Apuntes Leccion1 Introduccion PDF

CE4303 – Principios de Sistemas Operativos Introducción a los Sistemas Operativos PROFESOR: ING. LUIS BARBOZA ARTAVIA Agenda • Introducción. • Definición. • Modos de operación. • Funciones básicas. • Historia de los sistemas operativos. Introducción • ¿Cuáles son los componentes en un computad...

CE4303 – Principios de Sistemas Operativos Introducción a los Sistemas Operativos PROFESOR: ING. LUIS BARBOZA ARTAVIA Agenda • Introducción. • Definición. • Modos de operación. • Funciones básicas. • Historia de los sistemas operativos. Introducción • ¿Cuáles son los componentes en un computador? • ¿El desarrollador debe conocer en detalle cada uno de los componentes? • Retos: • Administrar los componentes. • Utilizarlos de manera óptima. Definición • Capa de software. • Provee un modelo más limpio para los programas de usuario. • Administrar todos los recursos. • Capa para que el usuario interactúe con el software. Modos de operación Hay dos modos de operación: • Kernel. • Usuario. Modos de operación - Kernel • También llamado supervisor. • Tiene acceso a todo el hardware. Modos de operación - Usuario • Conjunto reducido de instrucciones. • No puede ejecutar instrucciones que afecten la máquina. Ubicación SO Funciones básicas • Crea una abstracción de los recursos. • Administra los recursos. SO como máquina extendida • La arquitectura (set instrucciones, organización memoria, I/O y estructura bus) a nivel de lenguaje máquina es primitiva • Es complejo de programar. Ejemplo • ¿Cómo escribo en un disco? • Buscar cómo funcionan. • ¿Qué pasa si actualizaron el método? Abstracción • Resolver problemas imposibles. • Reduce la complejidad en los problemas. Ejemplo Bdir Bdat SO como máquina extendida • Crear buenas abstracciones. • Implementar y manejar estos objetos abstractos. • Ocultar el hardware y presentar una buena interfaz. SO como máquina extendida • Esconder el hardware y presentar programas con abstracciones para trabajar. SO como máquina extendida • Las aplicaciones interactúan con el SO y sus abstracciones. • Las personas utilizamos las abstracciones provistas por la interfaz gráfica. SO como administrador • Cuántos recursos tiene el sistema operativo a su disposición. • Debe proveer una manera ordenada y controlada de tener los recursos para las aplicaciones. SO como administrador Programa 2 Programa 1 Programa 3 SO como administrador Usuario 2 Usuario 1 Usuario 3 SO como administrador • Llevar registro de recursos. • Otorgar permisos a solicitudes de recursos. • Llevar control de uso. • Mediar en solicitudes de conflicto de diferentes programas y usuarios. Multiplexaje • Tiempo: cada programa se toma un turno para utilizar un recurso. Programa 2 Programa 1 Programa 3 Multiplexaje Programa 2 Programa 1 Programa 3 Multiplexaje • Espacio: cada programa tiene una parte del recurso. Memoria Memoria Historia de los SO • Muchas fases empezaron antes que la anterior finalizara. • Matemático inglés Charles Babbage (1792 – 1871). • Primera computadora digital. • Contrata a Ada Lovelace. Primera generación (1945-55) • La Segunda Guerra Mundial estimuló la actividad. • John Atanasoff y Clifford Berry construyen la primera computadora digital funcional. • Utilizaba 300 tubos al vacío. • También se construyeron Z3, Colossus, Mark I, ENIAC. • Algunas eran binarias, utilizaban tubos al vacío o eran programables. ENIAC • Construida por John William Mauchly y John Presper Eckert. • Primera computadora programable. • Su peso es de 27 toneladas y necesitaba 127 metros cuadrados. • 17000 Tubos • MTBF de 10 minutos. Primera generación (1945-55) • Un grupo de programadores diseñaba, construían, programaban, operaban y mantenían. • Se podía cablear todo el circuito. • SO y lenguajes era algo desconocido. • Se realizaban cálculos directos (tabla de senos, cosenos, trayectorias). Primera generación (1945-55) • En los años 50s aparecen las tarjetas perforadas. Segunda generación (1955-65) • Aparece el transistor. • Separación de roles en el uso de las computadoras. • Mainframes: abarcaban un cuarto. Segunda generación (1955-65) 1. Escribir el programa en papel (FORTRAN). 2. Hacer los huecos en la tarjeta perforada. 3. Entregarlos al operador. 4. Darse un descanso. 5. Ir por el resultado. Segunda generación (1955-65) • Surge el trabajo por lotes. Segunda generación (1955-65) • Surge el trabajo por lotes. Segunda generación (1955-65) • Surge el trabajo por lotes. Tercera generación (1965-80) • Dos líneas de computadoras: científicas y comerciales. • IBM introduce la System/360. • Utilizaba circuitos integrados. Tercera generación (1965-80) • Multiprogramación: cuando un proceso realizaba I/O, otro realizaba cálculos. • Con suficientes trabajos, el CPU se podía mantener ocupado. Tercera generación (1965-80) • Spooling: una vez que un trabajo finalizaba, se cargaba de disco el siguiente. • Problema: costoso en tiempo recuperarse de un error. • Tiempo compartido: cada usuario tiene una terminal. • Primer SO con tiempo compartido: CTSS (Compatible Time Sharing System). • Surgió MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service). • Aparecen minicomputadoras y da inicio a UNIX. Cuarta generación (1980-hoy) • Desarrollo de circuitos LSI (Large Scale Integration). • Chips con miles de transistores. • Computadoras accesibles para todas las personas. Cuarta generación (1980-hoy) • Intel en 1974 fabrica el 8080. • Gary Kildall escribe CP/M (Control Program for Microcomputers) basado en discos. • Funda Digital Research. • CP/M domina por 5 años el mercado. • En 1980 IBM diseña la IBM PC. • Bill Gates compra DOS (Disk Operating System) a Seattle Computer Products. Cuarta generación (1980-hoy) • Bill Gates contrata a Tim Paterson (creador del DOS) como empleado de Microsoft. • La versión se llamó MS-DOS. • Doug Engelbart inventa GUI. • Steve Jobs ve potencial y crea una Apple con GUI. • Construye Lisa. • Luego Apple Macintosh y es un éxito por ser amigable con el usuario. Cuarta generación (1980-hoy) • Microsoft realiza un sucesor: Windows. • Windows 95 utilizaba MS-DOS para arrancar. • UNIX tenía especialidad en redes y servidores. • FreeBSD es un derivado popular. Cuarta generación (1980-hoy) • SO en red: los usuarios saben que existen múltiples computadoras. • SO distribuido: el usuario no sabe dónde se ejecuta un programa o dónde está ubicado el archivo. Quinta generación (1990-hoy) • Combinar los teléfonos con computadoras. • Uno de los primeros fue Symbian OS. • Desaparece por Blackberry OS e iOS. • En 2008 llega Android. Referencias • Tanenbaum, A. and Bos, H., 2015. Modern Operating Systems. 4th ed. Pearson. CE4303 – Principios de Sistemas Operativos Introducción a los Sistemas Operativos PROFESOR: ING. LUIS BARBOZA ARTAVIA