Introducción a los SOsDefinición y funcionesEvolución de los sistemas operativosComponentes de un sistema operativo

Gestión de procesosGestión de la memoria principalGestión de archivosGestión del sistema de E/SGestión de almacenamiento secundarioTrabajo con redesSistema de protecciónIntérprete de comandos

¿Qué es un Sistema Operativo?Un programa que actúa como intermediario

entre el usuario de una computadora y el hardware

Objetivos principales:Hacer el sistema cómodo de usarUtilizar el hardware de forma eficiente

Hardware

Sistema Operativo

Software del Sistema

Software de aplicaciones

Usuarios

Componentes del sistema de cómputoHardware - proveé los componentes básicos de

cómputo (CPU, memoria, dispositivos de E/S).

Sistema Operativo - controla y coordina el uso del hardware entre los varios programas de aplicación para los diferentes usuarios.

Programas de Aplicación - define las formas en que los recursos del sistema son utilizados para resolver los problemas de cómputo de los usuarios (compiladores, bases de datos, juegos de video, programas de negocios).

Usuarios (gente, maquinas, otras computadoras).

Otras PerspectivasUn SO convierte el la computadora en una

máquina virtualAísla al usuario de la complejidad del hardware

Un SO es un asignador de recursosGestiona los recursos como CPU, memoria, etc. y los

asigna a tareas del usuario

Un SO es un programa de controlControla la ejecución de programas para prevenir errores

y usos inapropiados de la computadora.

Definición de Sistema OperativoNo hay una definición universalmente aceptada

“Todo lo que el vendedor entrega cuando se compra un SO” se aproxima bastantePero es muy variable

“El programa que está siempre ejecutándose en la máquina” es la definición que habitualmente se acepta. Dicho programa es denominado kernel o núcleo

Un programa que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware de la computadora.

Evolución de los SOs Procesamiento en serie

Los trabajos se preparan y ejecutan uno a uno La preparación de trabajos requiere mucho tiempo

Procesamiento por lotes Se prepara un lote de trabajos y la computadora los ejecuta de

forma secuencial Reduce el tiempo de preparación de trabajos La CPU se queda ociosa cuando hay una operación de E/S

Multiprogramación Se mantienen varios trabajos en memoria, cuando uno hace E/S

se escoge otro para ocupar la CPU Mejora el rendimiento de las computadoras.

Esquema de la Memoria en sistemas Multiprogramados

Evolución de los SOs Tiempo compartido

Se conmuta rápidamente entre los procesos en ejecución Permite que varios usuarios puedan interaccionar con sus trabajos

simultáneamente

Sistemas multiprocesadores Consisten en varios procesadores compartiendo memoria Aplicaciones: fiabilidad, rendimiento, costo

Sistemas distribuidos Están formados por equipos autónomos conectados entre sí por líneas de alta

velocidad (ej. red local) El SO debe proporcionar transparencia en el acceso de los recursos de cualquier

equipo

Sistemas en tiempo real Las tareas poseen requisitos estrictos de tiempo El SO debe prescindir de algunos componentes para asegurar los requisitos de

tiempo

Gestión de ProcesosUn proceso es un programa en ejecución. Es una

unidad de trabajo en el sistema. Programa es una entidad pasiva mientras que

proceso es una entidad activaLos procesos necesitan recursos para realizar sus

tareas: CPU, memoria, E/S, archivos, etc. El sistema operativo realiza las siguientes

operaciones con los procesos:Crea y elimina procesosSuspende y reanuda procesosProvee mecanismos para la sincronización de procesosProvee mecanismos para la comunicación entre procesosProvee mecanismos para la gestión de interbloqueo

Gestión de la Memoria PrincipalLa memoria principal es un recurso al que la CPU

puede acceder directamente

Los programas deben estar en memoria antes de poder ser ejecutado.

El SO gestiona la memoria y para ello debe ser capaz de:Llevar el control de las partes de memoria usadas en cada

momento y de quién las usa.Decidir qué procesos o datos se cargan o se liberan de la

memoriaAsignar y liberar espacio de memoria conforme se necesite

Gestión de ArchivoUn archivo es una representación lógica uniforme

que hace el SO del almacenamiento de información.

De esta forma el SO abstrae las propiedades físicas de los dispositivos de almacenamiento

Los archivos se suelen agrupar en directorios

Las tareas que el SO realiza en relación a la gestión de archivos son:Crea y elimina archivos y directoriosProporciona primitivas para la manipulación de archivos y

directoriosEstablece una correspondencia entre los archivos y el

almacenamiento secundarioControla los accesos de usuarios y programas a los archivos

Gestión del Sistema de E/SUn propósito del SO es ocultar los detalles de

los dispositivos hardware al usuarioEl sistema de E/S se encarga de:

Planificar las peticiones de E/S para mejorar el rendimiento

Gestionar la memoria de E/S incluyendo caching: almacenamiento de datos en dispositivos

de acceso rápido para mejorar el rendimiento buffering: almacenamiento de datos temporalmente

mientras se transfieren

Gestión de Almacenamiento SecundarioEn los dispositivos de almacenamiento secundario

se suelen encontrar los datos permanentes y los que no caben en la memoria principal

La gestión correcta de este recurso es muy importante para una computadora

El SO se encarga de las siguientes actividades:Administración del espacio libreAsignación de almacenamientoPlanificación del discoFormateo de discosControl del sector de arranqueManejo de bloques defectuososAdministración del espacio de intercambio

Trabajo con RedesLos procesadores de un sistema distribuido

se conectan por medio de redes de comunicaciones

Cada máquina de la red puede ser diferente y cada una de ellas posee en general distintos recursos

El SO debe permitir el acceso a los recursos de las máquinas conectadas a la red

Sistema de ProtecciónLa protección se refiere a cualquier mecanismo para

controlar el acceso de los procesos o usuarios a los recursos definidos por el SO

La memoria y los dispositivos de E/S están protegidos

Existen instrucciones de máquina privilegiadas (sólo las debe ejecutar el SO)

Los sistemas distinguen los usuarios para determinar lo que puede hacer cada unoCada usuario posee un identificador: nombre y númeroEl identificador se asocia con todos los archivos y procesos

del usuario para determinar el control de accesoLos usuarios se pueden agrupar formando grupos con los

mismos permisos

Intérprete de comandosEs uno de los programas más importantes del SOActúa de interfaz entre el usuario y el SODiversos tipos de shell:

Gráficos: fáciles de usar (ej. basados en ventanas)Texto: muy potentes pero más difíciles de usar

Las órdenes emitidas al intérprete de comandos sirven para:Administrar procesosManejar la E/SAdministrar el almacenamiento secundarioGestionar la memoria principalAcceder al sistema de archivosProteger el sistemaTrabajar con redes