General

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
UserInterface
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
• transistors, batch systems multiple programs
  on Disk
• Third generation 1965 1980
• ICs and multiprogramming - user interaction
  (time-sharing)?
• Fourth generation 1980 present
• personal computers graphic user-interface
  (efficiency)?
• 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
• ltdatagt
• END

13
(No Transcript)
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
(No Transcript)
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
(No Transcript)
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
• Provide an interface identical to the underlying
  bare machine
• OS creates multiple processes, each executing on
  its own processor and own (virtual) memory
• Virtual machines provide complete protection of
  system resources - even separate resources
• 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
Memory Server
File Server
Client Process
. . . . . .
Client Process
(Micro)Kernel
Machine4
Machine3
Machine1
Machine2
Client
File Server
Process Server
. . . .
. . .
Kernel
Kernel
Kernel
Kernel
Distributed System
40
Sistema Distribuido