Sistemas Operativos_ISC.pdf - Manual Normativo Académico ...

1.- DATOS DE LA ASIGNATURANombre de la asignatura:Carrera:Clave de la asignatura:Horas teoría-horas práctica-créditosSistemas operativosIngeniería en Sistemas ComputacionalesSCC - 04314-2-102.- HISTORIA DEL PROGRAMALugar y fecha deelaboración orevisiónInstituto Tecnológicode Toluca del18 al 22 agosto 2003.InstitutosTecnológicos de:Celaya, León,Veracruz23 agosto al 7noviembre del 2003Instituto Tecnológicode León1 al 5 de marzo 2004.ParticipantesRepresentantes de laacademia de sistemas ycomputación de losInstitutos Tecnológicos.Academia de sistemas ycomputación.Comité de consolidaciónde la carrera deIngeniería en SistemasComputacionales.Observaciones(cambios y justificación)Reunión nacional deevaluación curricular de lacarrera de Ingeniería enSistemas Computacionales.Análisis y enriquecimiento delas propuestas de losprogramas diseñados en lareunión nacional deevaluación.Definición de los programasde estudio de la carrera deIngeniería en SistemasComputacionales.

3.- UBICACIÓN DE LA ASIGNATURAa). Relación con otras asignaturas del plan de estudioAnterioresPosterioresAsignaturas Temas Asignaturas TemasEstructura de datos.Arquitectura decomputadoras.Fundamentos deprogramación.Teoría de lastelecomunicaciones.Teoría de lacomputación.b). Aportación de la asignatura al perfil del egresadoConoce, diferencia y aplica las técnicas de manejo de recursos para el diseño,organización, utilización y optimización de los sistemas operativos4.- OBJETIVO(S) GENERAL(ES) DEL CURSOEl estudiante conocerá, diferenciará y aplicará las técnicas de manejo derecursos para el diseño, organización, utilización y optimización de lossistemas operativos.

5.- TEMARIOUnidad Temas Subtemas1 Introducción a los sistemas 1.1 Definición y concepto.operativos.1.2 Funciones y características.1.3 Evolución histórica.1.4 Clasificación.1.5 Estructura (niveles o estratos dediseño).1.6 Núcleo.1.6.1 Interrupciones (FLIH).1.6.2 Despachador(Scheduler).1.6.3 Primitivas decomunicación(IPC).2 Administración deprocesosy del procesador.2.1 Concepto de proceso.2.2 Estados y transiciones de los procesos2.3 Procesos ligeros (Hilos o hebras).2.4 Concurrencia y secuenciabilidad.2.4.1 Exclusión mutua de seccionescriticas.2.4.2 Sincronización de procesos enS.C.2.4.2.1 Mecanismo desemáforos.2.4.2.2 Mecanismo demonitores.2.4.3 Interbloqueo (DeadLock).2.4.3.1 Prevención.2.4.3.2 Detección.2.4.3.3 Recuperación.2.5 Niveles, objetivos y criterios deplanificación.2.6 Técnicas de administración delplanificador.2.6.1 FIFO2.6.2 SJF2.6.3 RR2.6.4 Queves multi-level.2.6.5 Multi-level feedback queves.

5.- TEMARIO (Continuación)3 Administración dememoria.4 Administración deentrada/salida.3.1 Política y filosofía.3.2 Memoria real.3.2.1 Administración dealmacenamiento.3.2.2 Jerarquía.3.2.3 Estrategia de administración dememoria.3.2.4 Asignación contigua v.s. nocontigua.3.2.5 Multiprogramación de particiónfija, partición variable, conintercambio dealmacenamiento.3.3 Organización de memoria virtual.3.3.1 Evaluación de lasorganizaciones dealmacenamiento.3.3.2 Paginación.3.3.3 Segmentación.3.3.4 Sistemas de paginaciónsegmentación.3.4 Administración de memoria virtual.3.4.1 Estrategias de administración.3.4.2 Técnicas de reemplazo depáginas.3.4.3 Paginación por demanda.3.4.4 Paginación anticipada.3.4.5 Liberación de página.3.4.6 Tamaño de página.4.1 Dispositivos y manejadores dedispositivos (device drivers).4.2 Mecanismos y funciones de losmanejadores de dispositivos (devicedrivers).4.3 Estructuras de datos para manejo dedispositivos.4.4 Operaciones de Entrada /salida.

5.- TEMARIO (Continuación)5 Sistema de archivos. 5.1 Concepto.5.2 Noción de archivo real y virtual.5.3 Componentes de un sistema dearchivos.5.4 Organización lógica y física.5.5 Mecanismos de acceso a los archivos.5.6 Manejo de espacio en memoriasecundaria.5.7 Modelo jerárquico.5.8 Mecanismos de recuperación en casode falla.6 Protección y seguridad. 6.1 Concepto y objetivos de protección.6.2 Funciones del sistema de protección.6.3 Implantación de matrices de acceso.6.4 Protección basada en el lenguaje.6.5 Concepto de seguridad.6.6 Clasificaciones de la seguridad.6.7 Validación y amenazas al sistema.6.8 Cifrado.6.- APRENDIZAJES REQUERIDOS• Conocer la arquitectura de una computadora.• Conocer los diferentes tipos de estructuras de datos.• Conocer la organización física de estructuras de datos.• Conocer algún lenguaje de programación orientado a la programación desistemas.• Conocer algún lenguaje de programación bajo nivel (por ejemploensamblador).7.- SUGERENCIAS DIDÁCTICAS• Investigación en diversas fuentes de información de conceptos de laasignatura.• Ejercicios y prácticas coordinadas por el profesor.• Dinámicas grupales.• Manejar equipos con sistemas operativos de software libre.• Desarrollar proyectos relacionados con algunas partes de un sistemaoperativo.

8.- SUGERENCIAS DE EVALUACIÓN• Examen escrito.• Prácticas de laboratorio.• Entrega de reportes de tópicos investigados.• Exposición de temas.9.- UNIDADES DE APRENDIZAJEUNIDAD 1.- Introducción a los sistemas operativos.ObjetivoEducacionalEl estudianteconocerá la historia,funciones,características,clasificación yestructura de unsistema operativo.Actividades de Aprendizaje• Investigar y definir el concepto desistema operativo, analizar y discutir enclase.• Investigar y definir sus funciones ycaracterísticas, analizar y discutir enclase.• Realizar investigaciones acerca de losaspectos históricos del desarrollo de lossistemas operativos.• Organizar la información obtenida, porequipos, para presentarla a todo elgrupo.• Escuchar la reseña histórica de laevolución de los sistemas operativoscon el propósito de explicarse lacomplejidad actual de los mismos.• Analizar, en equipo, las estructura dediferentes sistemas operativos y suclasificación. Elaborar conclusiones porequipo y presentarlas al grupo.• Como resultado de la reseña anteriorclasificar según diferentes criterios losdesarrollos históricos de sistemasoperativos.• Identificar las capas conceptuales y enel laboratorio el código fuente que lasconforma.Fuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5,6, 7

• Desarrollar una práctica derecompilación del núcleo de un sistemaoperativo puede ser didáctico comopcxinu de Douglas Comer o minix deAndrew Tanenbaum o real comoGNU/LINUX.• Elaborar algunas llamadas al sistema ydistinguir el mecanismo de lasinterrupciones en el contexto de losprocesos.UNIDAD 2.- Administración de procesos y del procesador.ObjetivoEducacionalComprenderá elconcepto de proceso,procesos ligeros,concurrencia yalgunos algoritmosde planificación.Actividades de Aprendizaje• Discriminar los conceptos de: algoritmo,programa, proceso, tarea, job, sesión ylote, valorando la utilidad de cada uno deellos.• Investigar y definir los conceptos deestado y transiciones de estado de unproceso.• Diagramar las transiciones de estado delos procesos para reconocer lascaracterísticas que los distinguen.• Caracterizar los componentes delsistema operativo que permiten el controlde procesos.• Caracterizar los componentes delsistema operativo que permiten el controlde procesos.• Identificar en el laboratorio, loselementos fundamentales del códigofuente, para los módulos del núcleo delsistema; señalando los quecorresponden al despachador deprocesos.• Analizar y diseñar sistemas quecontengan el funcionamiento desemáforos y monitores.• Identificar en el laboratorio, los códigosfuente que corresponden al manejo deinterrupciones y de intercomunicaciónentre procesos. (IPC).Fuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5,6,7, 8, 10

• Definir el concepto de interbloqueodeadlock) y analizar su detección,prevención y recuperación.• Definir y analizar los criterios de laplanificación de procesos.• Elaborar un cuadro sinóptico sobre lasdiferentes técnicas de administración deprocesos.• Crear procesos padre hijo en un sistemaoperativo tipo UNIX.• Interpretar información del sistema paraequilibrar las cargas de trabajo, cuandose involucren varias actividades deprocesos tomando en cuenta losrecursos que contiene el sistema.• Realizar una práctica para la detecciónde interbloqueos en los mutex delminikernel.• Realizar una práctica de implementaciónde semáforos en el minikernel.• Realizar una práctica de planificaciónround-robin en el minikernel.UNIDAD 3.- Administración de memoria.ObjetivoEducacionalIdentificará lastécnicas deadministración dememoriaActividades de Aprendizaje• Investigar y definir el concepto deadministración de memoria.• Definir los requisitos de laadministración de memoria.• Hacer un mapa conceptual de lasdiferentes técnicas de la administraciónde memoria real.• Investigar y definir el concepto dememoria virtual.• Analizar y aplicar la mejor estrategia dela administración de memoria virtualsegún las necesidades.• Realizar una práctica de monitoreo dememoria de un procesoFuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5, 6

UNIDAD 4.- Administración de entrada/salida.ObjetivoEducacionalIdentificará lastécnicas de uso deperiféricos en unsistema de cómputo.Actividades de Aprendizaje• Buscar información sobre dispositivos deE/S y la organización de las funcionesde E/S.• Investigar y conocer los aspectos dediseño de E/S en los sistemasoperativos.• Exponer la información por equipos.• Analizar las características del hardwarede E/S.• Analizar las características de softwarede E/S.• Sintetizar las estrategias de búsquedaen disco.• Realizar una práctica de introducción deuna nueva llamada al sistema en elminikernel.Fuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5,6, 9, 10UNIDAD 5.- Sistemas de archivos.ObjetivoEducacionalUtilizará la estructurageneral de unsistema de archivosActividades de Aprendizaje• Investigar y definir que es un archivo yun sistema de gestión de archivos• Investigar y describir la arquitectura delos sistemas de archivos.• Definir criterios para la jerarquía dedatos.• Investigar y describir las funciones de lagestión de archivos.• Exponer la organización y acceso aarchivos.• Investigar y explicar la gestión dealmacenamiento secundario.• Determinar los mecanismos deprotección y seguridad en el servidor dearchivos.• Realizar una práctica de gestión dearchivos.Fuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5,6,10

• Realizar una práctica de creación de unsistema de archivos: mkfs.• Realizar una práctica de creación de unsistema de archivos: mkfs.UNIDAD 6.- Protección y seguridad.ObjetivoEducacionalComprenderá losobjetivos, funciones ytécnicas deprotección yseguridad.Actividades de Aprendizaje• Investigar y definir el concepto yobjetivos de un mecanismo deprotección.• Identificar las funciones de un sistemade protección.• Clasificar los mecanismos deprotección.• Investigar y definir el concepto deseguridad y sus estándares• Identificar las amenazas al sistema y suvulnerablilidad.• Clasificar las diferentes técnicas decifrado.Fuentes deInformación1, 2, 3, 4, 5, 610. FUENTES DE INFORMACIÓN1. Silberschatz, Abraham Galvin, Peter. Sistemas Operativos. Pearson.2. Stalling, William. Sistemas Operativos. Prentice-Hall.3. Tanenbaum, Andrew. Sistemas Operativos, Diseño e Implementación.Pretince Hall.4. Carretero Pérez, Jesús. Sistemas Operativos una visión aplicada.Mc. Graw-Hill.5. Harvey M. Deitel. Introducción a los sistemas Operativo.Addison-Wesley Iberoamericana.6. Ida M. Flynn, Ann Mciver Mchoes. Sistemas Operativos.International Thomson Editores.7. A. M. Lister. Fundamentals of Operating Systems. McMillan ComputerScience Series.8. Donovan. Programación de Sistemas. Mc. Graw-Hill.9. Malcolm G. Lane & James D. Mooney. A practical aproach to operatingsystems. Addison Wesley Iberoamericana.10. Robins & Robins. Unix programación práctica. Ed. PHH.11. Ullman. System Programming. Adison-Wesley.12. Comer Douglas & V. Fossum Timothy. Operating System Design Vol I.The Xinu Aproach. Prentice-Hall.

11. PRÁCTICASUnidad Práctica1 1 Utilizando software especializado, identificar lascaracterísticas de los elementos que integran unacomputadora personal y monitorear su funcionamiento.2 Utilizando un lenguaje de nivel medio, elaborar y probarrutinas de atención a interrupciones.3 1 Desarmar e identificar los elementos de unacomputadora personal, como componentes y subsistemas.2 Ensamblar y probar una computadora, utilizandoAnalizador Lógico, Osciloscopio y Multímetro.4 1 Utilizando el microcontrolador disponible, desarrolle unaaplicación que le permita:- La programación de un microcontrolador.- Su interconexión a una computadora personal.2 Desarrollar una aplicación que incluya el uso de unmicrocontrolador en adquisición de datos y control,como sistema independiente o conectado a unacomputadora