Definición Kernel Procesos Memoria Sistema de Archivos Seguridad y Protección Interfaz con el usuario GNU/Linux. Sistemas Operativos

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1 Sistemas Operativos Colaboratorio de Computación Avanzada (CNCA) 2015

2 Contenidos 1 Definición 2 Kernel 3 Procesos 4 Memoria 5 Sistema de Archivos 6 Seguridad y Protección 7 Interfaz con el usuario 8 GNU/Linux Modelos de licenciamiento GNU/Linux Distribuciones Características

3 Definición Cómo definir un Sistema Operativo?... es un programa que está en ejecución todo el tiempo.... es un intermediario entre el usuario y el hardware. Administrador de recursos: CPU Memoria Almacenamiento Dispositivos de entrada y salida Sirve como base para la ejecución de otros programas.

4 Definición Cómo definir un Sistema Operativo?... es un programa que está en ejecución todo el tiempo.... es un intermediario entre el usuario y el hardware. Administrador de recursos: CPU Memoria Almacenamiento Dispositivos de entrada y salida Sirve como base para la ejecución de otros programas.

5 Kernel Parte o componente principal del S.O. Se encarga de manejar las entradas del usuario, transformarlas en procesos de datos, utilizar dispositivos y evidenciar los resultados. Al iniciar, la computadora está en modo real. Este es un modo privilegiado con acceso sin restricciones a todos los recursos. El kernel se carga en este modo, se auto-protege y rápidamente pasa a modo protegido. En este modo, lo que se esté ejecutando no puede acceder directamente a los recursos sin pasar por el kernel. Comunicaciones del Kernel

6 Kernel El kernel se comunica con las apicaciones por medio de: IPC LLamadas al sistema (system calls) Otros El kernel se comunica con el hardware por medio de: BIOS Capa de abstracción de hardware (Drivers)

7 Kernel Tipos de núcleos de S.O.

8 Manejo de Procesos Programa: conjunto de datos e instrucciones utilizados para ejecutar un trabajo o tarea. Proceso: programa en memoria, instancia de un programa. Un programa puede ejecutarse varias veces, lo que resulta en diferentes procesos. Asociado al proceso, existe: Pila: datos temporales Heap: memoria dinámicamente asignida al proceso. Datos: memoria asignida estáticamente. Código: instrucciones del programa.

9 Manejo de Procesos Ciclo de vida de un proceso

10 Manejo de Procesos Para poder poner el proceso a trabajar, el Kernel necesita metainformación del proceso.. Esta información se almacena en una estructura llamada PCB (Process Control Block). Con esta información el S.O. puede calendarizarlo para ejecución. Process Control Block

11 Manejo de Procesos Hilos: unidades de procesamiento más pequeñas que procesos. Dependen de un proceso padre que los genera. Todos los hilos de un proceso comparten recursos: memoria, tiempo de CPU, archivos abiertos, dispositivos, etc. Un proceso es de 1 hilo cuando expĺıcitamente no utiliza más. Procesos multi-hilo realizan tareas concurrentemente.

12 Manejo de Memoria Memoria: arreglo de bytes que puede ser leido o escrito por el CPU. El CPU utiliza una Unidad Manejadora de Memoria (UMM) para accederla. El CPU tiene instrucciones de lectura y escritura que le indican a la UMM que operaciones debe realizar: Asignar memoria a procesos Liberar memoria de procesos Proteger memoria de procesos Control de memoria compartida Los programas utilizan direcciones lógicas. la UMM convierte direcciones lógicas en direcciones físicas.

13 Sistema de Archivos Almacenamiento no volátil de información Se conoce como sistema de archivos a dos conceptos: Representación lógica utilizada por los dispositivos de almacenamiento en conjunto con el S.O. que permite: guardar, recuperar, editar, eliminar o manipular información. Jerarquización de la información contenida en un medio de almacenamiento. Algunos sistemas de archivos: FAT EXT GPFS LUSTRE NFS

14 Sistema de Archivos Jerarquía de archivos en *nix Jerarquía de archivos en Windows/MS-DOS

15 Bibliotecas Colección de rutinas u operaciones necesarias para el funcionamiento tanto del sistema operativo como de otros programas. Pueden contener código para operar dispositivos o funciones listas para usar por programadores Ej.: Controladores o drivers Operaciones usuales de cálculo o álgebra lineal (BLAS, ATLAS, LAPACK) Paso de mensajes (MPICH, OpenMPI) Memoria compartida e hilos (OpenMP, PThreads) Procesamiento de A/V (ffmpeg)

16 Seguridad y Protección El S.O. está encargado también de proteger el sistema. Esta protección la puede hacer de varias formas pero las más obvias son: Evitar que procesos escriban en segmentos de memoria que no le corresponden. Detectar búcles o ciclos infinitos. Detener ( matar ) procesos con comportamiento anómalo. Esto garantiza que el sistema no caiga en un estado inconsistente o inseguro.

17 Interfaz con el usuario Conjunto de programas que forma una capa de interacción del usuario con el S.O. Brinda una comunicación bidireccional. Presentación gráfica (o de audio, luces u otros indicadores) de las respuestas del S.O. Interfaces de usuario

18 Interfaz con el usuario Las interfaces de usuario se pueden categorizar: Gráficas Sistema de ventanas de Windows Sistema de ventanas de MacOS X Sistema de ventanas X Interfaz de Android OS Interfaz de ios Línea de comandos sh bash cmd Cisco IOS Modo texto: XTree Norton Commander

19 Modelos de licenciamiento Forma de autorizar a personas a utilizar software. Existen al menos 4 tipos de licencias: Software privativo: Windows, SPSS, Office, ios. Software gratuito (freeware): Winzip, TeamViewer, Skype. Código abierto (open source): Elipse, Netbeans. Software libre (free software): GNU, Linux, LibreOffice, Gimp. Uso del programa para cualquier propósito. Adaptación del programa para las necesidades propias. Distribuir libremente copias del software. Modificar el programa y hacer públicas las modificaciones. Código abierto puede no ser libre.

20 Linux: reseña historica 1960: Las compañias no imponían restricciones al software. El principal ingreso era por equipo computacional. No se consideraba al software como algo valioso (cobrable). Las universidades tenían acceso al código fuente. 1965: IBM negó el código fuente de su sistema operativo. Se empezó a vender el software como valor agregado al hardware. Richard Stallman del MIT decicio iniciar el proyecto GNU: pionero en el tema de software libre.

21 Linux: reseña historica 1984: GNU comienza a producir software en Trabajo colaborativo de muchos autores. Compiladores, editores, herramientas, pero sin Kernel. 1991: Linux Torvalds comparte su Kernel Linux. Tenía como meta las computadoras personales. Asi, GNU/Linux es el Sistema Operativo que utiliza el Kernel de Linux con las herramientas de GNU. El proyecto GNU tiene su propio Kernel llamado Hurd que está en desarrollo desde 1991.

22 Linux: distribuciones Distribucion: grupo de software con algún fin o idea de uso particular. Kernel (Linux). Herramientas (GNU). X Window System. Entorno de escritorio: GNOME, KDE, XFCE, etc. Aplicaciones: Ofimática, editores de texto, modeladores 3D, simuladores, etc.

23 Linux: distribuciones Tipos de núcleos de S.O.

24 Linux: características Procesos: Bajo demanda o calendarizados. Servicios o daemons (demonios): En ejecución en segundo plano. No los controla el usuario directamente. Son procesos como servidores web, motores de bases de datos, firewalls, antivirus. Procesos en un sistema GNU/Linux.

25 Linux: características Usuarios y grupos: Acceso concurrente de varios usuarios al S.O. (multiusuario). Los usuarios pueden ser personas u otros programas. 3 tipos: root (administrador, super-usuario) nologin (programas) regulares (personas) Grupos y usaurios en un sistema GNU/Linux.

26 Linux: características Sistema de archivos: Jerarquización de la información para el S.O. Sigue el Standard Filesystem Hierarchy Standard. Diferentes tipos de configuraciones ext3 nfs nat Sistema de archivos en un sistema GNU/Linux.

27 Linux: características Paquetes: software que esta a disposición de los usuarios usando un Manejador de Paquetes: Bibliotecas Programas Datos Los paquetes están por lo general, guardados en un deposito de la comunidad que provee la distribución llamado repositorio. Algunos manejadores de paquetes y sus paquetes: Yum: RPM APT, DPKG: DEB Pacman: tar itunes: dmg Android: apk

28 Linux: características Interfaces de usuario: sigue el estándar WIMP (Windows, Icons, Menus, Pointers) Ambientes de escritorio: GNOME, KDE, XFCE Línea de comandos: Emuladores de terminales, SH, BASH, XTerm Estándar WIMP.

29 Linux: características Entornos gráficos de Linux. Líneas de comando de un sistema GNU/Linux.

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