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75-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 1
Facultad de IngenieríaUniversidad de Buenos Aires
75-08 Sistemas OperativosLic. Ing. Osvaldo ClúaLic. Adrián Muccio
2018
El Zoo en el que viven losSistemas Operativos
El Zoo en el que viven losSistemas Operativos
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¿Qué pasa cuando se ejecuta un Programa?
¿Qué pasa cuando se ejecuta un Programa?
● Se ejecutan instrucciones: Quizá más de una a la vez
● El procesado busca una instrucción (fetch) en la memoria
● La interpreta (decode)● La ejecuta: Suma o evalúa condición o “salta” a
otra instrucción, etc
Modelo Von Neumann
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375-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 3
¿Qué es un Sistema Operativo?¿Qué es un Sistema Operativo?
● Un programa que hace de intermediario entre el usuario de la computadora y su Hardware– Oculta los detalles finos de la arquitectura.
● Un programa que administra los recursos de un Sistema de Computación.– Permite administrar el tiempo de procesador y
el espacio (memoria, disco, Desktop, etc).
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Algunos de los temas del cursoAlgunos de los temas del curso
● Scheduling o cómo se decide que será lo próximo que va a ejecutar la CPU
● Administración de Memoria● Exclusión Mutua, Semáforos● Máquinas virtuales● Persistencia de datos y ejecutables● Device Drivers
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Zoo de Arquitecturas y SistemasZoo de Arquitecturas y Sistemas
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MultiprocesadoresMultiprocesadores
● Mas de un procesador en el mismo chip o board.– Los sistemas tienden a esta
arquitectura desde el fin de Moore.
– La paralelización está limitada por la ley de Amdahl.
– Soportado en todos los SO de Desktop.
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MainframesMainframes
● IBM Z10– Z/OS, Linux,
VM Hypervisor.– Gran capacidad de I/O,
servers para e-comerce a gran escala
– Seguridad y disponibilidad● Transaction processing● Batch Computing
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Servers Servers
● Destinadas a ofrecer servicios a través de una red.– Solaris, Aix, Linux,
FreeBSD, Mac OSX Server, Windows Server 8.
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Server Operating SystemServer Operating System
● Generalmente sólo presenta la línea de comando.
● Administrado a través de la red.– En forma nativa o usando EFI.
● Windows server 2008 Core● Ubuntu Server Administrado por
Webmin
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Aplicaciones HPCAplicaciones HPC
● Aplicaciones de Procesamiento CPU Intensivas (Simuladores, Genoma, Cosmología, etc)– Linux
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Computación de Alto RendimientoComputación de Alto Rendimiento
1 ° puesto del TOP500 HPL List (Jun-2018):Summit 122.3 Pflops/s1 ° puesto del TOP500 HPL List (Jun-2016):Sunway TaihuLight93.0146 Pflop/s 1° puesto del TOP500 HPL List (Jun-2013):Tianhe-2, 33.86 petaflop/s. DUPLICA al anterior N° 1 Titan 1º puesto del TOP500 HPL List (Nov-2012):Titan - Cray XK7 1º puesto del TOP500 HPL List (noviembre/2011):RIKEN Advanced Institute for Computational Science (AICS) 8.1 Pflops y máximo de 10 Pflops
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SummitSummit
● 122,3 Petaflops ● 2,282 MCores● 2,8 Gbytes de
RAM● RHEL 7.4 Linux● IBM Power 9 22C
3,07 GHz El sisetma consume 8.8 MW de potencia.Se encuentra en Oak Ridge National Laboratiry
Si todas las personas del planeta hicieran un cálculo por segundo, tardaríamos 305 días en hacer lo que Summit puede hacer en 1 segundo.
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Sunway TaihuLightSunway TaihuLight
● 93.14 petaflops● 10.65 Mcores● Raise OS Linux● 273 M U$S ● 40.960 procs
SW26010 1.4 GHz manycore 64-bit RISC Centro Nacional de Supercomputación de China en
la ciudad de Wuxi, en la provincia de Jiangsu.
Cada chip de procesador contiene 256 núcleos de procesamiento de propósito general y 4 núcleos auxiliares adicionales para la administración del sistema15 MW
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Tianhe-2 (Milky Way-2)Tianhe-2 (Milky Way-2)
● 33.86 petaflops● 54.9 petaflops
teórico● 3.12 Mcores● 1024 PB ● Kylin Linux● 390 M U$S
National University of Defense Technology, Changsha, Huanan, Rep. Popular China.
16000 nodos compuestos por 2 procesadores Intel Ivy Bridge Xeon y 3 chips Xeon Phi17808 kW
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Titan - Cray XK7Titan - Cray XK7
● 17.32 petaflops● 560,640 cores● 710 terabytes ● Cray Linux
Enviroment
Combina CPUs de 16-cores AMD Opteron y aceleradores GPUs NVIDIA Tesla K20 Picos teóricos de 20 petaflops Consume el equivalente a 9000 hogares
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Personal ComputersPersonal Computers
● Sus capacidades la hacen útil para ser operada sin conocimientos especiales.– Desktop, Notebook,
Tablet, SubNotebook– Win, Mac, Linux
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Tablets, PDA Tablets, PDA
● Forman parte de Teléfonos, tabletas Consolas, Media Players.– Windows Embedded,
Linux, Web_OS,Symbian, Android, iOS , Chrome OS, BlackBerry
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ConsolasConsolas
●En 2012 estamos entre la 7ma y 8ava generación de consolas. (ciclos de 5 años)
●Todas traen alguna forma de distribución por Internet.
●Wii IOS (un Linux modificado), XMB, Windows 8.
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Embedded Operating SystemsEmbedded Operating Systems● Dispositivos que no aceptan
instalación de nuevo software por el usuario– PLC, TV, DVD, Automóviles.– Linux, OSEK,
Windows XP Embedded
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Desarrollo de una aplicaciónempotrada
Desarrollo de una aplicaciónempotrada
Sistema Operativo
Base
DesarrolloAplicación
Prueba
Link-Edición Aplicaciónempotrada
Descarga
●Xilinx●Matlab RTW●Ada - Lego
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2175-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 21
ClusterCluster
●Un grupo de computadoras interconectadas por una red local de alta velocidad.
●Se comportan como si fuesen una única computadora.
Linux,Windows HPC
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Clusters de Alta DisponibilidadClusters de Alta Disponibilidad
● Nodos redundantes para casos de falla.
– HP ServiceGuard– IBM HACMP. – Linux-HA .– Microsoft MSCS y
WSFC 2008– Oracle Clusterware
– Sun Cluster– RedHat CLuster
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Otros tipos de ClusterOtros tipos de Cluster
● Balance de Carga.
● Cálculo– Beowulf– MPI– PVM
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2475-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 24
GRIDGRID• Es una infraestructura que lógicamente agrupa o
recursos distribuidos. (Cluster Virtual)– Alcance mundial y sistemas abiertos (BOINC)
Grid Resource Broker
Resource Broker
Aplicación
Grid Information Service
Grid Resource Broker
Base de DatosR2 R3
RN
R1
R4
R5
R6
Grid Information Service
2
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2575-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 25
Cloud ComputingCloud Computing
● Es un tipo de computación en el cual recursos virtuales que son dinámicamente escalables se proveen como servicios sobre la Internet.
● Los usuarios no necesitan tener conocimientos, ni ser expertos en, ni tener control sobre la infraestructura de la nube que usan.
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2675-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 26
Cloud Computing (2)Cloud Computing (2)
● Algunos servicios posibles son:– Infraestructura (infrastructure as a
service (IaaS))– Plataformas (platform as a service (PaaS))– Software (software as a service (SaaS))
● Muchos de los servicios que provee Cloud computing son aplicaciones comerciales comunes online que se acceden por un navegador WEB y el software y los datos residen en los servidores.
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2775-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 27
Cloud StorageCloud Storage
● Proveen servicios de almacenamiento y sincronización y sharing.
– Archivos, Música, Fotos, Documentos, Videos, Aplicaciones.
– Azure, iCloud, UbuntuOne, Google Cloud,– Dropbox, SugarSync, Shozu– Oracle Storage Cloud Service
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2875-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 28
Infrastructure as a ServiceInfrastructure as a Service
● Oferta de servicio de infraestructura (típicamente plataformas virtualizadas)
● Amazon EC2● Eucaliptus● Nimbus● Oracle IaaS● FibertCorp
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2975-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 29
Platform as a ServicePlatform as a Service
● Provee la plataforma y un ambiente de desarrollo y soporte (Solution Stack)
● WolfFrameworks (.net)● GoogleCode ● Azure (De Microsoft)● RollBase● Oracle Cloud Solutions
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3075-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 30
Software as a ServiceSoftware as a Service
● Es un SOA provisto por terceros.– Proclive a la
Tragedia de los bienes comunes– Adobe Air– Amazon Services– PayPal– Google Custom Search
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3175-08 Sistemas Operativos Prof. Lic. Ing. Osvaldo ClúaFIUBA 2018 31
Tiempo RealTiempo Real
● NO confuindir con Sistemas ONLINE.– Las aplicaciones tiene
deadlines.– Lista en Wikipedia– Linux, QNX, TinyOS,
VxWorks