process runs the shell

35 Programas Utilitarios en Unix

36 Estructura de un S.O. Sistema Monolitico Service Routines Utility procedures

37 Maquina Virtual  The extreme layered approach identical bare machine  Provide an interface identical to the underlying bare machine  OS creates multiple processes, each executing on its own processor and own (virtual) memory separate resources  Virtual machines provide complete protection of system resources - even separate resources exact  Difficult to implement, due to the effort required to provide an exact duplicate of the underlying machine  Recent use – run MS-DOS on top of Windows

38 Maquina Virtual

39 Cliente-servidor ClientFile Server Process Server Kernel Machine1 Machine2 Machine3 Machine4..... Distributed System (Micro)Kernel Client Process Client Process... File Server Memory Server

40 Sistema Distribuido