direccion de estudios profesionales en … · de los sistemas operativos hasta la época actual y...

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL

SECRETARIA ACADEMICA DIRECCION DE ESTUDIOS PROFESIONALES EN INGENIERIA Y CIENCIAS FISICO MATEMATICAS

ESCUELA: UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS CARRERA: LICENCIATURA EN CIENCIAS DE LA INFORMÁTICA LÍNEA CURRICULAR: COORDINACIÓN: ACADEMIAS DE COMPUTACIÓN DEPARTAMENTO: CIENCIAS DE LA INGENIERIA

ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST SEMESTRE: TERCERO CREDITOS: 8 VIGENTE: JULIO 1999 TIPO DE ASIGNATURA: TEÓRICA MODALIDAD: Escolarizada XX Abierta_________

FUNDAMENTACIÓN DE LA ASIGNATURA

En la actualidad, los sistemas operativos se utilizan en todas las computadoras; desde las computadoras centrales (mainframe) hasta las pequeñas computadoras personales. En general puede considerarse que los sistemas operativos son los que moldean el punto de vista que el usuario tiene de una computadora, más aún que el hardware mismo, ya que lo hacen a éste utilizable. El hardware proporcional el “poder computacional” básico, mientras que los sistemas operativos ponen este poder convenientemente a disposición del usuario. Un sistema operativo es fundamentalmente un administrador de recursos, y el principal recurso que administra es el hardware de la computadora. Gracias a los sistemas operativos se logra la interfaz hombre-máquina, se puede compartir el hardware de una máquina entre usuarios, se permite a los usuarios compartir datos entre ellos mismos, se puede planear el uso de recursos entre ellos.

OBJETIVO DE LA ASIGNATURA Al término del curso, el alumno: Explicará las bases teóricas de la estructura y funcionamiento de los sistemas operativos; los subsistemas que los forman, y la manera en que éstos interactúan. Este conocimiento se verá reforzado con la investigación que se realizará durante el curso sobre sistemas operativos reales. TIEMPOS TOTALES ASIGNADOS:

H/SEMESTRE: 72

H/SEMANA: 4

H/TEORIA/SEMESTRE:

H/PRACTICA/SEMESTRE: 72

PROGRAMA ELABORADO O ACTUALIZADO POR: ACADEMIAS DE COMPUTACIÓN REVISADO POR: JEFATURA DE CARRERA DE CIENCIAS DE LA INFORMATICA APROBADO POR: EL PRESIDENTE DEL CONSEJO TÉCNICO CONSULTIVO ESCOLAR ING. FRANCISCO BOJÓRQUEZ HERNÁNDEZ FECHA DE APROBACIÓN: JUNIO 17 DE 1999

AUTORIZADO POR: COMISIÓN DE PLANES Y PROGRAMAS DE ESTUDIO DEL CONSEJO GENERAL CONSULTIVO DEL INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 2 DE 14 .

FUNDAMENTACION

En resumen, el sistema operativo proporciona el medio para que los usuarios tengan acceso a un sistema de computación, cualesquiera que sean sus necesidades: desarrollo de programas, control de procesos, manejos de bases de datos, etc. Así los sistemas operativos forman parte integral del ambiente de un sistema de cómputo, por lo que deben ser ampliamente comprendidos, tanto en su escritura como en su funcionalidad, para una solución más eficiente y de mayor calidad a problemas que involucren el uso de esta herramienta. De ahí la necesidad de que el futuro licenciado en Ciencias de la Informática integre este tipo de conocimientos como base de su formación profesional, lo cual le permitirá tener un desempeño más efectivo y de mayor nivel a lo largo de su carrera. Para la mayor comprensión de la materia, se hará referencia a los antecedentes del equipo de cómputo utilizado en el nivel medio superior y su sistema operativo. La metodología general del proceso enseñanza-aprendizaje para la impartición de esta asignatura consiste en la exposición detallada por parte del profesor de los sistemas operativos, a través del método inductivo, haciendo uso de esquemas, rota folios, bibliografía especializada, investigación por parte de los alumnos y asistencia a conferencias. Debido a alto contenido teórico de la materia los alumnos harán una investigación documental sobre los temas y elaborarán un cuestionario antes de la exposición del profesor, lo que permitirá una mayor profundidad en los temas. ANTECEDENTES: Estructura y Representación de Datos COLATERALES: Organización de Computadoras y Algoritmos computacionales CONSECUENTES: Herramientas automatizadas



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 3 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE I INTRODUCCIÓN AL CURSO

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD Al término de la unidad, el alumno: Explicará los objetivos del curso, su contenido, la forma en que se desarrollará y evaluará, las fechas de entrega del material documental sobre los temas (por equipos) y el cuestionario correspondiente (individual), así como la bibliografía mínima necesaria.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACION DIDACTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

1.1 1.1.2 1.2 1.2.1

Presentación del curso Descripción y objetivos del curso Descripción del temario y bibliografía Descripción del desarrollo del curso y la forma de la evaluación

− − Exposición por parte del profesor − Participación por parte de los alumnos − Se utilizarán como auxiliares didácticos

como: pizarrón, acetatos y equipo de cómputo.

0.5

0.5

1B 2B 3B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 4 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE II CONCEPTOS BÁSICOS DE SISTEMAS OPERATIVOS

OBJETIVOS PARTICULARES DE LA UNIDAD

Al término de la unidad, el alumno: Explicará que es un sistema operativo; cuál es su importancia en un sistema computacional; los subsistemas que lo integran; la evolución de los sistemas operativos hasta la época actual y sus tendencias.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

2.1 2.2 2.3 2.4 2.5

Que es un sistema operativo y cual es su importancia en un sistema computacional. Subsistemas que integran un sistema operativo. Breve historia de los sistemas operativos: Generaciones de sistemas operativos; evolución Estructuras de los sistemas operativos El núcleo del sistema operativo

− Exposición por el profesor − Lecturas recomendadas. − Bibliografía por parte del alumno. − Se emplearán los métodos deductivos e

inductivos. − Se emplearán apoyos didácticos

preparando rota folios y aprovechando los recursos audiovisuales del Departamento.

1.0

3.0

1.0

2.0

1.0

8.0

1B 2B 3B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 5 DE 14 . No. UNIDAD: NOMBRE: III ADMINISTRACION DE PROCESOS


Al término de la unidad, el alumno: Explicará el concepto de proceso como elemento básico en los sistemas computacionales desde un sólo usuario hasta los de usuarios múltiples; los procesos concurrentes asíncronos, las técnicas para su operatividad y los principales algoritmos para su implementación; el problema del ínter bloqueo entre procesos, su prevención y los algoritmos para su detección y recuperación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S INSTRUMENTACION DIDACTICA T P EC CLAVE BIBLIOGRAFIA

3.1 3.1.1 3.1.2 3.1.3 3.1.4 3.1.5 3.2 3.2.1 3.2.2 3.2.3 3.2.4 3.2.5 3.2.6 3.2.7 3.3 3.3.1 3.3.2 3.3.3 3.3.4 3.3.5 3.3.6

Descripción y control de procesos. Definición de procesos Estados de procesos Control de procesos. Procesos e hilos. Ejemplos Concurrencia: Exclusión mutua y sincronización Principios generales de la concurrencia. Exclusión mutua; solución por hardware y software. Semáforos. Monitores Paso de mensajes Problema de los lectores/escritores Relación productor/consumidor Concurrencia: Ínter bloqueo (deadlock) Principios del ínter bloqueo Prevención del ínter bloqueo Detección del ínter bloqueo Predicción del ínter bloqueo El problema de la cena de los cinco filósofos. Ejemplos

− Exposición por parte del profesor. − Se emplearán los métodos deductivos e

inductivos − Estudio de casos. − Investigación por parte del alumno. − Los apoyos didácticos a utilizar son: − Acetatos, rota folios y proyectores. − Ejemplos ilustrativos. − Tarea complementaria, extra clase.

4.0

4.0

2.0

10.0 1B, 2B, 3B.




No. UNIDAD NOMBRE IV ADMINISTRACIÓN DE LA MEMORIA


Al término de la unidad, el alumno: Identificará las formas de organizar y administrar la memoria de una computadora, el concepto de intercambio y la paginación.

HORAS

No. TEMA

T E M A S

INSTRUMENTACION

DIDACTICA

T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 4.1 4.1.1 4.1.2 4.1.3 4.1.4 4.1.5 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 4.2.6 4.3 4.3.1 4.3.2 4.3.3 4.3.4

Gestión de la memoria Organización de la memoria Administrador de la memoria Jerarquía de la memoria Estrategias para administración de la memoria Multiprogramación con particiones fijas Intercambio Multiprogramación con particiones variables Administración de la memoria con mapa de bits Administración de la memoria con listas enlazadas. Administración de la memoria con el sistema compañero Distribución del espacio para intercambio. Análisis del sistema compañero. Memoria virtual Paginación Segmentación Algoritmos de sustitución de paginas. Aspectos de diseño para sistemas

− Investigación de la metodología deductiva para dar definiciones

− Uso de metodología inductiva para dar ejemplos y deducir teoremas.

− Los apoyos didácticos a utilizar son: Acetatos, rota folios y equipo de computo.

−

3.0

3.0

2.0

10.0 1B 2B 3C



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 7 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE V ADMINISTRADOR DEL PROCESADOR


Al término de la unidad, el alumno: Explicará cómo se realiza la asignación de los procesadores físicos a los procesos para la ejecución de una tarea; la planeación del procesador y el multiprocesamiento como un caso general de planeación del procesador.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA 5.1 5.1.1. 5.1.2 5.1.2.1 5.1.2.2 5.1.2.3 5.1.2.4 5.1.2.5 5.2 5.2.1 5.2.2. 5.2.3 5.2.4 5.2.5

Planeación de trabajos (job scheduling) Conceptos básicos. Tipos de planeación First-Ub-First-Out (FIFO) Round Robin (RR) Shortest-Job First (SJF) .Shortest-Remaining- Time (STR) Higherst-Response-Ratio-Next (HNR): Multiprocesamiento Conceptos básicos Paralelismo Sistemas de multiprocesamiento. Organización del multiprocesador Sistemas operativos de multiprocesador

− Investigación por parte del alumno. − Exposición por el profesor utilizando

una dinámica de discusión de casos. − Investigación bibliográfica − Presentación de ejemplos ilustrativos − Discusión del tema − Los apoyos didácticos a utilizar son:

Acetatos, rota folios y equipo de computo.

6.0

3.0

10:00 1B, 2B, 3B, 4B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 8 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE VI ADMINISTRACIÓN DE DISPOSITIVOS


Al término de la unidad, el alumno: Explicará la forma en que el sistema operativo controla y administra todos los dispositivos de entrada/salida de la computadora, cómo trata las interrupciones y el manejo de errores y las interfases entre los dispositivos y el resto del sistema.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

6.1 6.1.1 6.1.2

6.2

6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4

6.2.5

6.3

Principios de hardware de I/O Dispositivos de I/O Controladores de dispositivos. Principios de software de I/O Objetivos del software de I/O Manejador de interrupciones. Manejador de dispositivos. Software de I/O independiente de los dispositivos. Espacio del usuario para software de I/O Discos RAM

− Investigación por parte del alumno. − Exposición por el profesor utilizando

una dinámica de discusión de casos. − Investigación bibliográfica − Presentación de ejemplos ilustrativos − Discusión del tema − Los apoyos didácticos a utilizar son:

Acetatos, rota folios y equipo de cómputo.

2.0

2.0

2.0

8.0

1B 2B 3B 4B




HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

6.4 6.4.1 6.4.2

6.5

6.5.1 6.5.2 6.5.3

6.6

6.6.1 6.6.2 6.6.3 6.6.4 6.6.5 6.6.6

6.7

6.7.1 6.7.2

Discos Hardware de discos Software para discos Relojes Hardware reloj Software de reloj Manejador del reloj Sistema de archivos El sistema de archivo visto por el usuario. Diseño del File System. Servidor de archivos. Seguridad Mecanismos de protección Implementación Terminales HW de terminales Manejador.

2.0

2.0

2.0

2.0

5B, 4C, 1B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 10 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE VII INTERFAZ CON EL USUARIO


Al término de la unidad, el alumno: -Describirá la infraestructura que permita la comunicación entre el usuario y la máquina.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

7.1 7.2 7.3 7.4

Componentes de la interfaz del usuario. Llamadas al sistema (Systemcalls) Tipos de interfaz Lenguaje de comunicación (comandos de control)

− Exposición del profesor − Investigación por los alumnos. − Investigación bibliográfica extra clase por

parte del alumno. − Exposición y coordinación de trabajos por

parte del profesor apoyándose en una dinámica de casos.

− Presentación de ejemplos ilustrativos − Estudio de casos − Uso de rotafolio, proyector de acetatos ,

pizarrón y equipo de cómputo.

1.0

1.5

1.5

2.0

2.0

1B 2B 3B 4B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 11 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE VIII PERFORMANCE Y SEGURIDAD


Al término de la unidad, el alumno: Explicará los aspectos más importantes sobre la medición y evaluación del performance de los sistemas operativos, así como la infraestructura de seguridad de los mismos.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

8.1

8.2 8.2.1 8.2.2 8.2.3 8.2.4 8.2.5 8.2.6 8.2.7 8.2.8 8.2.9

Medición del performance de los sistemas operativos, monitoreo y evaluación. Seguridad de los sistemas operativos. Conceptos fundamentales de seguridad. Vigilancia Protección Auditoria Controles de acceso Núcleos de seguridad Seguridad por HW ySW Criptografía. Penetración al S.O.

− Exposición por parte del profesor. − Participación del alumno − Pizarrón, fotocopias. − Investigación por el alumno − Ejemplos ilustrativos − Investigación bibliográfica − Estudio de casos extra clase por parte

del alumno

3.0

3.0

8.0

1B 2B 3B 4B



ASIGNATURA: SISTEMAS OPERATIVOS CLAVE: CCST . HOJA: 12 DE 14 . No. UNIDAD NOMBRE IX CASOS DE ESTUDIO


Al término de la unidad, el alumno: Presentará los resultados de investigaciones sobre sistemas operativos reales, que abarquen desde mainframes hasta microcomputadoras, identificando su estructura, principales características y facilidades de comunicación hombre-máquina.

HORAS

No. TEMA

T E M A S


T

P

EC

CLAVE

BIBLIOGRAFIA

9.1

9.2

9.3

9.4

9.5

Sistemas operativos de mainframes Sistemas operativos de mini procesadores. Sistemas operativos de PC’s Sistemas operativos para redes. Sistemas operativos para procesamiento distribuido.

− Exposición por parte del alumno − Participación del aluno − Pizarrón, fotocopias. − Investigación por el alumno. − Ejemplos ilustrativos − Investigación bibliográfica − Estudio de casos extra clase por

parte del alumno

2.0

2.0

2.0

2.0

2.0

15.0

1B 2B 3B 4B




PERIODO

UNIDADES TEMATICAS

PROCEDIMIENTOS DE EVALUACION

I II III

I, II, III, IV

V, VI

VII, VIII, IX

Examen departamental 70% y trabajo de investigación documental y cuestionario 30% Examen departamental 70% y trabajo de investigación documental y cuestionario 30% Examen departamental 70% y trabajo de investigación documental y cuestionarios 30% La calificación final será el promedio de las calificaciones parciales. Siempre que se cumplan los lineamientos institucionales vigentes aplicados al caso.

CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

1 2

X X

Dado que esta asignatura se fundamenta básicamente en la investigación sobre nuevas tecnologías, la bibliografía deberá ser más reciente publicada sobre los temas de interés que se seleccione durante el curso. Stallings William Sistemas operativos Prentice Hall, USA Silberschatz A., Peterson J., Galvin P. Sistemas operativos, Conceptos fundamentales. Adddison Wesley, 2DA. Ed. 1994, 727 pp.USA




CLAVE

B

C

BIBLIOGRAFIA

3 4 5 6

X X

X X

Tenenbaum, Andrew, S. 005.43 Sistemas Operativos, Diseños e implementación. Prentice Hall, 1ª . Ed., 1988, 741 pp.USA Milenkovic, Milan 005.43 Sistemas operativos, Conceptos y diseños. Mc Graw Hill, 2da. Ed. 1998, 827 pp.USA UNIX Programación Avanzada Márquez García Francisco Manuel Addison-wesley iberoamericana 1993, 1ra Ed. 484, USA Microsoft Microsoft 95, kit de Recursos Mc Graw Hill, 1ª . Ed. 1996, 1384 pp.USA

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