Fundamentos de Informática E.U.P. Universidad de Sevilla. Capítulo 2: Sistemas operativos

Transcripción

1 Fundamentos de Informática E.U.P. Universidad de Sevilla Capítulo 2: Sistemas operativos

2 Índice ORGANIZACIÓN INTERNA DE UN COMPUTADOR Arquitecturas: Von Neumann y Harvard La CPU Estructura interna del procesador (CPU) Instrucciones del procesador. Encadenamiento de instrucciones Predicción de saltos La memoria Jerarquía de memoria Tecnologías de memoria Los periféricos Tipos y tecnologías Gestión de la E/S por parte de la CPU Entrada/Salida Buses Clasificación Ejemplos Gestión de la entrada/salida SISTEMAS OPERATIVOS Definición y funciones El planificador de tareas La gestión de E/S Seguridad y privilegios REDES DE COMPUTADORES Componentes Tipologías Software de red Internet Protocolos Servicios

3 SISTEMAS OPERATIVOS Programa que administra los recursos del ordenador (memoria, disco, red, etc.) a las diferentes aplicaciones que se ejecutan. En un sistema empotrado puede no existir. Aísla las particularidades de cada ordenador Un mismo programa puede funcionar en ordenadores diferentes. printf en un PC con Windows hace cosas muy diferentes que printf en un pequeño microcontrolador con pantalla LCD integrada.

4 SISTEMAS OPERATIVOS: Planificador de tareas Componentes Decide qué proceso va a usar la CPU durante los próximos instantes. Responsable de la multitarea. Proceso = cada uno de los programas que se están ejecutando en un momento dado en el ordenador. En Windows, pulsar Ctrl-Alt-Supr y elegir la pestaña Procesos. Gestor de memoria Asigna a cada proceso una porción de la memoria disponible. Cuida de que un proceso no invada el espacio de memoria de otro. Gestor de E/S Intermediario entre los procesos y los periféricos Un periférico es controlado por un controlador de dispositivo Sistema de ficheros Permite que existan los ficheros y directorios El usuario no tiene por qué preocuparse de la tecnología que usa el sistema de almacenamiento que está usándose. SD, disco duro, pendrive, DVD, carpeta compartida en red

5 Planificador de tareas SISTEMAS OPERATIVOS: Planificador de tareas Dicta qué proceso debe usar la CPU en cada momento. Crea la ilusión de que cada proceso se ejecuta a la vez que los demás (multitarea) Según sea el planificador, dos tipos de multitarea: Cooperativa: un proceso usa la CPU hasta que él mismo decide (con una instrucción) que le pasa el turno a otro. Apropiativa: el planificador de tareas cede la CPU a un proceso, pero sólo durante un tiempo máximo. Si se agota, le pasa el control a otro proceso. Sistemas operativos de Tiempo Real: planificador especial. Habituales en sistemas empotrados Pocas tareas, pero deben tratarse de forma diferente Tarea recolectora de datos Se ejecuta de forma periódica, o cada vez que hay datos nuevos. En el primer caso, se admite una cierta desviación de la periodicidad. Tiene prioridad sobre la siguiente. Ej: en una central eléctrica, la tarea que mide periódicamente la producción de KWh Tarea de presentación de resultados Es la tarea con menos prioridad. Sólo se ejecuta cuando no hay ninguna otra tarea más prioritaria pendiente. Ej: la tarea que presenta al operario en pantalla la información de la producción de la central. Alarmas Es la tarea más prioritaria. Debe ejecutarse tan pronto se reciba un aviso importante para el sistema Ej: la tarea que se ejecuta en respuesta a una subida brusca de la intensidad generada (cortocircuito): el sistema debe actuar lo más rapidamente posible cortando la línea afectada para evitar accidentes.

6 SISTEMAS OPERATIVOS: Gestión de E/S Aisla las peculiaridades del hardware de los periféricos a los programas. Uniforme: tareas similares se realizan de la misma forma, aunque el dispositivo sea diferente. Escribir en la pantalla: fprintf (stdout, Hola, mundo ); Escribir en un fichero: fprintf (fd, Hola, mundo ); Escribir en la impresora: fprintf (stdprn, Hola, mundo ); Enviar un mensaje por la red: fprintf (sk, Hola, mundo ); fprintf ( XXX, Hola, mundo! ); NO NO NO Es la pantalla? Es la impresora? Es la red? Es el disco duro? NO SI SI Hola, mundo! SI SI ERROR! No puedo escribir. Hola, mundo! Hola, mundo! Hola, mundo!

7 Usuarios SISTEMAS OPERATIVOS: Seguridad Persona a la que se le permite el acceso a un sistema El administrador le da un nombre de usuario y una contraseña de acceso. Todo proceso pertenece a un usuario Un usuario tiene ciertos privilegios Le permiten o le prohíben hacer ciertas cosas Administrador: tiene todos los privilegios Invitado: puede guardar documentos en su espacio y ejecutar programas ya instalados, pero no puede instalar otros. Si un usuario no puede borrar un fichero, cualquier programa que él ejecute, no podrá borrar ese fichero. Los virus y demás programas maliciosos basan su éxito en que, por defecto, los usuarios tienen todos los privilegios en un sistema.

8 Direcciones de internet Necesitamos identificar destinatario y emisor de la información. Direcciones IP: Numero binario de 32 bits. Se representa dividiéndolo en 4 grupos de 8 bits, pasados a decimal, y separados por puntos. Ej: Privadas: asignadas por la empresa o gestor de red. Pertenecen a uno de estos rangos: : direcciones diferentes : direcciones diferentes : direcciones diferentes Públicas: asignadas por la IANA Necesaria para poder usar Internet Se asignan de forma dinámica a los usuarios domésticos Una IP pública puede ser compartida por varios ordenadores

9 DNS Direcciones del sistema de dominios (DNS). Funciona como un listín telefónico Asocia direcciones IP con nombres más sencillos de recordar. Jerarquiza los ordenadores y servicios existentes en la red. Un servidor pertenece a un departamento, que a su vez pertenece a una corporación, que a su vez está en un país www atc us es Departamento de ATC Universidad de Sevilla Sevilla España España Universidad de Sevilla Departamento de ATC Servidor web Las asigna un organismo internacional: InterNIC. Hay organismos nacionales que se encargan de lo mismo para dominios primarios locales. Ej: En España ESNIC, gestiona dominios acabados en.es Dominios internacionales:.com,.org,.net

10 DHCP Otros protocolos y servicios usados en Internet Protocolo que permite que un proveedor de servicios de Internet asigne una dirección IP dinámica a un ordenador. Los proveedores de Internet envían por DHCP la dirección IP pública al router o al PC del usuario. Si se usa un router, éste envía a su vez por DHCP direcciones IP privadas a todos los PC s de la red interna (intranet). BOOTP / RARP Protocolos que permiten que un sistema empotrado (microcontrolador) pueda usar la red desde el mismo momento en que comienza a funcionar. HTTP El protocolo por el que se transmiten páginas web a un navegador FTP / TFTP Servicios y protocolos de transferencia de ficheros. TFTP es usado junto con BOOTP en el arranque remoto de sistemas empotrados. ONO lo usa para enviar los parámetros de velocidad al cablemódem. SSH Servicio que permite usar de forma remota un sistema usando comunicaciones encriptadas para mayor seguridad. Usa comandos de texto. P. ej: consolas de monitorización de sistemas remotos.