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

Realiza tareas especificas para los usuarios. Generalmente se adquiere a parte del S.O.

Software base (Sistema) 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

Donde se realizan los cálculos La CPU no puede hacer nada con solo datos en disco o memoria

BUS 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 procesosA y B

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?