Sistema Operativo

Por donde empezar?
1. SO
  1. ¿Que es ?: Es un programa que actua como intermediario entre el hardware y el usuario
  2. Es quien asigna los recursos del sistema a los otros programas
  3. Es quien ayuda a crear una contingencia a problemas que otros software puedan provocar
2. Características del SO Estructuras del SO
  1. Interfaz de usuario
    1. Command Line
    2. GUI
    3. Batch
  2. Ejecución de programas
  3. Operaciones I/O
  4. Manipulación de archivos
  5. Detección de errores
  6. Protección y seguridad
3. Kernel
  1. Núcleo del sistema operativo
4. Bootstrap
  1. Programa almacenado en la ROM que inicializa todos los aspectos del sistema operativo y el kernel
5. Debug
  1. Es mas difícil encontrar bugs que programar
Unix
1. Linux
2. FreeBSD
  1. Variante de unix
Llamadas al sistema
1. Parametros
  1. Registros
  2. Tablas
  3. Stacks
2. Tipos
  1. Control de procesos
  2. Manejo de archivos
  3. Manejo de dispositivos
  4. Mantener la info
  5. Comunicación
  6. Potencia
3. Programas de sistema
4. Control de procesos
5. Son solicitudes que llegan al sistema para completar requerimientos de I/O Son accesadas a travez de API's, lenguajes de alto nivel
Diseño
1. Depende de las necesidades
2. Objetivos
  1. Del usuario
  2. Del sistema
3. Implementación en C, C++, Asembler
4. Estructuras
  1. Simple: Todo en uno
  2. Por capas: Nivel en anillos (Modular)
  3. Microkernel: mensajes
  4. Módulos: Linux
  5. Hibridos: Todo conectado usando secciones de código (Actuales, Monolítico)
Hilos
1. Unidad fundamental de la utilización del CPU Similar a un proceso pero más barato
2. - Código + Eficiencia
3. Beneficios
  1. Responsivo
  2. Compartir recursos
  3. Economía
  4. Paralelismo
    1. Datos
    2. Tareas
    3. Ley de Amdahl: Medir eficiencia con paralelismo 1/(s+((1-s)/(n)))
  5. Concurrencia
4. Tipos
  1. Usuario (Programador)
    1. Java Threads
    2. POSIX
  2. Kernel (SO)
    1. Muchos a uno
    2. Uno a uno
    3. Muchos a muchos
    4. 2 niveles
5. Threadpools: Más rápidos
Procesos
1. Es un programa en ejecución que se ejecuta de forma secuencial
2. Partes
  1. Código
  2. Recursos
  3. Stack
  4. Data
  5. Heap: Memoria dínamica
3. Programa es una entidad pasiva Proceso es una entidad activa
4. Estados
  1. Nuevo
  2. Corriendo
  3. Esperando
  4. Listo
  5. Terminado
5. PCB
  1. Información detallada del proceso
  2. Partes
    1. PID
    2. Estado
    3. Contador
    4. Registro CPU
    5. Calendarización
    6. Memoria
    7. Info estandar
    8. Estatus I/O
6. Tipos
  1. I/O
  2. CPU
7. Creación
  1. Fork - Exec
  2. Padre - Hijo
8. Comunicación
  1. Mensajes
  2. Memoria Compartida
9. Sincronización
  1. Condición de carrera
  2. Sección crítica
  3. Semáforos
  4. Deadlock
    1. Características
      1. Exclusión Mútua
      2. No Expropiación
      3. Mantener y Esperar
      4. Espera círcular
    2. Estrategias
      1. Evitar
        Alterar Condiciones
        Tener cuidado
        Instancia - Gráfo
        Instancias - Banquero
      2. Solucionar
        Avalible
        Max
        Allocation
        Request
      3. Nada
        Es costoso
  5. Soluciónes
10. Calendarización
  1. Elige quien se ejecuta CPU (Burst) - I/O
  2. Corriendo - Espera
  3. Corriendo - Listo
  4. Espera - Listo
  5. Objetivos
    1. Uso de la CPU al max
    2. Throughput: # procesos/tiempo
    3. Turnaround time: Tiempo proceso
    4. Waiting Time: Al entrar a una cola
    5. Response time
  6. Algoritmos de Calendarización
    1. First Come First Served
    2. Shortest Job First
    3. Prioridades
      1. Round Robin
      2. Inanición :(
  7. Multinivel de colas
  8. Hilos
    1. Movimiento Push - Pull Colas
Memoria
1. Principal
  1. Random Access Memory
  2. El cache esta entre principal y registros CPU
    1. Registro responde a ciclo de control
  3. + Velocidad -Almacenamiento
  4. Asigna espacios de memoria a los procesos
  5. Protección por Hardware
  6. MMU
    1. Binding Address
      1. El programa ve una posición, pero es otra
      2. Memoria Fisica
      3. Memoria Lógica
        Lo que ve el programa
        Generadas por CPU
      4. Puede ocurrir en tiempo de
        Compilación
        Carga
        Ejecución
    2. Dirección de espacio
  7. Swapping
    1. Proceso sale temporalmente de la memoria para usar despues
    2. Costo es grande
    3. Cambio de contexto
    4. Móviles: no es común
  8. Problema de almacenamiento-posicionamiento dinámico
    1. First-Fit
    2. Best-Fit
    3. Worst-Fit
    4. Fragmentación
      1. Externa
        Compactación
        $$
        Sólo si esta ubicado dinámicamente en tiempo de ejecución
        No es contiguo
      2. Interna
        Se asigna más del que se necesita
      3. Siempre se busca la menor fragmentación
    5. Segmentación
      1. Tabla
      2. Registro base
      3. Longitud de registro
      4. Protección
    6. Paginación
      1. La más usada
      2. Tablas
        TLB
        2 Niveles
        Hash
        Invertida
      3. Páginas
2. Virtual
  1. Separación de la memoria lógica de usuario y la física
  2. Fallos de página
    1. Referencia a pag que no está cargada
  3. Lazy swapper: Solo cambia hasta que se necesita
  4. Instrucciones
  5. Bit de validación
  6. Reemplazo de página
    1. Previene solapamientos en memoria
    2. FIFO
    3. Óptimo
    4. LRU
    5. Local
    6. Global
    7. Trashing
3. Volatil: Agiliza operaciones No-Volatil Almacena Información
Almacenamiento Masivo
1. Almacenamiento Secundario
  1. Removibles; I/O Bus
    1. ATA
    2. SATA
    3. USB
    4. SCSI
2. Cintas magnéticas
  1. Tiempo acceso: Lento
  2. "Permanentes"
  3. Backup o Transferir
  4. Arreglo 1-Dimensional
3. Flash
  1. -Capacidad +Rapido
4. SSD
  1. Mas $$/MB
5. Calendarización
  1. Minimizar tiempo de busqueda
  2. Peticiones
  3. FCFS
  4. SSFT
  5. Scan
    1. C-Scan
    2. C-Look
6. Manejo del disco
  1. Formateo 512
  2. Tabla de Partición
  3. Boot Block
7. Manejo de archivos
  1. RAID (0 - 5)
  2. Para prevenir daños se puede usar Checksums
Sistema de Archivos
1. Abstracción para el usuario de los archivos en memoria
2. Archivo: Tipo de dato mas pequeño
  1. Manejo
    1. Tabla de archivos abiertos
    2. Contador
    3. Apuntador
    4. Localización
    5. Permisos
  2. Nombre Identificador Tipo Localización Tamaño Protección Tiempo/Fecha
  3. Crear Leer Escribir Reubicar Borrar Truncar Abrir Carrar
  4. Atributos
  5. Operaciones
  6. Multiples Tipos
3. Acceso
  1. Secuencial
  2. Directo
4. Directorios
  1. Un nivel
    1. Uno para todos
  2. Dos niveles
    1. + Usuarios
  3. Arbol
    1. Más usado
    2. Ciclico o no
    3. Busqueda Eficiente
  4. Comandos
5. Punto de montura
6. Implementación
  1. Sistema de archivos virtual
    1. Abstracción
  2. Directorio
    1. Lista lineal
    2. Tabla hash
      1. Colisiones
  3. Guardar archivos
    1. Lista
    2. FAT
    3. Indexado
  4. Rendimientdo - Tipo de acceso
  5. Espacio Libre
    1. Arreglo
    2. Lista
  6. Cache
  7. Recuperamiento
    1. Journaling

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