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Lenguajes de Programación
Sesión 1 – Sistemas Operativos
Prof. César A. Molina
Objetivos

COMPETENCIA


Conocer los conceptos e instrumentos que son
base para la computación.
CAPACIDADES


Explica el rol del sistema operativo en la
computadora
Comprende y explica el rol de las redes en el
desarrollo de las comunicaciones.
Definición
“ Un Sistema Operativo es un programa que
actúa como interfaz entre el usuario y el
hardware de un computador. Su propósito es
proporcionar un entorno en el cual el usuario
pueda ejecutar programas de una manera
cómoda y eficiente”.
Funciones de los sistemas operativos





Supervisar las operaciones en una
computadora
Almacenar y recuperar archivos
Gestionar el acceso a las redes
Gestionar la ejecución de múltiples
programas al mismo tiempo.
Proteger los recurso de la computadora

De acciones de no intencionadas y acciones
intencionadas.
Evolución de la computación
distribuida



Procesamiento por lotes (Batch)
Colas de trabajos
Tiempo compartido




Multi-tarea: múltiples tareas para un único usuario
Procesamiento interactivo
Procesamiento en tiempo real
Programación de tareas en maquinas
multiprocesadores
Procesamiento por Lotes

Años 60’s y 70’s
Procesamiento interactivo

80´s  …
Tipos de software

Software aplicativo


Software base (Sistema)




Realiza tareas especificas para los usuarios. Generalmente se
adquiere a parte del S.O.
Realiza tareas requeridas por todas las computadoras
Sistemas operativos
Utilitarios
Muchas veces no hay una clara distinción entre ellos.


MS afirma que el media player es parte del S.O
En la EU (Unión Europea) ofrecen una versión sin media player.
Tipos de software
Componentes de un sistema operativo

Shell: modulo que se comunica con los usuarios



GUI: Interfaz gráfica de usuarios
CLI: Interfaz de línea de comandos
Kernel: contiene componentes que realizan las
funciones básicas requeridas:




Gestión de archivos
Manejadores de dispositivos
Gestión de memoria
Planificación y despachador
Componentes de un sistema operativo
Shell
Shell
Esquema de un S.O.
Gestor de archivos



Directorio (o folder): paquete creado por el
usuario que contiene grupos de archivos u
otros directorios (subdirectorios)
Path : Posición de un archivo dentro de una
jerarquía de directorios.
Descriptor de archivo: Información requerida
para acceder a un archivo.
Gestor de archivos

Las responsabilidades del S.O. con respecto
a la gestión de archivos son las siguientes:




Manipulación de archivos: crear, borrar, leer,
escribir, modificar propiedades, etc.
Manipulación de directorios.
Ubicar los archivos y directorios en los
dispositivos de almacenamiento secundario.
Facilitar ciertos servicios: copia de seguridad,
gestión de versiones, etc.
Gestor de memoria


Pagina: unidad de memoria que puede ser
gestionada (usualmente unos cuantos Kb)
Memoria virtual: Espacio de memoria
imaginaria donde:

Las paginas se van intercambiando entre la actual
memoria principal y un dispositivo de
almacenamiento masivo.
Principales componentes de HW

Memoria física




RAM : Volátil, se pierde si no hay electricidad
ROM: No es volátil, pequeña y requerida para el
encendido del computador.
Cache: pequeña y rápida, sirve para aumentar la
velocidad de procesamiento.
Almacenamiento masivo



Discos duros
Cd o dvd
Flash
Principales componentes de HW

CPU



BUS




Donde se realizan los cálculos
La CPU no puede hacer nada con solo datos en disco o memoria
Usado para transferir contenido de la memoria al cache o a la
CPU.
Cualquier dato en disco debe ser copiada a la memoria antes de
ser accedida.
Cualquier dato en memoria debe ser movida a la cache y luego
a la CPU antes de ser procesada.
Tarjeta de red o modem

Sirve para transferir datos desde/hacia la computadora,
generalmente a través de internet.
Sistema de archivos
Encendido del computador
(Bootstrapping)

Bootstrap : Programa guardado en la
memoria ROM



Ejecutado por la CPU cuando el computador es
encendido
Transfiere el sistema operativo desde el disco
duro a la memoria principal
Transfiere el control al sistema operativo.
Proceso de encendido (Booting)
Procesos

Programa: conjunto estático de instrucciones



Es una acción que el CPU puede realizar
Procesar: la actividad de ejecutar un
programa
Estado del proceso: Estado actual de la
actividad de procesar:

Fotografía de las partes relevantes de un proceso


La siguiente instrucción a ejecutar
Acciones completadas parcialmente que ya no se
encuentran en memoria.
Procesos






Estados de un proceso:
Nuevo: recién creado por el S.O.
En ejecución: está en la CPU ejecutando instrucciones
Bloqueado: esperando por algún evento (ej. una operación de
E/S)
Preparado: esperando a que le asignen un procesador (CPU)
Terminado: no ejecutará más instrucciones
Administración de procesos:

Scheduler (Planificador)

Guarda el estado de todos los procesos en una
tabla, generalmente guarda la siguientes
información:



Listo o en espera
Prioridad
Información adicional: páginas de memoria, archivos en
uso, etc.
Administrador de procesos

Dispatcher (Despachador)


Le da un espacio de tiempo cuando el proceso se
encuentra listo para su ejecución
Realiza el cambio de estado del proceso, cuando
el tiempo asignado a un proceso termina.
Tiempo compartido entre los procesos
AyB
Administración de la competencia por
un recurso

Semáforo : es un concepto de sw, pensado
como una bandera que indica si el recurso se
encuentra en uso.



La verificación de la bandera y su actualización debe
ser realizada en conjunto para un adecuado uso.
Región crítica: secuencia de instrucciones que
debe ser ejecutada por solo un proceso a un
tiempo determinado. Protegido por un semáforo.
Exclusión mutua: requerimiento para la
ejecución apropiada de una región crítica.
Tipos de S. O.
Algunos sistemas operativos comerciales

Windows. Distintos tipos:




Para servidores: NT Server, 2000 Server, Server 2003, XP
profesional.
Para clientes o domésticos: 2000, XP Home, Vista Home.
Para equipos especiales (PDA’s, móviles, etc): CE, Mobile
UNIX. Distintas versiones y distibuciones:



Unix (SUN)
Linux (Gratis)
Aix (IBM)
SEGURIDAD

La vulnerabilidad de las comunicaciones de
datos es un aspecto clave de la seguridad de
los sistemas informáticos; la importancia de
este aspecto es cada vez mayor en función
de la proliferación de las redes de
computadoras. El nivel de criticidad y de
confidencialidad de los datos administrados
por los sistemas informáticos es cada vez
mayor:
SEGURIDAD


Ej.: correo personal, transferencia de fondos,
control de manufactura, control de sistemas
de armas, control de tráfico aéreo, control de
implantes médicos (marcapasos, etc.).
Los sistemas deben funcionar
ininterrumpidamente y sin problemas.
Seguridad – Una de las principales
tareas del S.O.

Tiempo atrás cuando muchas personas
compartían un mismo computador:



Se cuidaba de que un proceso no afecte los
procesos de otras personas.
Se protegían los archivos. Solo se podían leer y
cambiar archivos al cual se estaba autorizado.
Solo personas autorizadas usaban la
computadora (recursos caros)
Seguridad: Alternativas

Sólo las personas autorizadas poseen “algo”
que les permite el acceso:


Key, id-card, retina, etc
Sólo las personas autorizadas conocen
“algo” que les permite el acceso:

Password, códigos especiales, etc.
Seguridad: detectar errores o ataques
desde afuera


Para la protección de las computadoras se usa
generalmente un usuario y contraseña.
Problemas:




Robo de claves
Uso de muchas contraseñas
Generación automática de claves de visitantes
Contramedidas



Siempre informar al usuario la fecha y hora de su último logeo
Reportar contraseñas ingresadas incorrectamente
Grabar un log con la actividad de los visitantes
Seguridad: detectar errores o ataques
desde adentro

El S.O. debe prevenir acceso ilegal a los
recursos:




Espacios de memoria diferente para cada
proceso
Instrucciones privilegiadas solo permitidas desde
el kernel.
Realizar el acceso a archivos sólo desde el
kernel.
Acceso a dispositivos a través del kernel.
Preguntas de comprobación





¿Qué es un sistema operativo?
¿Cual es la función del Shell?
Mencione y explique los tipos de software
¿Qué es el booting?
¿Qué es el Scheduler?