Ingeniería en Desarrollo de Software Programación de Sistemas Operativos 3er Semestre Alumno: Daniel Pineda de la Riva Matricula: es162006588 Docente: Mónica Mora Téllez Unidad 4 Actividad 3: Estructura de un sistema operativo.
Identifica las funciones y elementos a utilizar en los sistemas operativos. Funciones: Administración del procesador: el sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado.
Gestión de la memoria de acceso aleatorio: el sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada memoria virtual. La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.
Gestión de entradas/salidas: el sistema operativo permite unificar y controlar el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).
Gestión de ejecución de aplicaciones: el sistema operativo se encarga de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede "sucumbir".
Administración de autorizaciones: el sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes.
Gestión de archivos: el sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios.
Gestión de la información: el sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.
Elementos NÚCLEO CPU a Es el módulo de más bajo nivel de un sistema operativo, pues descansa directamente sobre el hardware de la computadora. Entre las tareas que desempeña se incluyen el manejo de las interrupciones, la asignación de trabajo al procesador y el proporcionar una vía de comunicación entre los distintos programas. En general, el núcleo se encarga de controlar el resto de los módulos y sincronizar su ejecución. El núcleo contiene un submódulo denominado "planificador", el cual se encarga de asignar tiempo del procesador a los programas, de acuerdo a una cierta política de planificación que varía de un sistema operativo a otro. Normalmente se utiliza una jerarquía de prioridades que determinan cómo se asignará el tiempo del cada programa. Una política de
planificación muy común en los sistemas de multiprogramación y multiproceso son las técnicas de "time slicing" (fracción de tiempo). Se asigna a cada programa un corto intervalo de tiempo del procesador. Si el programa no ha terminado durante este intervalo de tiempo, vuelve a la cola de programas.
ADMINISTRADOR DE MEMORIA Este módulo se encarga de asignar ciertas porciones de la memoria principal (RAM) a los diferentes programas o partes de los programas que la necesiten, mientras el resto de los datos y los programas se mantienen en los dispositivos de almacenamiento masivo. De este modo, cuando se asigna una parte de la memoria principal se hace de una forma estructurada, siguiendo un determinado orden. La forma más común de administración de la memoria supone crear una memoria virtual; con este sistema, la memoria de la computadora aparece, para cualquier usuario del sistema, mucho mayor de lo que en realidad es.
SISTEMA DE ENTRADA/SALIDA (E/S) Este componente presenta al usuario la E/S de datos como una cuestión independiente del dispositivo; es decir, para los usuarios, todos los dispositivos tienen las mismas características y son tratados de la misma forma, siendo el sistema operativo el encargado de atender las particularidades de cada uno de ellos (como su velocidad de operación). Una técnica muy común, especialmente en salida, es el uso de "spoolers". Los datos de salida se almacenan de forma temporal en una cola situada en un dispositivo de almacenamiento masivo (el spool), hasta que el dispositivo periférico requerido se encuentre libre; de este modo se evita que un programa quede retenido porque el periférico no esté disponible. El sistema operativo dispone de llamadas para añadir y eliminar archivos del spool.
ADMINISTRADOR DE ARCHIVOS Se encarga de mantener la estructura de los datos y los programas del sistema y de los diferentes usuarios (que se mantienen en archivos) y de asegurar el uso eficiente de los medios de almacenamiento masivo. El administrador de archivos también supervisa la creación, actualización y eliminación de los archivos, manteniendo un directorio con todos los archivos que existen en el sistema en cada momento y coopera con el módulo administrador de memoria durante las transferencias de datos desde y hacia la memoria principal. Si se dispone de un sistema de memoria virtual, existen transferencias entre la memoria principal y los medios de almacenamiento masivo para mantener la estructura de la misma. Los archivos almacenados en los dispositivos de almacenamiento masivo tienen distintos propósitos. Algunos contienen información que puede ser compartida. Otros son de carácter privado, e incluso secreto. Por tanto, cada archivo está dotado de un conjunto de privilegios de acceso, que indican la extensión con la que se puede compartir la información contenida en el archivo. El sistema operativo comprueba que estos privilegios no sean violados.
Identifica la estructura de los Sistemas Operativos La estructura de un sistema operativo está dada por su tipo y antes de seguir, primero se definen los tipos de sistemas operativos que existen, posteriormente se explica qué estructura maneja cada uno de ellos. Hoy en día existen diferentes tipos de sistemas operativos, dentro de los cuales están los más comunes:
Monotarea: sistema que sólo puede ejecutar una tarea a la vez. Multitarea: es aquel que tiene la capacidad de ejecutar varias tareas. Monousuario: en este tipo cada proceso puede ser ocupado por un usuario único durante el tiempo de ejecución. Multiusuario: el sistema que tiene esta característica permite ser ocupado por dos o más usuarios durante el tiempo de ejecución de sus procesos. Monoproceso: como su nombre lo dice solo puede gestionar un solo procesador. Multiproceso: permite gestionar a través de dos o más procesadores para dividir la carga entre ellos al realizar una actividad. Cliente-Servidor: cuando el sistema desarrollado tiene esta característica distribuye las tareas entre diferentes llamadas al sistema. En donde el cliente hace una petición y el servidor da respuesta a la misma.
Así para cada tipo de sistema operativo y sus f unciones a realizar hay diferentes tipos de estructuras tales como:
Por capas y anillos. En este tipo de estructura se contemplan seis capas para su formación2: Capa 0, capa que se encarga de la administración de multiprogramación básica del microprocesador. Capa 1, en esta capa se encarga de gestionar el espacio en la memoria. Capa 2, para esta capa su principal actividad es comunicar entre cada proceso y la consola del operador. Capa 3, en esta capa la gestión se enfoca sobre los dispositivos de E/S. Capa 4, esta capa se gestionan los programas de los usuarios. Capa 5, es donde se alojan los procesos del operador del sistema.
Arquitectura Máquina virtual. Esta alternativa de software, se vuelve cada vez más útil para el manejo de servidores y economizador de hardware, de tal forma que el sistema emula la existencia de hardware y el software convierte las peticiones a la máquina virtual en operaciones sobre la máquina física. Existen diferentes tipos de virtualización2: IBM VM, las máquinas virtuales se basaban en mono-tarea. Java VM, esta máquina permite la ejecución de códigos binarios en distintas plataformas. VMWare, tiene la facultad de poder ejecutar varias máquinas con distintas sesiones, Citrix, al igual que vmware puede ejecutar varias máquinas con distintas sesiones y con sus características propias del software que permite el manejo de dispositivos entre sus máquinas.
Arquitectura kernel monolítico. Esta arquitectura se define por la existencia de una colección de procedimientos y, de forma independiente, cada procedimiento podrá invocar a cualquiera de los otros, cada que requiere hacerlo, por medio de su interface determinante a través de parámetros y resultados.
Arquitectura microkernel y multihilado. Este tipo de arquitectura, se basa en obtener la mayor funcionalidad del kernel, se limita para que se pueda ejecutar en modo privilegiado y que permita las modificaciones y extensiones de forma simple y sencilla.
Arquitectura orientada a objetos. Para este tipo de arquitecturas los recursos que provee el sistema operativo es por medio gráfico u objetos. Arquitectura cliente-servidor. En esta arquitectura el modelo principal de trabajo, se encarga de dividir los procesos independientes que operan entre ellos, lo cual es de utilidad para intercambiar información, recursos, procesos y servicios.
Indica los tipos de implementación de los sistemas operativos indicando las técnicas. Implementaciones iniciadas por PXE: las implementaciones iniciadas por PXE permiten a los equipos cliente solicitar una implementación a través de la red. En este método de implementación, la imagen de sistema operativo y una imagen de arranque de Windows PE se envían a un punto de distribución que está configurado para aceptar solicitudes de arranque de PXE. Para obtener más información acerca de las implementaciones iniciadas por PXE, consulte Planeación de implementaciones de sistema operativo iniciadas por PXE en Configuration Manager.
Implementaciones de multidifusión : las implementaciones de multidifusión ahorran ancho de banda de red al enviar datos a varios clientes a la vez en lugar de enviar una copia de los datos a cada cliente a través conexiones diferentes. En este método de implementación, la imagen de sistema operativo se envía a un punto de distribución. Esto, a su vez, implementa la imagen cuando los equipos cliente solicitan la implementación. Para obtener más información acerca de cómo implementar sistemas operativos en varios clientes, consulte Planeación de una estrategia de multidifusión en Configuration Manager.
Implementaciones de medios de arranque: las implementaciones de medios de arranque le permiten implementar el sistema operativo al iniciar el equipo de destino. Cuando se inicia el equipo de destino, recupera la secuencia de tareas, la imagen de sistema operativo y cualquier otro tipo de contenido necesario de la red. Debido a que el contenido no se incluye en los medios, puede actualizar el contenido sin tener que volver a crear los medios.
Implementaciones de medios independientes: las implementaciones de medios independientes le permiten implementar sistemas operativos en las condiciones siguientes: En entornos donde no resulta práctico copiar una imagen de sistema operativo u otros paquetes grandes a través de la red. En entornos sin conectividad de red o conectividad de red de bajo ancho de banda.
Implementaciones de medios preconfigurados: las implementaciones de medios preconfigurados le permiten implementar un sistema operativo en un equipo que no está aprovisionado por completo. El medio preconfigurado es un archivo Windows Imaging Format (WIM) que puede ser instalado en un equipo sin sistema operativo por el fabricante o en un centro de configuración empresarial no relacionado con el entorno de Configuration Manager. Más adelante, cuando el equipo se inicie en el entorno de System Center 2012 Configuration Manager, lo hará por medio de la imagen de arranque proporcionada por los medios y, a continuación, se conectará al punto de administración del sitio en busca de secuencias de tareas disponibles que completen el proceso de descarga. Este método de
implementación puede reducir el tráfico de red porque la imagen de arranque y la imagen de sistema operativo ya están en el equipo de destino. A partir de Configuration Manager SP1, puede especificar las aplicaciones, los paquetes y los paquetes de controladores que desee incluir en los medios preconfigurados.
Realiza el diagrama de flujo de implementación de la estructura del sistema operativo integrando las funciones y elementos, incluyendo: integración de componentes, objetos distribuidos, servicios.
Referencias: David Robledo Fernandez. (2015). Desarrollo de aplicaciones para android. España: Mentor. Silberschatz, A. (2006). Fundamentos de sistemas operativos. (7a. ed.). España: McGrawHill. Stallings, W. (2005). Sistemas operativos modernos: aspectos internos y principios de diseño. México: Pearson, Prentice Hall. Tanenbaum, A. (2003). Sistemas operativos modernos. México: Pearson Educación. Beatrice Daburon. (2010). Windows 7. Barcelona: ENI. Handz Valentine. (2010). Windows 7 y sus novedades. Barcelona: Handsofthelp.
Referencias: Silberschatz, A. (2006). Fundamentos de sistemas operativos. (7a. ed.). España: McGrawHill. Stallings, W. (2005). Sistemas operativos modernos: aspectos internos y principios de diseño. México: Pearson, Prentice Hall. Tanenbaum, A. (2003). Sistemas operativos modernos. México: Pearson Educación. https://www.ibm.com
