Sistemas Operativos I Introducción. Conceptos Fundamentales Sistemas Operativos I.
Unidad Uno: Introducción a los Sistemas Operativos Ing. Efraín Padilla Valera Sistemas Operativos...
-
Upload
irene-ortega-olivares -
Category
Documents
-
view
224 -
download
0
Transcript of Unidad Uno: Introducción a los Sistemas Operativos Ing. Efraín Padilla Valera Sistemas Operativos...
Unidad Uno: Introducción a los Sistemas Operativos
Ing. Efraín Padilla Valera
Sistemas Operativos
Departamento de Sistemas y Computación
InstitutoTecnológicoTepicContenido
Definición y Concepto1
Funciones y Características2
Evolución Histórica3
Núcleo6
Clasificación4
Estructura (niveles o estratos de diseño).5
InstitutoTecnológicoTepic
¿Qué es un Sistema Operativo?
Esta pregunta no es simple, y procuraremos responderla a lo largo de todo el curso. Sin embargo podemos dar algunas definiciones simples.
Un Sistema Operativo es:1.El código que acompaña la ejecución de cualquier aplicación.
2.Un programa que actúa como intermediario entre un usuario y el hardware del computador.
3.Un programa que dirige todos los recursos de un sistema computacional.
InstitutoTecnológicoTepic
Los Objetivos de un S.O son:
Acercar el sistema computacional al usuario facilitando su uso.
Usar el hardware de una manera eficiente
La mejor forma de entender un S.O. Es entender como se construye.
También ayuda a su comprensión el tener una visión histórica de su desarrollo
InstitutoTecnológicoTepicEstructura de un Sistema
Computacional El S. O. Es una de las componentes más
importantes de un sistema computacional.
Un Sistema Computacional es una plataforma sobre la cual se construyen los llamados Sistemas de Información, factor clave de competitividad en cualquier organización.
Un Sistema Computacional está compuesto de: hardware, s.o., aplicaciones
InstitutoTecnológicoTepicComponentes del sistema de
cómputacional
Hardware - Proveé los componentes básicos de cómputo (CPU, memoria, dispositivos de E/S).
Sistema Operativo - Controla y coordina el uso del hardware entre los varios programas de aplicación para los diferentes usuarios.
Programas de sistemas- Compiladores, Assembler, Editores, herramientas de Monitoreo y Mantención
Aplicaciones - Bases de datos, Juegos, Navegadores, etc.
Usuario 1 Usuario 2 Usuario N
Aplicaciones
Programas de Sistemas
Sistema Operativo
Hardware
InstitutoTecnológicoTepicObservaciones
No existe una definición precisa de un S.O.
Los S.O. Existen porque existe la necesidad de resolver problemas usando sistemas computacionales
Tampoco existe una definición única sobre qué contiene y qué no contiene un S.O.
Una definición práctica es que un S.O. es el código qué siempre se ejecuta y acompaña la ejecución de las aplicaciones
InstitutoTecnológicoTepic
Componentes del Sistema Operativo
Manejador de recursos - administra y aloja los recursos.
Programa de control - controla la ejecución de los programas de usuarios y las operaciones de los dispositivos de entrada/salida.
Kernel - el programa que corre en todo momento (todo lo demas es programa de aplicación).
InstitutoTecnológicoTepicPor que necesitamos al Sistema
Operativo• Usuarios: prove interfaces de usuario,
interprete de comandos, estructura de directorios, programas de utilerias (compiladores, editores, filtros).
• Ambiente de programacion- prove un ambiente de alto nivel para manejo E/S, manejo de archivos, manejo de procesos.
• Eficiencia - remplaza al operador en la calendarizacion de jobs, almacenamiento archivos de E/S, manejo de concurrencia.
InstitutoTecnológicoTepic
Evolución (1): Primeros Computadores, década 1940´s
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Evolución (2): década 1950´s.
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepicSpooling
La introducción de la tecnología de discos entrega una solución: en vez de leer del disco y escribir a la impresora, la CPU interactúa directamente con el disco.
Si la CPU necesita leer una tarjeta, lee desde un área del disco. En forma similar cuando necesita imprimir una línea, la escribe en el disco
Esta forma de procesamiento se denomina Spooling (Simultaneous peripheral operation on-line)
Observaciones El Spooling traslapa la entrada y salida de un job con los
cálculos (CPU) de otro job. Tiene un efecto directo e importante en el desempeño ya que
mantienen a la CPU y los dispositivos trabajando a su máxima velocidad
InstitutoTecnológicoTepic
SPOOL: Operación On-line
Procesador Central
Canal1 Canal2 Canal3
Memoria CPU
Impresora
Impresora
Lector
Cinta
Disco
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Monitor Residente
Area de programa
de usuario
Intérprete del Lenguaje de control
MONITORRESIDENTE
Secuenciador de Jobs
Controladores deDispositivos
Tratamiento de Interrupciones
Límite
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Sistemas de Multiprogramación.
Monitor residente comienza a llamarse Sistema Operativo.
Asignación de tiempo de ejecución por ráfagas de CPU. Una ráfaga es un período de tiempo de uso de CPU y limitado por tiempos de espera.
Este debe decidir qué jobs hace avanzar, tratando de maximizar el rendimiento del computador. Esto se conoce como job scheduling.
Se introducen los primeros esquemas de administración de memoria con particiones y espacio de direcciones lógicos.
Ventajas: CPU se mantiene mayor tiempo ocupado.
Desventajas:
Ausencia de protección entre jobs (en primeras versiones).
Hardware y S.O. Son más complejos.
Ejemplos: IBM Systen/360, OS/370.
Evolución (3): década 1960_1970
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepicSistemas Multiprogramados
El Spooling mantiene una estructura de datos con todos los jobs listos para ser ejecutados en un área de disco.
Esta estructura permite seleccionar cualquier job del conjunto. Con esta estructura es posible mejorar la utilización de la CPU.
La selección de un job para su ejecución de un conjunto Se denomina itineración de job
La itineración de jobs permite la mutiprogramación. La multiprogramación aumenta la utilización de la CPU al
organizar los jobs de manera tal que la CPU siempre tenga algún job que ejecutar.
Para esto se mantienen los jobs en memoria principal. El S.O. Selecciona un job, lo ejecuta y cuando el job debe esperar por E/S, se selecciona otro job
InstitutoTecnológicoTepic
Multiprogramación con dos programas
running runningwait
running runningwait
running runningwaitrunning running
running runningwait
Ráfagade CPU
Monoprogramación
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Diagrama de Estados de un Proceso
Idle(Creación) Zombie
Running(Corriendo)
Ready(Listo)
Waiting(Esperando)
Dispached
Bloqued(Read, Write, etc.)
Wake-up (despierta)
Asigna Memoria, crea PCB, asigna identificación
Exit
fork()
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
PCB (Process Control Block) o Descriptor de Proceso
Registros CPU
PC
*nextPCB
Información administración
de memoria
Información administración
de E/S
En Linux, esta estructura de datos se denomina task_struct.
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Sistemas de Tiempo Compartido (Time Sharing). Los sistemas batch multiprogramados permiten usar recursos eficientemente, pero los usuarios no pueden interactuar con sus aplicaciones.El tiempo compartido (time sharing) o multitarea es una extensión de la multiprogramación. La CPU ejecuta múltiples jobs, pero la conmutación de un job a otro ocurre con una frecuencia tal que los usuarios piensan que interactúan con el programa mientras éste corre
Trabajo interactivo con el computador a través de terminales.
Nace el concepto de Proceso.
Asignación de tiempo de CPU por tajadas de tiempo.
Ya no se habla de tiempo de despacho de un job, sino que tiempo de respuesta.
Núcleos monolíticos. Todas las funciones y servicios del sistema operativo están dentro del
núcleo.
Espacio de direcciones virtuales para cada proceso, utilizando mecanismos de segmentación o
paginación.
Sistemas Operativos: Unix, VAX/VMS, AS/400.
Ventaja: Aumento en la productividad de los programadores.
Desventaja: El procesador es un cuello de botella.
Evolución (4): década 1970
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Diagrama de Estados de un Proceso (2)
Idle(Creación) Zombie
Running(Corriendo)
Ready(Listo)
Waiting(Esperando)
Dispached
Bloqued(Read, Write, etc.)
Wake-up (despierta)
Asigna Memoria, crea PCB, asigna identificación
Time-out(fin tajada o
quantum)
Exit
fork()
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Computadores Personales.
Fines de los años ´70.
Aparece el microprocesador.
Sistema Monousuario.
Sistemas Operativos: CP/M, MS-DOS, Macintosh,
OS/2, Windows.
Problema: Dificultad para compartir recursos.
Evolución (5)
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
1980’s. Redes
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
Estaciones de Trabajo: (Sun, Vax, Silicon Graphics).
Redes de Area Local (Ethernet, Token Ring, FDDI, ATM), Redes de larga distancia (Arpanet).
Redes organizadas como clientes-servidores.
Servicios de S.O. Protocolos de comunicación, encripcion de datos, seguridad, consistencia en datos distribuidos
InstitutoTecnológicoTepic
Sistemas Distribuidos - distribuyen el cómputo entre varios procesadores geográficamente dispersos.
Sistemas debilmente acoplados - cada procesador tiene su propia memoria local y el procesador se comunica con los demas procesadores mediante lineas de comunicación, buses de alta velocidad y lineas telefónicas.
Ventajas: Compartición de recursos Incremento en la velocidad de cómputo compartición de carga Confiabilidad Comunicación
1980’s. Sistemas Distribuidos
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
1980-1990`s. Sistemas Paralelos
Sistemas paralelos - sistemas de múltiples procesadores con mas de 1 procesador con comunicación entre ellos.
Sistema fuertemente acoplado - los procesadores comparten memoria y reloj; la comunicación usualmente se realiza mediante memoria compartida.
Ventajas: Incremento de throughput Economica Incremento en la confiabilidad
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Computo Paralelo (Teraflops).
PC’s poderosas (1.5 GigaHertz) , Computadoras Multimedia.
Redes de Comunicación de distancia mundial, con envio de imágenes, grandes cantidades de datos, audio y video.
World Wide Web.
Notebooks utilizando tecnologias de comunicación inalambrica: Computo Mobil.
Computo Embebido y Robotica.
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
1990`s-2000.
InstitutoTecnológicoTepic
1990-2000`s-Sistemas de Tiempo Real
A menudo utilizados como dispositivo de control en aplicaciones dedicadas, como control de experimentos científicos, sistemas de procesamiento de imagenes médicas, sistemas de control industrial, etc...
Exige complimiento de restricciones de tiempos.
Sistemas de tiempo real criticos. Cumplimiento forzoso de plazos de respuesta.Predecibilidad y analisis de cumplimineto de plazos de respuesta
Sistemas de tiempo real acríticos. Exigencia “suave” de plazos de respuesta.Atención lo mas rapido posible a eventos, en promedio.
Ejemplos:– Sistemas de Control Industrial– Monitoreo médico– Control de encendido de motores– Sistemas de defensa• El procesamiento se debe hacer con restricciones de tiempo. En caso contrario se producen fallas
Evolución Historica de los Sistemas Operativos
InstitutoTecnológicoTepic
Funciones del sistema operativo
• Gestor de recursos (cpu, memoria, ...) – Asignación y recuperación de recursos – Protección de los usuarios – Contabilidad/monitorización
• Máquina extendida (servicios) – Ejecución de programas (procesos) – Órdenes de E/S – Operaciones sobre archivos – Detección y tratamiento de errores
• Interfaz de usuario – Shell
InstitutoTecnológicoTepicNiveles del sistema operativo
La capa de servicios o llamadas al sistema ofrece a los programas unos servicios en forma de una interfaz de programación o API (application programming interface). Desde el punto de vista de los programas, esta capa extiende la funcionalidad de la computadora, por lo que se suele decir que el sistema operativo ofrece una máquina virtual extendida a los programas.La capa de intérprete de comandos o shell suministra una interfaz a través de la cual el usuario puede dialogar de forma interactiva con la computadora. El shell recibe los comandos u órdenes del usuario, los interpreta y, si puede, los ejecuta. Dado que el shell suele ejecutar en nivel de usuario
núcleo (kernel) es la que gestiona los recursos hardware del sistema y la que suministra otra la funcionalidad básica del sistema operativo. Esta capa ha de ejecutar en modo núcleo, mientras que las otras pueden ejecutar en niveles menos permisivos.
InstitutoTecnológicoTepic
Componentes y Estructura del SO
Gestión de procesos. Encargada de la creación, planificación y destrucción de procesos.Gestión de memoria. Componente encargada de saber qué partes de memoria están libres y cuáles ocupadas, así como de la asignación y liberación de memoria según la necesiten los procesos.Gestión de la E/S. Se ocupa de facilitar el manejo de los dispositivos periféricos. Gestión de archivos y directorios. Se encarga del manejo de archivos y directorios y de la administración del almacenamiento secundario.Comunicación y sincronización en los procesos. Encargada de ofrecer mecanismos los procesos puedan comunicase y sincronizarse.Seguridad y protección. Este componente debe encargarse de garantizar la seguridad de los usuarios y de definir lo que pueden hacer cada uno de ellos con los recursos del sistema.
InstitutoTecnológicoTepicClasificación de los Sistemas
Operativos Por su Estructura Interna:
Estructura Modular (Monolítica): el SO se escribe como una colección de procedimientos.
Estructura Microkernel: las funciones principales son controladas por el núcleo (kernel) mientras que la interfaz del usuario es controlada por el entorno shell.
InstitutoTecnológicoTepicClasificación de los Sistemas
Operativos Por la forma en que ofrecen sus servicios:
SO por Lotes: Los trabajos se reunían por grupos o lotes. Cuando el trabajo estaba en ejecución, este tenia el control absoluto de la maquina. Al terminar cada trabajo, el control era devuelto al SO.
SO de Tiempo Compartido: Permite que varios programas de usuario se encuentren al mismo tiempo en la memoria principal, y el procesador es alternado rápidamente de un trabajo a otro.
SO de Tiempo Real: Procesan las instrucciones recibidas al instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado. Su característica principal es dar respuestas inmediatas. Generalmente se utilizan en procesos industriales o de control.
InstitutoTecnológicoTepicClasificación de los Sistemas
Operativos Por la forma en que ofrecen sus servicios:
SO de Red: Son aquellos sistemas que mantienen dos o mas computadoras unidades a través de algún medio de comunicación (físico o no), con el fin de poder compartir los distintos recursos y la información del sistema
SO Distribuidos: Colección de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación mediante interconexiones hardware y software.
Proporcionan abstracción de maquina virtual a los usuarios. Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos entre un conjunto de procesadores, el cual pueden encontrarse en un equipo o en distintos equipos.
InstitutoTecnológicoTepicClasificación de los Sistemas
Operativos Sistemas Operativos por Servicios:
Por el numero de Usuarios: Monousuarios: Sistemas que atienden a una única tarea de
usuario. Multiusuarios: Se emplean en redes y cumplen simultáneamente
las necesidades de dos o mas usuarios, que comparten unos mismos recursos
Por el numero de Tareas: Monotareas: Solo pueden manejar un proceso en cada momento,
es decir ejecutan las tareas una a una. Multitareas: Pueden procesar varias tareas al mismo tiempo.
Por el Numero de Procesadores: Uniproceso: Se mantiene un solo procesador Multiproceso: Pueden manejar varios procesadores a la vez,
compartiendo la misma memoria y reloj• Simétricos: Una CPU principal retiene el control global de la
computadora, así como la de los procesadores.• Asimétricos : No existe una CPU controladora única. Cada
procesador tiene asignado una tarea especifica.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
En función de esta estructura se pueden agrupar los sistemas operativos en dos grandes grupos: sistemas operativos monolíticos y sistemas operativos estructurados.
Sistemas operativos monolíticos Un sistema operativo de este tipo no tiene una estructura clara y bien
definida. Todos sus componentes se encuentran integrados en un único programa (el sistema operativo) que ejecuta en un único espacio de direcciones. En este tipo de sistemas todas las funciones que ofrece el sistema operativo se ejecuta en un modo núcleo.
Estos sistemas operativos han surgido, normalmente, de sistemas operativos sencillos y pequeños a los que se les ha ido añadiendo un número mayor de funcionalidades. Esto les ha hecho evolucionar y crece hasta convertirlos en programas grandes y complejos formados por muchas funciones situadas todas ellas en un mismo nivel. Ejemplos claros de este tipo de sistemas son MS-DOS y UNIX
El problema que plantean este tipo de sistemas radica en lo complicado que es modificar el sistema operativo para añadir nuevas funcionalidades y servicios. En efecto, añadir una nueva característica al sistema operativo implica la modificación de un gran programa, compuesto por miles de líneas de código fuente y funciones, cada una de las cuales puede invocar a otras cuando así lo requiera.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Estructura simple Sistemas monousuarios con funcionalidad básica
• (e.g. computadores personales antiguos) No existen protecciones ni multiprogramación Cualquier falla de programación hace caer al sistema Actividad asincrónica se maneja a través derutinas activadas por
interrupción (difícil programar) MS-DOS – escrito para proveer la mayor funcionalidad en el menor
espacio No tiene módulos Aunque MS-DOS tiene algo de estructura, sus interfaces y niveles de
funcionalidad no están bien separados
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
UNIX – limitado por funcionalidad del hardware, el SO UNIX original tenía una estructura limitada, con dos partes separadas Programas del sistema El kernel
• Todo abajo de la interfaz de llamadas al sistema y arriba del hardware
• Provee: sistema de archivos, CPU scheduling, manejo de memoria y otras operaciones del SO. Un gran número de funciones para una capa.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Sistemas operativos estructurados Cuando se quiere dotar de estructura a un sistema operativo,
normalmente se recurre a dos tipos de soluciones: sistemas por capas y sistemas cliente- Servidor.
Sistemas por capas• En un sistema por capas, el sistema operativo se organiza como
una jerarquía de capas, donde cada capa ofrece una interfaz clara y bien definida a la capa superior y solamente utiliza los servicios que le ofrece la capa inferior.
• La principal ventaja que ofrece este tipo de estructuras es la modularidad y la ocultación de la información. Una capa no necesita conocer como se ha implementado la capa sobre la que se construye, únicamente necesita conocer la interfaz que ofrece. Esto facilita enormemente la depuración y verificación del sistema, puesto que las capas se pueden ir construyendo y depurando por separado.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
El operador5
Programas del usuario
Control de entrada/salida
4
3
2
1 Administración de la memoria y el disco
Asignación procesador y multiprogramación0
Comunicación operador-proceso
Sistemas Operativo THE
OS/2
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Modelo cliente-servidor o micronúcleo• En este tipo de modelo, el enfoque consiste en implementar
la mayor parte de los servicios y funciones del sistema operativo en procesos de usuario, dejando solo una pequeña parte del sistema operativo ejecutando en modo núcleo. A esta parte se le denomina micronúcleo y a los procesos que ejecutan el resto de funciones se les denomina servidores.
• No hay una definición clara de las funciones que debe llevar a cabo un micronúcleo. La mayoría incluyen la gestión de interrupciones, gestión básica de procesos y de memoria y servicios básicos de comunicación entre procesos. Para solicitar un servicio en este tipo de sistemas, como por ejemplo crear un proceso, el proceso de usuario (proceso denominado cliente) solicita el servicio al servidor del sistema operativo correspondiente, en este caso al servidor de procesos. A su vez, el proceso servidor puede requerir los servicios de otros servidores, como es el caso del servidor de memoria. En este caso, el servidor de procesos se convierte en cliente del servidor de memoria.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Modelo cliente-servidor o micronúcleo continuacion… Beneficios:
Más fácil de extender un microkernel Más fácil portar el SO a otras arquitecturas Más confiable (menos código se ejecuta en modo kernel) Más seguro
Problemas: Sobrecarga de comunicación entre los espacios de usuario y
kernel
Ejemplos: windows NT, mac OS
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Windows NT
Estructura de Mac OS X
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
http://www.makelinux.net/kernel_map
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Módulos La mayoría de los SO modernos implementan módulos
de kernel• Enfoque orientado a objetos• Cada componente base está separado• Cada uno habla con los otros a través de interfaces
comunes• Cada uno puede cargarse (al kernel) conforme se
necesita En general, similar a las capas, pero más flexible
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Enfoque modular en Solaris
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Máquinas virtuales Una máquina virtual lleva el enfoque de capas a su conclusión
lógica. Trata el hardware y el kernel del SO como si fueran hardware ambos
Una máquina virtual ofrece una interfaz idéntica para cualquier hardware que esté abajo
El sistema operativo crea la ilusión de múltiples procesos, cada uno ejecutando en su propio procesador con su propia memoria (virtual)
Los recursos de la computadora física se comparten para crear las máquinas virtuales
• CPU scheduling produce la ilusión de que los usuarios tienen su propio procesador
• Colas (spooling) y el sistema de archivos pueden ofrecer lectores de tarjetas e impresoras virtuales
• Una terminal de usuario en un sistema de tiempo compartido, sirve como la máquina virtual de la consola del operador
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Máquinas virtuales cont...
El concepto de máquinas virtuales provee protección completa de los recursos del sistema, ya que cada máquina virtual está aislada de las demás. Sin embargo, por el aislamiento no pueden compartir recursos directamente.
Una máquina virtual es un excelente vehículo para hacer investigación en SO. El desarrollo se lleva a cabo en la máquina virtual, sin afectar la operación normal del sistema.
El concepto de máquina virtual es difícil de implementar debido al gran esfuerzo de proveer un duplicado exacto de la máquina.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Ejemplos de maquinas Virtuales
IBM VM: ofrecía a cada usuario su propia máquina virtual no multiprogramada; las m.v. se planificaban con tiempo compartido.
Java: los programas compilados en Java corren sobre una máquina virtual (JVM).
VMware: capaz de ejecutar al mismo tiempo varias sesiones windows, Linux, Mac OS X, etc. sobre plataforma PC o Mac.
Nachos: S.O. que se ejecuta en una máquina virtual MIPS, cuyo emulador corre sobre Unix.
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Ejemplo Maquina Virtual
Máquina no virtual Máquina virtual
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Arquitectura de VMware
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
La máquina virtual Java
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Portabilidad de Java en varias plataformas
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Ambiente de desarrollo Java
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
Sistemas Operativos basados en JAVA JavaOS: proyecto abandonado por SUN
(reemplavado por las API de JME). Jnode.– Máquina Virtual y Sistema
Operativo http://www.jnode.org/
Jx.– Kernel mas AWT http://www4.informatik.uni-erlangen.de/Projects/JX
/
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
jnode
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
JX
InstitutoTecnológicoTepic
Estructura del sistema operativo
El sistema operativo JX
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
Proporciona la funcionalidad básica del SO
Es la parte más dependiente del hw de todo el SO
Suele permanecer en el almacenamiento primario porque su código se ejecuta muy frecuentemente
proporciona una serie de servicios a las capas superiores del sistema.
|NUCLEO
Proceso S.O.
Procesos usuario
Hardware
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
Funciones básicas del núcleo Proporcionar el entorno adecuado para
la existencia de procesos• Tratamiento de interrupciones• Conmutación del procesador entre procesos
(soporte al diagrama de estados)• Mecanismos básicos de comunicación y
sincronización entre procesos• Carga inicial y activación de la
configuración del sistema
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
Tratamiento de interrupciones: El núcleo transforma las interrupciones en
eventos de más alto nivel (p. ej. mensajes) El núcleo determina qué proceso espera
una interrupción y el envía un mensaje Cuando el hardware detecta una
interrupción, el control se transfiere a este módulo,
el cual analiza el carácter de la interrupción y toma las acciones apropiadas:
• Transferir el control a otro módulo del S. O.• Iniciar otro programa• Continuar la ejecución del programa
interrumpido
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
Conmutación de CPU entre procesos Los procesos de usuario pasan por varios estados
durante su tiempo de vida en el sistema El núcleo proporciona los mecanismos de
conmutación de la CPU entre procesos El núcleo transfiere el control al programa que el
planificador ha determinado para que sea el próximo en ejecutarse.
La comunicación entre programas se logra manteniendo una cola de mensajes en espera para cada uno de los programas activos.
El núcleo recibe los mensajes y los va almacenando en la cola apropiada al destino en cuestión, para distribuirlos cuando el programa destino se active.
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
InstitutoTecnológicoTepic
Núcleo del sistema operativo
Comunicación y sincronización entre procesos El núcleo proporciona mecanismos para
que los procesos puedan intercambiar información y sincronizarse
Mecanismos:• Señales• Semáforos• Mensajes• RPCs (remote procedure calls)
InstitutoTecnológicoTepicArranque de la Computadora: ¿Cómo
cargar el núcleo?
Fase Operación
Iniciar ROM Test del hardware
Carga de la rutina de bootstraping en memoria.
Rutina de Boostraping (booteo)
Carga en memoria de componentes del SO.
Inicialización del Sistema Operativo
Test de integridad del sistema de archivos.
Crear estructuras de datos internas.
Arranque de procesos demonios del sistema (swapper, init, pager, etc.)
Funcionamiento Aceptar conexiones de usuarios locales y/o remotos.
InstitutoTecnológicoTepicArranque de la Computadora: ¿Cómo
cargar el núcleo? El RESET carga valores predefinidos en los registros Contador de Programa <- dirección de arranque del cargador
ROM Se ejecuta el cargador ROM del sistema
Test del sistema para detectar su caracteristicas (ej. mem. Ppal. Disponible o los periféricos instalados)
Trae a memoria el boot del SO
En el caso de la computadora de tipo PC la ROM contiene, además del programa iniciador, software de E/S denominado (BIOS)
InstitutoTecnológicoTepicArranque de la Computadora: ¿Cómo
cargar el núcleo?
El SO está almacenado en el disco
InstitutoTecnológicoTepicArranque de la Computadora: ¿Cómo
cargar el núcleo?
El cargador ROM carga el sector de boot del SO y le da control
El boot del SO carga el SO residente y da control al programa de arranque del SO, que: Comprueba el hardware Comprueba el sistema deArchivos Establece las tablas del SO Crea procesos (según el tipo de SO)
• Proceso INIT• Procesos o tareas del sistema (demonios)• Procesos de login (uno por terminal)
Tras la autenticación, el proceso login se convierte en shell
InstitutoTecnológicoTepicAdministrar permisos
Cada contenedor y objeto de la red tiene asignada información de control de acceso. Esta información se denomina descriptor de seguridad y controla el tipo de acceso permitido a usuarios y grupos. Los permisos se definen en el descriptor de seguridad de un objeto. Se asocian o asignan a usuarios y grupos específicos.
Cuando se es miembro de un grupo de seguridad que está asociado a un objeto, se tiene cierta capacidad para administrar los permisos de ese objeto. En el caso de los objetos que se poseen, el control es total. Puede utilizar distintos métodos, como Servicios de dominio de Active Directory (AD DS), Directiva de grupo o listas de control de acceso, para administrar distintos tipos de objetos
InstitutoTecnológicoTepic
Permisos y descriptores de seguridad
Cada contenedor y objeto de la red tiene información de control de acceso adjunta. Esta información se denomina descriptor de seguridad y controla el tipo de acceso permitido a usuarios y grupos. El descriptor de seguridad se crea automáticamente junto con el contenedor u objeto que se crea. Un ejemplo típico de objeto con un descriptor de seguridad es un archivo.
Los permisos se definen en el descriptor de seguridad de un objeto. Se asocian o asignan a usuarios y grupos específicos. Por ejemplo, para el archivo Temp.dat, el grupo de cuentas predefinidas de administrador podría tener asignados permisos para leer, escribir y eliminar, mientras que el grupo de operadores de copia de seguridad sólo permisos para leer y escribir.
Cada asignación de permisos a un usuario o grupo se representa en el sistema como una entrada de control de acceso (ACE). Al conjunto completo de entradas de permiso de un descriptor de seguridad se le denomina conjunto de permisos o lista de control de acceso (ACL). De esta forma, para un archivo denominado Temp.dat, el conjunto de permisos incluye dos entradas de permiso: una para el grupo de cuentas predefinidas de administrador y otra para el grupo de operadores de copia de seguridad.
InstitutoTecnológicoTepic
Permisos de archivos y carpetas
En la siguiente tabla se muestran las limitaciones de acceso para cada conjunto de permisos NTFS especiales.
Permisos especiales
Control total Modificar Leer y ejecutar Mostrar el
contenido de la carpeta
Lectura Escritura
Recorrer carpeta /
Ejecutar archivox x x x
Listar carpeta / Leer datos
x x x x x
Atributos de lectura
x x x x x
Atributos extendidos de
lecturax x x x x
Crear archivos / Escribir datos
x x x
Crear carpetas / Anexar datos
x x x
Atributos de escritura
x x x
Atributos extendidos de
escriturax x x
Eliminar subcarpetas y
archivosx
Eliminar x xPermisos de
lecturax x x x x x
Cambiar permisos
x
Tomar posesión xSincronizar x x x x x x
InstitutoTecnológicoTepic
InstitutoTecnológicoTepic
InstitutoTecnológicoTepic
InstitutoTecnológicoTepic
www.themegallery.com