Tarea Tema1 - Ejercicios de resumen del tema PDF

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Ejercicios de resumen del tema ...

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Contenido Tarea 01/01: Identificar los términos y su relación con los Sistemas Operativos ........................ 2 Tarea 01/02: Localizar diferentes lecturas y comprender la evolución que representan las diferentes generaciones. ............................................................................................................... 3 Tarea 01/03: Completar la tabla hasta la actualidad .................................................................... 5 Tarea 01/04 y 01/05: Comprender los términos. ......................................................................... 6 Tarea 01/06: Comprender los términos relacionados con las estructuras presentados en las siguientes páginas ......................................................................................................................... 7 Tarea 01/07: Completar la tabla y razonar la clasificación ........................................................... 8

Tarea 01/01: Identificar los términos y su relación con los Sistemas Operativos -

-

Términos de Objetivos: o Control: controlar directamente los recursos, para que se usen de manera correcta y ordenada. o

Comodidad: enmascara las dificultades como por ejemplo mover un archivo queda en arrastrarlo con el ratón.

o

Eficiencia: de esta manera puede aprovechar al máximo los recursos, en caso como cuando hay muchos usuarios simultáneos, para que no se colapse se hacen las tareas lo más eficientes posibles.

o

Evolución: mejora del sistema de tal manera que no deje de funcionar ni se quede obsoleto.

Términos de Servicios: o

Creación de programas: Incluye herramientas que permiten llamar a funciones del sistema y manipular periféricos. Tiene una biblioteca que almacena subprogramas de uso frecuente para ahorrar tiempo y disminuir la dificultad.

o

Ejecución de Programas: carga de manera sencilla en memoria los programas a ejecutar y al finalizar el programa libera los recursos.

o

Operaciones de E/S: el sistema operativo es el intermediario entre programas y operaciones de E/S.

o

Manipulación del sistema de ficheros: operaciones de lectura, escritura y borrado de ficheros a partir de su nombre y localización.

o

Comunicaciones: el sistema operativo facilita las comunicaciones con redes y el uso de estas.

o

Detección de errores: El sistema responde ante los posibles errores para que estos no bloqueen todo el ordenador.

o

Asignación de recursos: El sistema operativo se encarga de asignar ciclos de CPU y áreas de memoria, uso de periféricos y gestión de prioridades.

o o

Contabilidad, estadísticas, lleva la cuenta del consumo de recursos. Protección. Asigna permisos de usuarios, o también puede incluir utilidades antivirus y cortafuego, protegiendo el sistema de programas maliciosos o accesos no autorizados.

Tarea 01/02: Localizar diferentes lecturas y comprender la evolución que representan las diferentes generaciones. 1. Primera generación 1945-1955 Se sustituyen los relés por tubos de vacío, (válvulas de vacío), mayor rigidez y fiabilidad. Se basa en un filamento (cátodo) que se calienta por resistividad, se usa como conmutador que deja o no pasar la corriente, entonces representa dos estados. Ya hay dispositivo de memoria externa (cinta magnética y tambor magnético) voluminosos y consume mucha energía. -

Características: Ciclo de reloj, milisegundo, aritmética de punto fijo, se programa en código máquina. No hay sistema operativo, hay que introducir manualmente cada programa a ejecutar, solo soporta (monotarea y monousuario) Maquinas más representativas: ENIAC, EDVAC, IBM704. Desventaja: no son muy rápidas, se funde con frecuencia y son caras.

2. Segunda generación 1955-1965 Sustituye válvulas de vacío por transistores, más pequeños, fiables, duraderos, baratos más que válvulas. Para las memorias se utiliza memorias de ferrita (cada cero o uno se almacenaba en un pequeño toro de ferrita imantado con una u otra polaridad). -

-

Memoria externa; aparecen discos magnéticos, más ligeros y con más capacidad que los tambores Características: Ciclo de reloj, microsegundo, aritmética exponencial (para punto flotante), Procesadores de E/S, primeros lenguajes de programación de alto nivel (FORTRAN, ALGOLLISP, COBOL) Sistema operativo: Programa especial, programa monitor, motivado por modo de trabajo en batch o por lotes, el operador ordena la ejecución de varios trabajos uno detrás de otro en una sola orden.

3. Tercera generación 1965-1980 Aparición de los circuitos integrados (CI), consiste en una pastilla de material semiconductor que contiene circuitos eléctricos grabados a través de una técnica de impresión, la pastilla esta encapsulada en cerámica (Chip). Tecnología más fiable, consume menos, componentes más pequeños, se reduce el retardo aumentando la velocidad del sistema. Aporta una fabricación en serie automatizada. Aparecen las escalas de integración SSI (Smal Scale Integration): integra en un CI de 4 a 100 transistores, permite implementar elementos básicos (puertas lógicas).

MSI (Medium Scale Integration): Integra en un CI de 100 a 1000 transistores, permite implementar aritmética. Ley de Moore, cada dos años se dobla el número de transistores en un CI a la par que los precios se reducen a la mitad -

-

Características: Ciclo de reloj, nanosegundos, memorias construidas mediante Cis, Unidades de control micro programadas. Unidades de control pipeline, unidad de control funciona como línea de montaje de fabrica la ejecución de un programa podría dividirse en n etapas, memorias caché y controladores DMA, disquetes, Lenguaje de programación: BASIC, PL I, Pascal

Aparecen los primeros sistemas operativos, con multiprogramación (un proceso puede ocupar la CPU mientras otro queda a la espera de una operación de E/S), multiproceso (permiten ejecutar varias tareas simultáneamente) y memoria virtual (permiten dar la sensación de que hay más RAM de la que realmente hay, utilizando para ello una parte del disco. Aparece el SPOOLING mediante él se leían las tarjetas perforadas y pasaban al disco formando parte de una cola. Tiempo compartido: variante de multi programación, los procesos se ceden la CPU entre ellos. Maquinas más representativas: 360 y 370 IBM, Cary CIBER (supercomputador), PDP de DEC. 4. Cuarta generación 1980-1990 Aparecen las escalas de integración: LSI (Large Scale of integration) entre 1.000 y 10.000 transistores/CI VLSI (Very large scale of integretion) mas de 20.000 transistores/CI en actualidad ciento de millones de transistores/CI Se Integra en un solo CI el microprocesador (UC+ALU) Características; microprocesador de 8 a64 bits, frecuencia de reloj superar los gigahercios, se abaratan los controladores DMA, controladores E/S. gracias al abaratamiento los ordenadores se extienden a todos los ámbitos. Ram y DRAM en forma de CI, gracias a eso tienen más capacidad. Surgen los sistemas abiertos (el usuario puede configurar su hardware y software de diferentes fabricantes lo que hace que se creen los estándares. Aparecen los discos SCSI, IDE, magnetoóptico Maquinas Risc, reducen el acceso a memoria aumentado el número de registros. Computadores Vectoriales, operaciones simultaneas sobre múltiples datos, trabaja en Teraflops. Sistemas operativos: surgen sistemas que ya no dependen directamente del fabricante (UNIX (1974), MSDOS (1981), linuz(1991) Procesadores de 2 y 4 núcleos Lenguajes de programación, C en 1972, C++, java,

5. Quinta generación (a partir de 1990):

Tarea 01/03: Completar la tabla hasta la actualidad Modelo

Fecha

Generación

Pentium III Pentium IV Pentium IV Core Duo

7/5/1999 2000 2004 2006

i3-9350KF i3-4170 i3-4160 i3-4150 i3-4130 i5-9600KF i5-9400F i5-5675C i5-4690K i5-4690 i5-4670S i5-4670R i5-4590T i5-4590S i5-4570T i5-4570S i5-4570R i7-9700KF i7-6700 i7-5930K i7-5820K i7-4770K i7-4770 i7-4765T i7-3930K I9-9900KF i9-9960X Xseries i9-9940X Xseries i9-9920X Xseries i9-9900X Xseries i9-9820X Xseries

Q1'19 Q2'15 Q3'14 Q2'14 Q3'13 9th Gen 9th Gen 5th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 9th Gen 6th Gen 5th Gen 5th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 3rd Gen Q1'19 Q4'18

>400Mhz 1,4GHz-1,5GHz 1,4GHz-1,5GHz 1,06Ghz2.5GHZ 9th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen 4th Gen Q1'19 Q1'19 Q2'15 Q2'14 Q2'14 Q2'13 Q2'13 Q2'14 Q2'14 Q2'13 Q2'13 Q2'13 Q1'19 Q3'15 Q3'14 Q3'14 Q2'13 Q2'13 Q2'13 Q4'11 Q1'19 Q4'18

Velocidad del reloj 64bits 32 bits 64bits 64bits

Anchura del bus interno Pentium III Pentium IV Pentium IV Core Duo

4.00 3.70 3.60 3.50 3.40 3.70 2.90 3.10 3.50 3.50 3.1 GHz 3 GHz 2 GHz 3 GHz 2.9 GHz 2.9 GHz 2.7 GHz 3.60 GHz 3.4 GHz 3.5 GHz 3.3 GHz 3.5 GHz 3.4 GHz 2 GHz 3.2 GHz 3.60 GHz 3.10 GHz

64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits

Q4'18

Q4'18

3.30 GHz

64 bits

Q4'18

Q4'18

3.50 GHz

64 bits

Q4'18

Q4'18

3.50 GHz

64 bits

Q4'18

Q4'18

3.30 GHz

64 bits

i7-9800X Xseries i9-9900K i9-7960X i9-7940X i9-7920X i9-7900X

Q4'18

Q4'18

3.80 GHz

64 bits

Q4'18 Q3'17 Q3'17 Q3'17 Q2'17

Q4'18 Q3'17 Q3'17 Q3'17 Q2'17

3.60 GHz 2.80 GHz 3.10 GHz 2.90 GHz 3.30 GHz

64 bits 64 bits 64 bits 64 bits 64 bits

Tarea 01/04 y 01/05: Comprender los términos. •

Tipos de interfaz: permite al usuario dar órdenes al sistema operativo, y al sistema mandar mensajes +texto; el usuario teclea comandos +gráfica; ventanas, ratón, iconos.

•

Números de usuarios: o o

Monousuario, no permite que la maquina sea usada por más de un usuario a la vez. multiusuario; caso contrario.

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Número de procesos: o Monotarea, solo se puede ejecutar un proceso como máximo. o multitarea; lo contrario.

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Número de procesadores: o monoprocesador; si la maquina a pesar de tener más de un procesador solo permita manejar uno. o multiprocesador; se permite manejar varios procesadores y por lo tanto es capaz de distribuir el trabajo.

•

Tiempo de repuesta: o tiempo real, orientada a que el tiempo de respuesta sea el menor posible. o tiempo compartido; el tiempo de respuesta no es tan importante, da mas importante a los usuarios.

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Forma de ofrecer servicios: o Centralizado; permite usar los recursos de una sola computadora o De red; orientado a manejar recursos de una red de equipos manejando todos los recursos y periféricos de las maquinas conectadas a la red. o Distribuidos; el usuario percibe el conjunto de máquinas como una sola y no tiene control sobre cómo la máquina gestiona los recursos

•

Clasificación de los Sistemas Operativos según su estructura interna

o

o

Sistemas monolíticos: Sistemas operativos sin estructura, una colección de procedimientos o subprogramas donde cada uno puede llamar a todos, tiene dos modos de trabajo: el modo usuario en el que sólo se pueden acceder a los recursos mediante llamadas al sistema, y el modo núcleo o supervisor que entra en acción cuando precisamente el sistema operativo está ejecutando esa llamada al sistema. Sistemas por capas; en cada capa las funciones están delimitadas, esquema de capas genérico: 1. Nivel núcleo: gestiona procesos, tareas básicas, interrupciones E/S… 2. Nivel ejecutivo: gestiona la memoria y memoria virtual 3. Nivel supervisor: realiza comunicaciones de procesos entre el sistema y el usuario 4. Nivel usuario: Controla procesos que usa el usuario sin preocuparse por los recursos

Tarea 01/06: Comprender los términos relacionados con las estructuras presentados en las siguientes páginas •

Modelo cliente- servidor: Evolución de modelos anteriores, basada en distinguir entre dos procesos: procesos servidores, proveen algún servidor, y procesos clientes. Se comunican por paso de mensajes, (el cliente manda un mensaje al servidor solicitando un servicio, el servidor responde.). Una manera de implementación es con microkernel, donde el kernel se encarga de implementar el paso de los mensajes y en caso de que el servidor necesite acceder al hardware, se lo pide al núcleo, pero el trabajo a nivel d hardware lo realiza el núcleo

- Ventajas: el impacto de un fallo en un servicio no provoca una caída del sistema, ya que está delimitado a un proceso, son fáciles de evolucionar, el servidor puede estar en otra máquina, implementado así sistemas operativos distribuidos. •

Máquinas virtuales:

Convivencia de ejecución simultanea de varios sistemas operativos en la misma máquina, Ventajas; permite juntar programas que corren en distintos sistemas operativos en una sola máquina, tanto a nivel de servidores, como a nivel usuario final, por otro lado, permiten que en el hosting cada cliente alquile una máquina virtual, teniendo un control completo sobre la misma. - Sistemas débilmente acoplados: el procesador no comparte memoria ni reloj: -Clúster: grupo de computadoras de bajo costo, misma localización física relacionándose entre sí por un sistema en red, distribución de carda de trabajo entre equipos. -Grid (malla): Sistema con número indeterminado de computadoras formando un único” super ordenador”, sin tener que estar en la misma localización física,

- Sistema paralelos o fuertemente acoplados: Comparten memoria, buses y relojes +UMA (Uniform Memory Access): si todas las direcciones de memoria pueden ser accedidas por todos los procesadores a misma velocidad +NUMA: caso contrario Ventajas: mayor rendimiento, coste menor por cuestión de economía de escala. Si varios procesadores están ejecutando una misma aplicación podemos diferenciar entre: Procesamiento paralelo: Tiene múltiples procesadores trabajando sobre un mismo espacio de memoria común, como en los sistemas fuertemente acoplados. - Procesamiento cooperativo: Fragmenta los elementos de una aplicación sobre varios sistemas interconectados, los recursos se controlan y administran de manera independiente, la relación entre procesadores puede ser de diferente forma •

•

Tipos de multiprocesamiento:

+ Asimétrico: un procesador maestro controla el sistema y el resto ejecuta los procesos asignados por el maestro, esto conlleva que todos los proceses deben pasar por el maestro lo que si se eleva el número de procesadores esclavos el maestro se satura entre peticiones y organizar el trabajo. + Simétrico: todos los procesadores son iguales, (se implementa por lo tanto en un sistema UMA), elimina el cuello de botella, pero dos procesadores pueden competir por recursos. - Clúster: Sistema multiprocesadores débilmente acoplados, formado por varios sistemas individuales interconectados por una LAN. Cada Clúster se llama nodo, tiene un middleware, permite al usuario y aplicación percibir el sistema como una sola máquina, lo que simplifica el manejo. Metas de Clúster: Alto rendimiento, alta disponibilidad, equilibrio de carga de trabajo entre los distintos nodos, escalabilidad. - Servidor Blade: dispositivo físico, tarjeta, que agrupa varios clúster en nodos en tarjetas, los nodos de cada tarjeta comparten memoria y dispositivos de almacenamiento, todos los Blade comparten fuente de alimentación, ventilación y conexiones por lo que reduce el consumo,

Tarea 01/07: Completar la tabla y razonar la clasificación S.O

Num. Usuario

Num. Procesos

MS-DOS W.95, 98, Me

Monousuario Multiusuario (usuarios no concurrentes) Multiusuario

Monotarea Multitarea

Num. Procesadores Monoprocesador Monoprocesador

Multitarea

Monoprocesador

Multiusuario Multiusuario Multiusuario

Multitarea Multitarea Multitarea

Multiprocesador Multiprocesador Multiprocesador

W. NT Workstation W. NT Server W. 2000 Prof W. 2000 Server

W. XP Prof W. XP Home W. 2003 Server Unix Linux

Multiusuario Multiusuario Multiusuario Multiusuario Multiusuario

Multitarea Multitarea Multitarea Multitarea Multitarea

Multiprocesador Multiprocesador Multiprocesador Multiprocesador Multiprocesos...