Planificación de Sistemas Operativos (2021)

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    Información básica

    Carrera
    Ingeniería en Informática
    Departamento
    Informática
    Sitio Web
    No especificada
    Plan de Estudios
    Plan 2006
    Carácter Período
    Cuatrimestral 1° Cuatrimestre
    Docente Responsable
    Jorge Adrian Prodolliet

    Equipo docente

    Nombre y Apellido
    Prodolliet, Jorge Adrian
    Robledo, Miguel Angel

    Carga horaria

    Carga horaria total 90 hs
    Teoría 26 hs
    Resolución de ejercicios 40 hs
    Proyecto y diseño 4 hs
    Evaluaciones 10 hs
    Formación experimental 4 hs
    Resolución de problemas de ingeniería 0 hs
    Otras actividades 6 hs

    Contenidos mínimos

    Tipos de sistemas. Procesos. Planificación de los procesos.
    Algoritmos de planificación. Problemas de concurrencia. Algoritmos. Bloqueo. Administración de memoria. Particiones fijas y variables. Memoria virtual. Paginación. Segmentación.
    Protección y relocalización. Administración de memorias auxiliares. Sistemas de archivos. Administración de usuarios. Seguridad.

    Objetivos

    El objetivo de este curso es que el alumno logre una comprensión introductoria del diseño de los sistemas operativos a partir de sus abstracciones esenciales: proceso, archivo y memoria.

    Conocimientos específicos previos para cursar la asignatura

    Según establece el régimen de correlatividades de la carrera

    Metodología de enseñanza

    Para afianzar el conocimiento de los alumnos, se pondrá énfasis en la realización de ejercicios de

    programación. Para ello se utilizará el lenguaje C++ y un entorno basado en linux..

    Se proponen dos parciales y un trabajo integrador.

    Programa Analítico

    1 - Introducción

    1.1. Definición, objetivos y servicios de un sistema operativo. Abstracciones esenciales.

    1.2. Evolución histórica de los sistemas operativos

    1.3. Tipos de sistemas operativos

    1.4. Modos de operación. Llamadas al sistema

    1.5. Estructura del núcleo de un sistema operativo

    2 - Gestión de Procesos

    Descripción de los procesos

    Control de los procesos

    Ejecución del sistema operativo

    Planificación de procesos

    Niveles de planificación

    Criterios generales considerados en la planificación de procesos y del procesador

    Expropiabilidad del procesador

    Algoritmos de planificación

    Sincronización y control de procesos

     

    3 - Hilos de ejecucion

    Hilos y procesos multihilos

    Concurrencia y Planificación de hilos

    Exclusión mutua

    Semáforos

    Paso de mensajes y comunicación

    Interbloqueo

    Definición y condiciones del interbloqueo

    Prevención de interbloqueos

    4 - Administración de Memoria

    Definiciones previas y jerarquía de memoria

    Asignación de memoria en sistemas monoprogramados

    Modelos de gestión de memoria

    Asignación de memoria en sistemas multiprogramados: particionamiento fijo y

    particionamiento dinámico

    Paginación simple. Tabla de páginas. TLB. Tabla de páginas jerárquicas. Tabla de

    páginas hash. Tabla de páginas invertida.

    Segmentación simple

    Segmentación con paginación simple

    Memoria virtual

    Paginación por demanda

    Conjunto de trabajo de un proceso. Algoritmos de sustitución de páginas

    5 - Gestión de archivos

    Archivos. Fundamentación de la abstracción. Tipos, estructuras y operaciones.

    Accesos y atributos

    Directorios. Organización (nivel único, dos niveles, arbol, grafo acíclico y grafo general).

    Protección de archivos.

    Sistemas de archivos. Estructura (asignación contigua, enlazada e indexada) Casos de estudio FAT y Ext2. Administración del espacio libre. Implementación de directorios

    Bibliografía

    Bibliografía básica

    Silberschatz, Galvin y Gagne
    Fundamentos de sistemas operativos
    McGrawHill

    J Carretero Perez, otros.
    Sistemas Operativos - Una visión aplicada
    Concepción Fernandez Madrid

    Andrew Tanenbaum
    Sistemas operativos modernos
    Pearson

     

    Bibliografía complementaria

    H.M.Deitel, P.J.Deitel, D.R.Choffnes
    Sistemas Operativos
    Pearson

    William Stallings
    Sistemas Operativos - Aspectos internos y principios de diseño
    Pearson

    Cronograma de actividades

    Introducción/Procesos Semana 1 Tipo: T Duración: 2 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    ¿Qué es un sistema operativo? Funciones, Evolución de los sistemas  operativos. Tipos de sistemas operativos. Recordando aspectos hardware.Arquitecturas. Llamadas al sistema. Introducción al concepto de procesos

     

    Observaciones:
    Procesos Semana 2 Tipo: T Duración: 2 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Procesos, estados, bloque de control, creacion de procesos

    Observaciones:
    Práctica comandos de sistemas operativos Semana 2 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Práctica de comandos Linux y DOS

    Observaciones:

    Se procederán a realizar los ejercicios y papel y los alumnos probarán su funcionamiento en sus computadoras 

    Procesos y scheduling (planificación de procesos) Semana 3 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Algoritmos de planificacion de procesos

    Observaciones:
    Practica de Procesos Semana 3 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    resolución de ejercicios de creacion y manejo de procesos (en papel y en PC)

    Observaciones:
    Practica de Procesos Semana 4 Tipo: PL Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Práctica de scheduling de procesos y de procesos

    Observaciones:

    En papel se relizarán ejercicios que apliquen diversos algoritmos de planificacion de procesos y se planteará en computadoras personales la base del diseño de un minishell de un sistema operativo creando varios procesos con fork()

    Hilos (threads) Semana 4 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Hilos de ejecución y sincronizacion de los mismos.

    Observaciones:
    Practica Hilos de ejecución Semana 5 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Actividades prácticas para creación y manipulación de hilos. Sincronizacion 

    Observaciones:
    Sincronización de hilos (continuacion) y comunicación Semana 5 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Concurrencia y sincronizacion de hilos, mutex, semaforos, etc y comunicacion entre procesos (memory share, pipes, mensajes, etc)

    Observaciones:
    Practica de concurrencia, sincronización y comunicación Semana 6 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Ejercicion en papel y pc de concurrencia y sincronizacion de hilos, mutex, semaforos, etc y comunicacion entre procesos (memory share, pipes, mensajes, etc)

    Observaciones:
    Resolución de ejercicios de procesos e hilos Semana 6 Tipo: T Duración: 2 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Se resolverán ejercicios de procesos, hilos, concurrencia y sincronización, comunicacion, etc.

    Observaciones:
    Consultas para el Parcial 1 Semana 6 Tipo: C Duración: 1.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    consultas de teoría y práctica sobre contenidos se evaluarán en el parcial 1

    Observaciones:
    Parcial 1 Semana 7 Tipo: E Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Parcial 1

    Temas: introducccion, procesos e hilos

    Observaciones:
    Practica Hilos Semana 7 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Ejercicios de comunicacion entre procesos

    Observaciones:
    Memoria Real Semana 7 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Introduccion a memoria y su administracion. Abstracciones. MMU. Asignacion contigua de memoria (particiones fijas y variables) y asignacion dispersa (paginacion y segmentacion

    Observaciones:
    Practica de memoria real Semana 8 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Ejercicios prácticos de asignacion contigua de memoria (particiones fijas y variables) y asignacion dispersa (paginacion y segmentacion)

    Observaciones:
    Memoria Virtual Semana 8 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Teoría y mecanismos de paginación, segmentacion, segmentacion paginada, etc

    Observaciones:
    Practica de Memoria Virtual Semana 9 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Practica de memoria virtual, paginacion, segmentacion, segmentacion con paginación 

    Observaciones:
    Memoria virtual algoritmos de sustitución de paginas Semana 9 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Memoria virtual, algoritmos de sustitución de páginas (FIFO, Optimo, LRU, LFU,NRU, 2da oportunidad, aging, WSClock, etc)

    Observaciones:
    Practica memoria virtual y algoritmos de sustitucion Semana 10 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    ejercitacion de ejercicios de sustitucion de páginas de memoria

    Observaciones:
    Introducción a los sistemas de archivo (filesystem) Semana 10 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Abstacciones, organizacion interna, proteccion, estructura de directorios, organizacion interna, etc

    Observaciones:
    Practica de archivos 1 Semana 11 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Ejercicios de manipulacion de archivos y directorios, estructuras y propiedades

    Observaciones:
    Sistemas de archivos (continuación) - E/S Semana 11 Tipo: T Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet
    Descripción:

    Organizacion interna de un filesystem. Casos de análisis: FAT y Ext2

    Observaciones:
    Practica de Sistemas de archivos Semana 12 Tipo: EP Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Actividades con editores de disco

    Observaciones:
    Consulta Parcial 2 Semana 12 Tipo: C Duración: 1.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Consultas de temas teórico/prácticos para parcial 2

    Observaciones:
    Consultas para Recuperatorios Semana 13 Tipo: C Duración: 1.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Consultas de temas teórico/prácticos para Recuperatorios 1 y 2

    Observaciones:
    Parcial 2 Semana 13 Tipo: E Duración: 2.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Parcial 2

    Temas: memoria (real y virtual) y filesystem

    Observaciones:
    Consultas para el Trabajo Integrador Semana 14 Tipo: C Duración: 1.5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Consultas sobre el trabajo práctico integrador

    Observaciones:
    Trabajo final integrador Semana 14 Tipo: P/D Duración: 4 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Trabajo en grupo de no más de 3 personas en donde deberán implementar un algoritmo para la resolucion de un tema de la asginatura y deberá ser mostrado y defendido en forma oral. 

    Observaciones:
    Recuperatorios Parcial 1 y Parcial 2 Semana 14 Tipo: E Duración: 5 hs
    Docente/s responsable/s: Jorge Adrian Prodolliet, Miguel Angel Robledo
    Descripción:

    Recuperatorios de parciales

    Observaciones:

    Requerimientos para regularizar

    2 Parciales teórico/prácticos

    Obtener un 40% en cada parcial en la teoría y la práctica

     

    Requerimientos para promover

    Promocion parcial

    1. Obtener un 70% promedio en la teoría o la práctica en ambos parciales y con un mínimo de 60% en cada parcial

    Promoción total

    2. Obtener un 70% o más en la teorío y en la práctica

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    Defensa oral de un proyecto en grupo de no más de 3 personas, relacionado con los temas abordados por la asignatura (con una calificación mayor o igual a 70%)

    Examen final

    Alumnos regulares

    Examen final teórico-práctico oral/escrito

    Alumnos libres

    Examen final teórico-práctico oral/escrito

    Evaluaciones

    Fecha Tipo Modalidad Descripción
    18-05-2021 Trabajo Práctico Escrita Parcial 1.

    Introducción, comandos Linux y DOS, Procesos: creación, estados,

    comunicación y planificación, Hilos: creación, sincronización y comunicación

    22-06-2021 Parcial Escrita Parcial 2.

    Memoria, Memoria virtual: algoritmos de sustitución de páginas.

    Sistemas dearchivos: archivos, directorios, gestion de espacio disponible, entrada/salida

    29-06-2021 Recuperatorio Escrita Recuperatorios parcial 1 y/o 2.