75-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2013 1

Facultad de IngenieríaUniversidad de Buenos Aires

75-08 Sistemas OperativosLic. Ing. Osvaldo ClúaLic. Adrián Muccio

2014

El Zoo en el que viven losSistemas Operativos

El Zoo en el que viven losSistemas Operativos

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¿Qué es un Sistema Operativo?¿Qué es un Sistema Operativo?

● Un programa que hace de intermediario entre el usuario de la computadora y su Hardware– Oculta los detalles finos de la arquitectura.

● Un programa que administra los recursos de un Sistema de Computación.– Permite administrar el tiempo de procesador y

el espacio (memoria, disco, Desktop, etc).

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MainframesMainframes

● IBM Z10– Z/OS, Linux,

VM Hypervisor.– Gran capacidad de I/O,

servers para e-comerce a gran escala

– Seguridad y disponibilidad● Transaction processing● Batch Computing

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Servers Servers

● Destinadas a ofrecer servicios a través de una red.– Solaris, Aix, Linux,

FreeBSD, Mac OSX Server, Windows Server 8.

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Computación de Alto RendimientoComputación de Alto Rendimiento

1° puesto del TOP500 HPL List (Jun-2013):Tianhe-2, 33.86 petaflop/s. DUPLICA al anterior N° 1 Titan 1º puesto del TOP500 HPL List (Nov-2012):Titan - Cray XK7 1° puesto del TOP500 HPL List (Junio/2012):IBM Sequoia Lawrence Livermore National Laboratory 1º puesto del TOP500 HPL List (noviembre/2011):RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) 8.1 Pflops y máximo de 10 Pflops

1º puesto del TOP500 HPL List (noviembre/2010):National Supercomputing Center in Tianjin2.56 Pflops y máximo de 4.7 Pflops

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Tianhe-2 (Milky Way-2)Tianhe-2 (Milky Way-2)

● 33.86 petaflops● 54.9 petaflops

teórico● 3.12 Mcores● 1024 GB ● Kylin Linux● 390 M U$S

National University of Defense Technology, Changsha, Huanan, Rep. Popular China.China posee 66 de las TOP500. 22-Jun-2014 Retiene el primer puesto.

16000 nodos compuestos por 2 procesadores Intel Ivy Bridge Xeon y 3 chips Xeon Phi

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Titan - Cray XK7Titan - Cray XK7

● 17.32 petaflops● 560,640 cores● 710 terabytes ● Cray Linux

Enviroment

Combina CPUs de 16-cores AMD Opteron y aceleradores GPUs NVIDIA Tesla K20 Picos teóricos de 20 petaflops Consume el equivalente a 9000 hogares

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IBM SequoiaIBM Sequoia

● Parte del proyecto Blue Gene

● 16.32 petaflops● 705,024 sockets● 1,572,864 cores● Red Hat Linux

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CRAY XT5-HE Jaguar CRAY XT5-HE Jaguar

2.595 Pflops de rendimiento teórico para un sistema combinado (2.332 Pflops de XT5 and 0.263 Pflops de XT4)

255.584 nucleos de procesamiento

XT5: 37.376 procesadores AMD six-core Istanbul OpteronTM de 2,6 gigahertz (224.256 nucleos)

XT4: 7.832 procesadores AMD four-core Budapest OpteronTM 2,1 gigahertz (31.328 nucleos)

Red InfiniBand conecta los componentes XT5 y XT4. Interfaz y router Red Cray SeaStar

362 terabytes de memoria del sistema (3 veces mas grande que el 2º sistema mas grande)

284 gigabytes per second: Unmatched input/output bandwidth para leer y escribir

Almacenamiento configurable: Spider, a 10-petabyte Lustre-based shared file system

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CRAY XT5-HE Jaguar CRAY XT5-HE Jaguar

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Computación de Alto Rendimiento IBM RoadRunner

Computación de Alto Rendimiento IBM RoadRunner

● Primer Supercomputadora en sobrepasar el petaflop en May-2008● Se retiró en Mar-2013● 6.948 chips dual-core AMD OpteronTM (procesamiento estándar) y● 12.960 procesadores PowerXCell 8i (procesamiento matemático y

CPU intensivo) .● 3.456 unidades tri-blade (400 gigaflops (109 flops) cada una).

● 1 configuración tri_blade se compone de: 2 blade servers basados en PowerXCell 8i (IBM BladeCenter® QS22) y un blade basado en AMD (IBM BladeCenter LS21).

● 10.000 conexiones InfiniBand® y Gigabit Ethernet que requieren 57 millas (91,73 km) de cables de fibra óptica.

● 80 terabytes de memoria, pesa 500.000 libras (226,8 ton) ● se aloja en 288 IBM BladeCenter racks que ocupan 6.000 pies2

(557,5m2).● Algunas Imágenes

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Aplicaciones HPCAplicaciones HPC

● Aplicaciones de Procesamiento CPU Intensivas (Simuladores, Genoma, Cosmología, etc)– Linux

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Server Operating SystemServer Operating System

● Generalmente sólo presenta la línea de comando.

● Administrado a través de la red.– En forma nativa o usando EFI.

● Windows server 2008 Core● Ubuntu Server Administrado por

Webmin

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Personal ComputersPersonal Computers

● Sus capacidades la hacen útil para ser operada sin conocimientos especiales.– Desktop, Notebook,

Tablet, SubNotebook– Win, Mac, Linux

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Tablets, PDA Tablets, PDA

● Forman parte de Teléfonos, tabletas Consolas, Media Players.– Windows Embedded,

Linux, Web_OS,Symbian, Android, iOS , Chrome OS, BlackBerry

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ConsolasConsolas

●En 2012 estamos entre la 7ma y 8ava generación de consolas. (ciclos de 5 años)

●Todas traen alguna forma de distribución por Internet.

●Wii IOS (un Linux modificado), XMB, Windows 8.

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Embedded Operating SystemsEmbedded Operating Systems● Dispositivos que no aceptan

instalación de nuevo software por el usuario– PLC, TV, DVD, Automóviles.– Linux, OSEK,

Windows XP Embedded

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Desarrollo de una aplicaciónempotrada

Desarrollo de una aplicaciónempotrada

Sistema Operativo

Base

DesarrolloAplicación

Prueba

Link-Edición Aplicaciónempotrada

Descarga

●Xilinx●Matlab RTW●Ada - Lego

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ClusterCluster

●Un grupo de computadoras interconectadas por una red local de alta velocidad.

●Se comportan como si fuesen una única computadora.

Linux,Windows HPC

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Clusters de Alta DisponibilidadClusters de Alta Disponibilidad

● Nodos redundantes para casos de falla.

– HP ServiceGuard– IBM HACMP. – Linux-HA .– Microsoft MSCS y

WSFC 2008– Oracle Clusterware

– Sun Cluster– RedHat CLuster

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Otros tipos de ClusterOtros tipos de Cluster

● Balance de Carga.

● Cálculo– Beowulf– MPI– PVM

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GRIDGRID

• Es una infraestructura que lógicamente agrupa o recursos distribuidos. (Cluster Virtual)– Alcance mundial y sistemas abiertos (BOINC)

Grid Resource Broker

Resource Broker

Aplicación

Grid Information Service

Grid Resource Broker

Base de DatosR2 R3

RN

R1

R4

R5

R6

Grid Information Service

2

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Cloud ComputingCloud Computing

● Es un tipo de computación en el cual recursos virtuales que son dinámicamente escalables se proveen como servicios sobre la Internet.

● Los usuarios no necesitan tener conocimientos, ni ser expertos en, ni tener control sobre la infraestructura de la nube que usan.

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Cloud Computing (2)Cloud Computing (2)

● Algunos servicios posibles son:– Infraestructura (infrastructure as a

service (IaaS))– Plataformas (platform as a service (PaaS))– Software (software as a service (SaaS))

● Muchos de los servicios que provee Cloud computing son aplicaciones comerciales comunes online que se acceden por un navegador WEB y el software y los datos residen en los servidores.

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Cloud StorageCloud Storage

● Proveen servicios de almacenamiento y sincronización y sharing.

– Archivos, Música, Fotos, Documentos, Videos, Aplicaciones.

– Azure, iCloud, UbuntuOne, Google Cloud,– Dropbox, SugarSync, Shozu– Oracle Storage Cloud Service

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Infrastructure as a ServiceInfrastructure as a Service

● Oferta de servicio de infraestructura (típicamente plataformas virtualizadas)

● Amazon EC2● Eucaliptus● Nimbus● Oracle IaaS● FibertCorp

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Platform as a ServicePlatform as a Service

● Provee la plataforma y un ambiente de desarrollo y soporte (Solution Stack)

● WolfFrameworks (.net)● GoogleCode ● Azure (De Microsoft)● RollBase● Oracle Cloud Solutions

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Software as a ServiceSoftware as a Service

● Es un SOA provisto por terceros.– Proclive a la

Tragedia de los bienes comunes– Adobe Air– Amazon Services– PayPal– Google Custom Search

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Tiempo RealTiempo Real

● NO confuindir con Sistemas ONLINE.– Las aplicaciones tiene

deadlines.– Lista En la Wikipedia– Linux, QNX, TinyOS,

VxWorks

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MultiprocesadoresMultiprocesadores

● Mas de un procesador en el mismo chip o board.– Los sistemas tienden a esta

arquitectura desde el fin de Moore.

– La paralelización está limitada por la ley de Amdahl.

– Soportado en todos los SO de Desktop.