INFORMATICA III · 2016-09-26 · cajero automático Menos ... Máquina Virtual Java Es un...

INFORMATICA III

Cap. I: Plataformas

Informática III Ing. José L. Simón Pág. 1

Plataformas

Código nativo y portable Máquinas virtuales Servidores Estaciones de trabajo Clientes delgados Dispositivos embebidos Dispositivos móviles


Plataformas

Hardware Sistemas operativos Herramientas de desarrollo


Hardware

El hardware está presente en inumerables dispositivos con los que interactuamos cotidianamente Mas reconocible: una PC, un PDA, un cajero automático Menos reconocible: un electrodoméstico, un ascensor, un teléfono, un vehículo


Hardware (II)

Según la naturaleza de la aplicación se utilizan distintas plataformas de hardware, con diferentes objetivos de diseño, prestaciones, capacidades y limitaciones La evolución de la electrónica y de los microprocesadores permite contar con capacidades de programación antes impensadas


Microprocesadores

Gran variedad de capacidades PC: 32/64 bits, 1 ~ 2.5 GHz, CISC/RISC Servidores: 64 + bits, ídem PDA: 16/32 bits, 200 ~ 400 MHz Celular: 8/16 bits, ~ 200 MHz Microcontroladores: 8/16 bits, 120 ~ 200

MHz


Software

Programabilidad software La naturaleza del software, su diseño y las herramientas utilizables dependen directamente de la plataforma sobre la cual deberá ejecutarse el producto final Programabilidad implica: > flexibilidad > complejidad


Plataformas



Monitores

Todo dispositivo basado en microprocesadores requiere programas de control que administren (al menos) las funcionalidades básicas: Interrupciones Entrada/salida Procesos


Sistemas Operativos

“Máquina ampliada”El S.O. presenta una abstracción distinta

al hardware subyacente, proveyendo de interfaces de programación de mayor nivel y, en algunos casos, de portabilidad, por ejemplo, UNIX. Su tarea principal es la administración de recursos.


Multiprogramación

Un sistema operativo puede brindar distintas abstracciones conceptuales: Monoprogramación: cada tarea se ejecuta

ininterrumpida hasta completarse Multiprogramación: pueden ejecutarse 2 o

mas tareas “simultáneamente”


Multiprogramación

La capacidad de ejecución de tareas concurrentes depende del diseño del S.O. y del hardware. Los S.O. multiprogramables implementan técnicas de 'timesharing', compartiendo la(s) cpu(s) entre todas la tareas a ejecutar.


Multiprogramación

Todos los S.O. multiprogramables (multitasking) incorporan un gestor de tareas llamado 'scheduler' El scheduler es responsable de aplicar políticas de planificación de procesos, prioridades de ejecución y control de estado de los procesos.


Multiprogramación

Dependiendo del hardware, la simultaneidad de ejecución puede ser 'virtual' o real Si hay mas de un CPU, o si el CPU único tiene capacidades de paralelismo, el S.O. puede aprovechar estas capacidades planificando distintos procesos por CPU o unidad de ejecución


Multiprogramación

Los microprocesadores superescalares son capaces de ejecutar varias instrucciones simultáneamente, brindando paralelismo a nivel de proceso. Los procesadores paralelos soprortan dos o mas flujos de instrucciones paralelismo de procesos


Microprocesadores

Superescalares: IBM PowerRISC, Sun UltraSparc, HP PA-RISC, ... Paralelos: Intel Xeon, Itanium 2, ...


Máquinas Virtuales

Un sistema operativo puede proporcionar un entorno de emulación de otras plataformas de hardware:

HARDWARE

SISTEMA OPERATIVO

MAQ. VIRTUAL MAQ. VIRTUAL MAQ. VIRTUAL

Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación Aplicación


Máquinas Virtuales

El primer sistema operativo con soporte de máquinas virtuales fue VM/370 de IBM, en 1979 Los s.o. actuales proporcionan múltiples VM’s: Windows (DOS), OS/390 (Linux), etc.


Máquina Virtual Java

Es un procesador abstracto, que se implementa en software, sobre la plataforma local, o directamente en hardware, capaz de ejecutar aplicaciones escritas en lenguaje Java Los ‘ejecutables’ de la MVJ se llaman bytecodes



La mayor parte de los sistemas operativos actuales implementan una o mas variantes de la MVJ: Linux MS Windows UNIX: Solaris, AIX, HP-UX, etc. IBM OS/400 y OS/390 ...



Numerosos dispositivos embebidos implementan también MVJ: PDA’s Celulares Microcontroladores



Una especificación completa de la MVJ asegura la portabilidad de las aplicaciones Java entre diversas plataformas


Plataformas



Herramientas: Evolución

La necesidad de desarrollar software implicó la creación de múltiples herramientas de programación de aplicaciones En este terreno encontramos desde simples ensambladores hasta lenguajes de alto nivel


Lenguajes de Programación

Podemos ver al lenguaje como otra capa de abstracción, que permite ver a las aplicaciones en el contexto del programador, ‘traduciendo’ este modelo al código ejecutable por la máquina destino De acuerdo al ‘nivel’ de esta abstracción, se califica el lenguaje


Lenguajes de Programación

En orden decreciente de nivel de abstracción, por ejemplo: Herramienta de modelado (UML, etc.) Framework (Plat. Java , MFC, .NET) Lenguaje orientado a objetos (Java, etc.) Lenguaje procedural (C, Pascal, FORTRAN) Ensamblador (assembler) Código de máquina


Entidades

Opcodes, hexCódigo de máquina

MnemónicosEnsamblador

Rutinas, módulosLenguaje procedural

Objetos, clases, mensajesLenguaje orientado a objetos

ComponentesFramework

DiagramasModelador UML

EntidadesHerramienta


Niveles

Cuando usamos una herramienta de mayor nivel, estamos interponiendo mas capas de abstracción entre nuestra aplicación y el hardware Generalmente (no siempre), mayor nivel implica mas posibilidades de diseño y menor perfomance


Capas de Abstracción

Hardware

Sistema Operativo/Monitor

Máquina Virtual

Entorno Runtime

Aplicación A AplicaciónB Aplicación

C AplicaciónD


Dispositivos

Servidores Clientes Dispositivos embebidos Dispositivos móviles


Servidores

Son dispositivos que brindan uno o mas servicios a un conjunto de clientes Un ejemplo: correo electrónico, referencia temporal, procesamiento numérico o gráfico, comunicaciones,etc. Usualmente concentran capacidad de procesamiento, memoria y almacenamiento


Arquitectura

Clientes

ServidorRed


Servidores

Basados en arquitecturas RISC o CISC, frecuentemente SMP (Symmetric Multi Processing) Pueden estar agrupados en conjuntos de varios equipos, por ejemplo en clusters o computational grids Ejecutan S.O. multiprogramables, como Unix, Windows o Linux


Clientes

Dispositivos que toman servicios de uno o mas servidores Una PC conectada a una red es el caso mas frecuente, pero también un microcontrolador o una terminal móvil son ejemplos de clientes La variedad de hardware y software es muy grande


Clientes Delgados

En los últimos años se vio una tendencia en la industria a simplificar la arquitectura de los clientes Puede ser una limitación real, por ejemplo de un microcontrolador o un celular, o conceptual, como una pc accediendo a aplicaciones a través de la web


Dispositivos Embebidos

Cuentan con capacidad de procesamiento, memoria y almacenamiento limitados Desde la evolución del control digital, las rtu’s o PDA’s hasta los sensores inteligentes


Dispositivos Embebidos

Limitado espacio de memoria CPU’s restringidas en clock y longitud de palabra Bajo consumo de energía Conectividad


Dispositivos Móviles

Las mismas restricciones de los embebidos mas: Conectividad no permanente Trabajo off-line Mayores restricciones de consumo de

energía Tecnología inalámbrica

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