PDF de programación - Capítulo 5 - Sistemas operativos

Capítulo 5

Sistemas operativos

Autor: Santiago Felici
Fundamentos de Telemática

(Ingeniería Telemática)

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Sistemas operativos

• Definición de Sistema Operativo
• Partes de un Sistema Operativo
• Servicios proporcionados: carga de

programas

• Arquitectura cliente-servidor
• Algunos conceptos
• Algunos Sistemas Operativos

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¿QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?

Un Sistema Operativo (SO) es un software que proporciona un acceso
sencillo y seguro al soporte físico del ordenador (hardware), ocultando
al usuario detalles de la implementación particular y creando la ilusión
de existencia de recursos ilimitados (o abundantes). Máquina Virtual.

Otra definición, es el de un programa que actúa como intermediario entre el

usuario de la computadora y el hardware de la computadora.

Aplicaciones de usuario

Sistema Operativo

Hardware

Interfaz con la Máquina Virtual

Interfaz con el Hardware

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Objetivos del Sistema Operativo

• Ejecutar programas del usuario y resolver los

problemas del usuario de manera fácil y sencilla.

• Hace que la computadora sea fácil y conveniente de

usar.

• Utiliza el hardware de la computadora de forma

eficiente.

Usuarios

Software de aplicaciones
Software del Sistema
Sistema Operativo

Hardware

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Sistemas operativos

• Definición de Sistema Operativo
• Partes de un Sistema Operativo
• Servicios proporcionados: carga de

programas

• Arquitectura cliente-servidor
• Algunos conceptos
• Algunos Sistemas Operativos

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PARTES DE UN SISTEMA OPERATIVO (1/3)

1. Manejo de Procesos (programa en ejecución: ejecutable, datos,
pila, contador, registros...) Tareas de las que el SO es responsable:

• Creación y terminación de procesos
• Asignación/actualización/liberación de recursos
• Suspensión y reinicio
• Sincronización entre procesos
• Comunicación entre procesos
• Solución de “trampas” y bloqueos

2. Manejo de Memoria. “Almacén” (array) de datos direccionables (y
por lo tanto accesibles) por la CPU y algunos dispositivos de E/S
(DMA). Tareas de las que el SO es responsable

• “inventario” del uso de memoria
• selección de procesos a cargar en memoria
• reserva/liberacion de memoria
• conversión de direcciones virtuales
• protección de memoria

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PARTES DE UN SISTEMA OPERATIVO (2/3)

3. Manejo de Ficheros. La función del SO es abstraer las propiedades

físicas del dispositivo de almacenamiento, proporcionando una unidad
lógica de almacenamiento. Tareas de las que el SO es responsable

• creación y eliminación de ficheros
• creación y eliminación de directorios
• proporcionar primitivas para la modificación de ficheros
• asignar/manejar permisos de acceso a ficheros
• realización de copias de seguridad

4. Manejo de Dispositivos de Entrada/Salida. La función del SO es

abstraer las propiedades físicas del dispositivo de Entrada/Salida, así
como coordinar el accesos a los mismos de múltiples procesos.
Tareas específicas:

• manejo de memoria para acceso directo, buffering y
acceso a memoria “cache”
• Proporcionar la interfaz entre el usuario y el dispositivo
• Proporcionar la interfaz entre el sistema y el dispositivo

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PARTES DE UN SISTEMA OPERATIVO (3/3)

5. Manejo de Redes. La función del SO es proporcionar una interfaz
de acceso a dispositivos remotos, conectados a través de líneas de
comunicación.

6. Intérprete de Comandos. Proporciona la interfaz entre el usuario
y el sistema operativo. (Shell). Varía en complejidad de sistema a
sistema, desde los más simples por línea de comando a complejos
sistemas gráficos basados en ventanas (WindowsNT, LINUX KDE,
Solaris CDE,...)

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Iconos

Herramientas de una interfaz gráfica

Barra de herramientas

M
e
n
ú

Barra de Tareas

Ventana

9

Interfaz de línea de comandos
Línea de comandos

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• Partes de un Sistema Operativo
• Servicios proporcionados: carga de

programas

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• Algunos conceptos
• Algunos Sistemas Operativos

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SERVICIOS PROPORCIONADOS POR EL SO

1. Ejecución de Programas (programa en ejecución: ejecutable,

datos, pila, contador, registros...)

2. Operaciones de E/S
3. Manipulación de ficheros
4. Comunicaciones
5. Detección de errores
6. Asignación de recursos
7. Contabilidad
8. Protección

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Carga y ejecución de Programas

v Multiusuario: Permite a dos o más usuarios ejecutar programas al

mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten cientos o hasta
miles de usuarios concurrentes. Todos los Mainframes y
minicomputadores son multiusuario, a diferencia de la mayoría de los
computadores personales. Otro término para multiusuario es tiempo
compartido.

v Multiproceso: Soporta la ejecución de un programa en más de un CPU.
v Multimódulo: Permite que diferentes partes de un programa se

ejecuten concurrentemente.

v De tiempo real: Responde instantáneamente a las entradas. Los

sistemas operativos de propósito general, tales como DOS y UNIX no
son de tiempo real.

v Los términos multitarea y multiproceso suelen usarse indistintamente,

aunque el segundo implica que hay más de un CPU involucrado.

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• Definición de Sistema Operativo
• Partes de un Sistema Operativo
• Servicios proporcionados: carga de

programas

• Arquitectura cliente-servidor
• Algunos conceptos
• Algunos Sistemas Operativos

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Modelo o arquitectura Cliente-Servidor

• Para que la comunicación entre dos aplicaciones en una red se

lleve a cabo, uno de los programas de aplicación debe estar
esperando por requerimientos por parte del programa
llamador, también llamado cliente.

• Este modelo, un programa espera pasivamente y el otro inicia

la comunicación. Se conoce como el paradigma de
interacción cliente servidor.

• La aplicación que espera pasivamente es llamada SERVIDOR

y la que inicia el contacto es llamada CLIENTE.

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Características de los Clientes y Servidores
• Cliente:

– Es una aplicación normal que actúa como cliente cuando se

requiere acceso remoto.

– Es invocado directamente por el usuario y tiene una existencia

dada por la duración de la sesión del usuario.

– Corre localmente en el computador del usuario.
– Inicia activamente el contacto con un servidor.
– Ejemplo: cliente web o navegador, cliente de correo o agente de

usuario de correo, cliente DNS o resolvedor de nombres

• Servidor:

– Corre en un computador compartido.
– Espera pasivamente ser contactado por clientes remotos.
– Acepta ser contactado por clientes diversos clientes pero ofrece un

servicio bien definido.

– Ejemplo: servidor Web, servidor de correo, servidor de nombres,

...

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• Servicios proporcionados: carga de

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• Algunos Sistemas Operativos

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PnP (Plug and Play): es una tecnología para soportar la

instalación de dispositivos, que pueden usarse
inmediatamente después de conectarlos físicamente, sin
procesos adicionales. La capacidad PnP viene integrada
en los sistemas operativos Mac OS, Windows 95 y
posteriores, pero para usarlo, el BIOS del computador así
como las tarjetas de expansión deben también tener
soporte para PnP.

Kernel: es el módulo central del sistema operativo. Es la
parte que se carga primero y permanece en memoria
principal. Debido a esto, es importante que el kernel sea
lo más pequeño posible, pero provea todos los servicios
esenciales que requieren las otras partes del sistema
operativo y las aplicaciones. Normalmente, el kernel es
responsable por la administración de la memoria, los
procesos, las tareas y los discos.

Driver: es un programa de bajo nivel encargado de atender a

un dispositivo físico, ejecutado como resultado de
invocación desde el sistema operativo

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Paquetes de Software: son combinaciones de diferentes

programas que forman parte de una oferta comercial. Por
ejemplo, Microsoft Windows viene “empaquetado” con
muchas herramientas de software.

Archivo ejecutable (código objeto): Es un archivo cuyo
contenido tiene un formato que el computador puede
ejecutar directamente. A diferencia de los archivos o
códigos fuente, los ejecutables no pueden ser leídos por
las personas. Para transformar el código fuente
(programa con las instrucciones) en código ejecutable, se
necesita pasarlo a través de un programa compilador o
ensamblador..

Código Abierto : Es una certificación estándar generada por

la Open Source Initiative (OSI), indica que el código
abierto de un programa de computación está disponible
para el público en general, libre de cargo

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Software Propietario : Se refiere a los programas que

pertenecen y son controlados por alguien. En la industria
de la computación, propietario es lo opuesto de abierto.
Un diseño o técnica propietaria es la que pertenece a
una empresa y esto implica que no se han divulgado
especificaciones, que podrían permitir que otras
compañías duplicaran el producto.

Licencia de software: Permiso que se le otorga a un

individuo o grupo, para el uso de una pieza de software.
Casi todas las aplicaciones trabajan bajo la modalidad de
darle una licencia al usuario, en lugar de venderle el
programa. Existe una amplia gama de tipos de licencias
de software. Algunas se basan en el número de
máquinas en las que se ejecutará el programa y otras en
el número de usuarios que lo pueden utilizar.

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Piratería de software: Es la copia no autorizada de software.

Los usuarios incurren en este delito, cuando copian
programas y los distribuyen entre sus amigos y colegas,
sin costo alguno.

Software de dominio público: Se refiere a cualquier

programa que no está sujeto a Derechos de Autor. Este
software es gratuito y se puede usar sin restricciones.
Este término se usa a veces equivocadamente para
incluir freeware y shareware. El error radica en que estos
últimos sí están sujetos a Derechos de Autor.

Freeware: Software protegido por