PDF de programación - Memoria - Gestión de Procesos en los Sistemas Operativos

TFC: ARQUITECTURA DE COMPUTADORES
Y SISTEMAS OPERATIVOS



MEMORIA

GESTIÓN DE PROCESOS EN LOS

SISTEMAS OPERATIVOS

ALUMNO: Francisco Javier Serrano Castaño

CONSULTOR: Francesc Guim Bernat

TFC: Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos



Resumen



En los últimos años se puede apreciar cómo, dentro de los tres Sistemas Operativos más

utilizados para computadoras personales, hay una especie de batalla por presentar cual

ofrece mejores prestaciones. Estos tres sistemas mencionados son Windows 7 de

Microsoft [8], Ubuntu de Linux [6] y Mac OS X de Apple [7].

Por ello en este Trabajo Fin de Carrera (TFC) se realizará una comparación de los tres

sistemas operativos mencionados respecto al rendimiento que ofrecen sobre el servidor

web Apache instalado en cada uno de ellos. Antes de realizar dichas pruebas, se

describirán cómo cada uno de los sistemas operativos maneja la gestión de procesos,

gestión de memoria, etc. Se realizará una descripción de cada uno de ellos respecto

sobre cómo realizan dichas funciones. Con ello se pretende tener una base sobre la cual

fundamentar posteriormente los resultados obtenidos de las pruebas con los procesos

que genere el servidor web Apache [11].

Cabe mencionar que la instalación de los sistemas operativos será llevada a cabo a

través de máquinas virtuales, utilizando para ello como software de creación y gestión

de las mismas VMware [13]. Se utilizará dicho software por la experiencia y robustez

para albergar a los tres sistemas operativos a evaluar. Se ha elegido este tipo de

instalación debido al creciente auge de la instalación de equipos virtuales, por lo que se

podrá comprobar también el rendimiento de cada uno de los sistemas instalados en

dichas máquinas virtuales.

La realización de la práctica se utilizará en concreto los siguientes Sistemas Operativos:

Windows 7 Profesional, Ubuntu 10.10 y Mac OS X 10.6. En cada uno de los sistemas

se configurará el servidor Web Apache, al que se le realizarán una serie de test con los

que se podrá comprobar las diferencias de rendimiento de unos sistemas a otros.



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TFC: Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

Índice General

1- Introducción

1.1 Objetivos del TFC

1.2 Enfoque del TFC

1.3 Planificación del TFC

1.3.1 Recursos de software y hardware

1.3.2 Tareas y coste del proyecto

2- Sistemas Operativos

2.1 ¿Qué es un Sistema Operativo?

2.2 Clases de Sistemas Operativos

2.3 Máquina Virtual

3- Gestión de Procesos

3.1 Definición

3.2 Estados de un proceso

3.3 Planificación de un proceso

3.4 Creación y destrucción de procesos

4- Gestión de Memoria

4.1 Memoria principal

4.2 Memoria virtual

4.2.1 Traducción de página virtual a física

4.2.2 Paginación

4.2.3 Segmentación

4.3 Gestión de Memoria en UNIX

4.4 Gestión de Memoria en Windows



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TFC: Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

5- Implementación

5.1 Hypervisor

5.1.1 Concepto de Hypervisor

5.1.2

Instalación del Hypervisor

5.1.3 Creación y configuración de máquinas

virtuales

5.1.4

Instalación del Sistema Operativo



5.2 Sistemas Operativos

5.2.1 Configuración

5.2.2 Servidor Web apache

5.2.2.1 Conceptos

5.2.2.2

Instalación y configuración

5.3 Benchmarking

5.3.1 Descripción y tipos

5.3.2

Instalación y configuración

6- Evaluación de los Sistemas Operativos

6.1 Test inicial

6.2 Cambios de configuración

6.3 Test final

7- Análisis de resultados

8- Conclusiones

9- Bibliografía y enlaces



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TFC: Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

1. Introducción



1.1. Objetivos del TFC

El objetivo principal del trabajo es la de realizar un estudio comparativo de los

diferentes Sistemas Operativos a estudiar respecto al rendimiento que ofrecen respecto

a un mismo problema. En este caso se trata de los sistemas; Windows 7 Profesional,

Ubuntu 10.10 y Mac OS X 10.6.

El problema a tratar será ver la respuesta del servidor web apache ante un

benchmarking [24], es decir, utilizar una aplicación que mediante técnicas de fuerza

pueda medir el rendimiento de ciertas aplicaciones o hardware, en este caso de la

aplicación Apache, y compararlo entre los tres sistemas operativos mencionados. Las

aplicaciones que se utilizarán para realizar el benchmarking son: JMeter [25] y ab

[26].



1.2. Enfoque del TFC

Este proyecto se inicia con una fase teórica en la que se realizará una breve

descripción de distintos aspectos de dicho trabajo, entre los cuales nos encontramos la

definición de sistema operativo y las clases de sistemas que vamos a tratar en el

trabajo. Además se habla de qué es una máquina virtual, ya que en este trabajo los

sistemas a utilizar serán instalados sobre máquinas virtuales.

Otros aspectos a destacar, son los relativos a la gestión de procesos y gestión de

memoria por parte de los sistemas a tratar. Se explicarán en qué consiste esta gestión y

cómo realiza la misma cada uno de los sistemas operativos, por lo que se puede ir

realizando una primera comparación de los sistemas respecto al tratamiento que cada

uno realiza en su funcionamiento o procesamiento de tareas.

En una segunda fase más práctica, se realizará la instalación de un Hypervisor o

monitor de máquina virtual, en este caso del Hypervisor VMware, en una máquina

para posteriormente crear las máquinas virtuales donde se instalarán cada uno de los

sistemas operativos a analizar.

En estos sistemas operativos tendremos que instalar el servidor web apache, que

será el proceso que medirá el rendimiento de los mismos. Este servidor será objeto de

distintas configuraciones para ver los cambios de rendimiento producidos en el mismo.



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TFC: Arquitectura de Computadores y Sistemas Operativos

Para medir el rendimiento del servidor web Apache se utilizarán herramientas de

benchmarking [24]. Estas herramientas serán instaladas y configuradas en un equipo

distinto al utilizado anteriormente para realizar las mediciones de rendimiento de los

mismos.

En una última fase, se analizarán los resultados obtenidos en los test, y se

realizarán las conclusiones pertinentes.



1.3. Planificación del TFC


1.3.1 Recursos de hardware y software

En este apartado se detallan los recursos necesarios para llevar a cabo el

trabajo. Respecto al hardware, necesitamos lo siguiente:

- Dos PCs con un equipamiento similar al siguiente: procesador Core 2

Duo o similar, 4 GB memoria RAM, 160 GB de HD (Disco duro),

tarjeta de red mínimo a 100 MB/s. El coste de dichos equipos rondan los

450 €

- Conexión entre los dos PC, ya sea mediante un cable cruzado conectado

directamente sobre las tarjera de red de los dos equipos, es la manera

más económica, o bien a través de un conmutador o switch.

Respecto al software necesario:

- El PC que realizará el test tendrá instalado Windows 7 Profesional, con

un coste de 278 €.

- El PC con las máquinas virtuales tendrá instalado un Hypervisor sobre

Windows 7 Profesional (coste 278 €), se va a utilizar VMware

WorkStation 7 [16], debido a su potencial, compatibilidad con los

sistemas operativos a analizar. Coste 153€.

- Los sistemas operativos que se analizarán; Windows 7 Profesional,

Ubuntu 10.10 y Mac OS X 10.6. Excepto Ubuntu los otros dos sistemas

son propietarios, con un coste aproximado de 278 € en el caso de

Windows y 29€ en el caso de MAC OS X 10.6.

- Servidor web Apache [11], que será el proceso a analizar en cada uno de

los sistemas, es una aplicación gratuita.



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- Las herramientas de Benchmarking; JMeter [25] y ab [26]. Todas las

elegidas son gratuitas y relacionadas con Apache.



1.3.2 Tareas y coste del proyecto

En este apartado se va a exponer las tareas en las que consta el proyecto, así

como el coste en tiempo empleado en cada una. Se ha estimado que el coste por

hora de trabajo es de 50 €/h, en el cual se ha incluido las licencias, consumo

eléctrico y coste de la persona/h. En el mismo no se ha contemplado el coste de

hardware de los equipos, ya que este puede variar según modelos.

- Creación del plan de trabajo (total 10 horas). Esta fase considerada como

una de las más importantes del mismo, ya que una vez elaborada

correctamente nos servirá como guía para el resto del trabajo. En la misma

se realiza una búsqueda superficial de información para tener claro el

contenido que va a tener dicho trabajo. A esta fase corresponde todo el

apartado Introducción del proyecto.

- Documentación (Total 5 horas). En esta fase se realiza la búsqueda de

documentación necesaria para el proyecto, la cual quedará reflejada en el

apartado de bibliografía y enlaces.

- Comparación teórica de los Sistemas Operativos (Total 20 horas). En esta

fase se hará mención a todos los aspectos técnico-teóricos que expliquen

qué es un sistema operativo, y como cada uno de ellos gestionan los

procesos, memoria, archivos de sistema, etc.

-

Instalación y configuración del PC con Hypervisor. (Total 6 horas). Esta

tarea consta de la instalación del equipo donde se instalarán las máquinas

virtuales. Una vez se instala el sistema operativo Windows 7 Profesional, se

instalará el