Introduccin a la computacin e ingeniera de software

Unidad 2 - Principios de la computacinSesin 4 Sistemas Operativos

Fany SoberoCesar Molina

Objetivos

COMPETENCIA Conocer los conceptos e instrumentos que son

base para la computacin. CAPACIDADES Explica el rol del sistema operativo en la

computadora Comprende y explica el rol de las redes en el

desarrollo de las comunicaciones.

Definicin

Un Sistema Operativo es un programa que acta como interfaz entre el usuario y el hardware de un computador. Su propsito es proporcionar un entorno en el cual el usuario pueda ejecutar programas de una manera cmoda 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 ejecucin de mltiples

programas al mismo tiempo. Proteger los recurso de la computadora De acciones de no intencionadas y acciones

intencionadas.

Evolucin de la computacin distribuida Procesamiento por lotes (Batch) Colas de trabajos Tiempo compartido Multi-tarea: mltiples tareas para un nico usuario Procesamiento interactivo Procesamiento en tiempo real

Programacin de tareas en maquinas multiprocesadores

Procesamiento por Lotes

Aos 60s y 70s

Procesamiento interactivo

80s

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 distincin entre ellos. MS afirma que el media player es parte del S.O En la EU (Unin Europea) ofrecen una versin sin media player.

Tipos de software Componentes de un sistema operativo

Shell: modulo que se comunica con los usuarios GUI: Interfaz grfica de usuarios CLI: Interfaz de lnea de comandos

Kernel: contiene componentes que realizan las funciones bsicas requeridas: Gestin de archivos Manejadores de dispositivos Gestin de memoria Planificacin y despachador

Componentes de un sistema operativo Shell

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 : Posicin de un archivo dentro de una jerarqua de directorios.

Descriptor de archivo: Informacin requerida para acceder a un archivo.

Gestor de archivos

Las responsabilidades del S.O. con respecto a la gestin de archivos son las siguientes: Manipulacin de archivos: crear, borrar, leer,

escribir, modificar propiedades, etc. Manipulacin de directorios. Ubicar los archivos y directorios en los

dispositivos de almacenamiento secundario. Facilitar ciertos servicios: copia de seguridad,

gestin 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 fsica RAM : Voltil, se pierde si no hay electricidad ROM: No es voltil, pequea y requerida para el

encendido del computador. Cache: pequea y rpida, sirve para aumentar la

velocidad de procesamiento. Almacenamiento masivo Discos duros Cd o dvd Flash

Principales componentes de HW

CPU Donde se realizan los clculos 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 travs 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 esttico de instrucciones Es una accin que el CPU puede realizar

Procesar: la actividad de ejecutar un programa

Estado del proceso: Estado actual de la actividad de procesar: Fotografa de las partes relevantes de un proceso La siguiente instruccin a ejecutar Acciones completadas parcialmente que ya no se

encuentran en memoria.

Procesos

Estados de un proceso: Nuevo: recin creado por el S.O. En ejecucin: est en la CPU ejecutando instrucciones Bloqueado: esperando por algn evento (ej. una operacin de

E/S) Preparado: esperando a que le asignen un procesador (CPU) Terminado: no ejecutar ms instrucciones

Administracin de procesos:

Scheduler (Planificador) Guarda el estado de todos los procesos en una

tabla, generalmente guarda la siguientes informacin: Listo o en espera Prioridad Informacin adicional: pginas 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 ejecucin Realiza el cambio de estado del proceso, cuando

el tiempo asignado a un proceso termina.

Tiempo compartido entre los procesosA y B

Administracin de la competencia por un recurso Semforo : es un concepto de sw, pensado

como una bandera que indica si el recurso se encuentra en uso. La verificacin de la bandera y su actualizacin debe

ser realizada en conjunto para un adecuado uso. Regin crtica: secuencia de instrucciones que

debe ser ejecutada por solo un proceso a un tiempo determinado. Protegido por un semforo.

Exclusin mutua: requerimiento para la ejecucin apropiada de una regin crtica.

Tipos de S. O. Algunos sistemas operativos comerciales

Windows. Distintos tipos: Para servidores: NT Server, 2000 Server, Server 2003, XP

profesional. Para clientes o domsticos: 2000, XP Home, Vista Home. Para equipos especiales (PDAs, mviles, 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 informticos; la importancia de este aspecto es cada vez mayor en funcin de la proliferacin de las redes de computadoras. El nivel de criticidad y de confidencialidad de los datos administrados por los sistemas informticos es cada vez mayor:

SEGURIDAD

Ej.: correo personal, transferencia de fondos, control de manufactura, control de sistemas de armas, control de trfico areo, control de implantes mdicos (marcapasos, etc.).

Los sistemas deben funcionar ininterrumpidamente y sin problemas.

Seguridad Una de las principales tareas del S.O. Tiempo atrs cuando muchas personas

compartan un mismo computador: Se cuidaba de que un proceso no afecte los

procesos de otras personas. Se protegan los archivos. Solo se podan leer y

cambiar archivos al cual se estaba autorizado. Solo personas autorizadas usaban la

computadora (recursos caros)

Seguridad: Alternativas

Slo las personas autorizadas poseen algoque les permite el acceso: Key, id-card, retina, etc

Slo las personas autorizadas conocen algo que les permite el acceso: Password, cdigos especiales, etc.

Seguridad: detectar errores o ataques desde afuera Para la proteccin de las computadoras se usa

generalmente un usuario y contrasea. Problemas:

Robo de claves Uso de muchas contraseas Generacin automtica de claves de visitantes

Contramedidas Siempre informar al usuario la fecha y hora de su ltimo logeo Reportar contraseas 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 slo desde el

kernel. Acceso a dispositivos a travs del kernel.

Preguntas de comprobacin

Qu es un sistema operativo? Cual es la funcin del Shell? Mencione y explique los tipos de software Qu es el booting? Qu es el Scheduler?