Universidad Nacional de Ingeniería Facultad de Ciencias

Física Computacional CC063

Introduccion a Sistemas Operativos. Ej: Linux Prof: J. Solano 2012-I Fisica Computacional - CC063

Resumen ¿Qué hacen los sistemas operativos? Organización Sistema-Computador Arquitectura Sistema-Computador Estructura del Sistema Operativo Operaciones del Sistema Operativo Administración de Procesos Administración de la memoria Administración del almacenamiento Protección y Seguridad Sistemas Distribuidos Sistemas de propósito especial Entornos de computación Sistemas Operativos Open Source Fisica Computacional - CC063

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¿Qué es un Sistema Operativo? Un programa que actúa como intermediario entre un usuario de una computadora y el hardware del equipo Objetivos del sistema operativo: Ejecutar los programas de usuario y hacer más fácil el resolver los problemas de usuarios Hacer el sistema informático conveniente para el uso Usar el hardware en una manera eficiente

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Estructura Sistema-Computador El sistema informático se puede dividir en cuatro componentes: Hardware - proporciona los recursos básicos de computación CPU, memoria, dispositivos I / O Sistema Operativo Controla y coordina el uso del hardware entre diferentes aplicaciones y usuarios Programas de aplicación - define las formas en que los recursos del sistema se utilizan para resolver los problemas de computación de los usuarios Procesadores de texto, compiladores, navegadores web, sistemas de bases de datos, juegos de vídeo Usuarios Las personas, las máquinas, otros equipos Fisica Computacional - CC063

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Estructura Sistema-Computador

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¿Qué hacen los sistemas Operativos? Los usuarios buscan conveniencia, facilidad de uso no se preocupan por la utilización de recursos Pero PC compartida, como mainframe o PC deben mantener felices a todos los usuarios Usuarios de sistemas dedicados como workstations tienen recursos dedicados, pero con frecuencia usan recursos compartidos de los servidores PCs de bolsillo son de escasos recursos, optimizados para la facilidad de uso y duración de la batería Algunas PCs tienen poca o ninguna interfaz de usuario, como PCs embebidos en dispositivos y automóviles Fisica Computacional - CC063

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Organización Sistema-Computador El programa que funciona todo el tiempo en el equipo es el kernel. El resto es un programa del SO o de una aplicación. Operacion Sistema-Computador Uno o más CPUs, controladores de dispositivos se conectan a través de un bus común facilitando acceso a la memoria compartida Ejecución concurrente de CPUs y dispositivos compiten por los ciclos de memoria

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IRQ

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Jerarquía de dispositivos de almacenamiento

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Arquitectura Sistema-Computador Mayoría de sistemas utilizan un único procesador de propósito general (PDAs a través de sistemas mainframe) La mayoría de los sistemas tambien tienen procesadores de propósito específico Sistemas de multiprocesadores estan creciendo en uso e importancia También conocidos como sistemas paralelos, sistemas fuertemente acoplados Las ventajas incluyen: 1. 2. 3.

Mayor rendimiento Economia de escala Mayor fiabilidad – degradacion elegante o tolerancia a fallas

Dos tipos: 1. 2.

Multiprocesamiento asimétrico Multiprocesamiento simétrico

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Como trabaja un computador moderno

Arquitectura von Neumann

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Arquitectura de multiprocesamiento simétrico

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Diseño Dual-Core

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Sistemas en Clúster Como los sistemas multiprocesador, pero múltiples sistemas trabajando en conjunto Por lo general comparten almacenamiento a través de una red de área de almacenamiento (SAN) Proporciona un servicio de alta disponibilidad, resistente a fallas Clúster asimétrico tiene una máquina en modo de espera caliente Clúster simétrico tiene multiples nodos ejecutando aplicaciones, controlandose entre sí Algunos clústers son de alto rendimiento (HPC) Aplicaciones deben ser escritas para usar paralelización

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Sistemas en Clúster

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Estructura del Sistema Operativo Multiprogramación necesaria para la eficiencia Un solo usuario no puede mantener la CPU y los dispositivos de I/O ocupados todo el tiempo Multiprogramación organiza trabajos (código y datos) para q la CPU siempre tenga uno para ejecutar Un subconjunto del total de trabajos en el sistema se mantiene en la memoria Un trabajo se selecciona y ejecuta a través del planificador de tareas (job scheduling) Cuando se tiene que esperar (ej. para I/O), el SO cambia para otro trabajo Tiempo compartido (multitarea) es una extensión lógica en la que la CPU cambia trabajos con tanta frecuencia que los usuarios pueden interactuar con cada trabajo mientras se están ejecutando, creando computación interactiva El tiempo de respuesta debe ser