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.