Al finalizar el curso, el estudiante deberá ser capaz de identificar las interfaces de un sistema operativo, y en particular de desarrollar sobre Linux utilidades para las aplicaciones a partir de su interfaz de llamadas al sistema. La asignatura hace énfasis en diferentes tipos de sistemas (tiempo compartido, tiempo real, etc), en sus conceptos fundamentales (ficheros, protección de accesos, procesos, elementos de comunicación) y en la funcionalidad de sus componentes (subsistemas para la gestión de procesos, memoria, entrada-salida).



Formalmente, de acuerdo al Plan de Estudios, además de las competencias de la asignatura, se trabajarán las competencias generales C4, C5, C8 y C9, así como las competencias RI5, RI10 y RI14 de la rama común informática, tal y como aparecen en la Memoria de la Titulación.

Teoría

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Bloque temático: Sistema Operativo.



Tema 1: Introducción: función de los Sistemas Operativos.



Definición de sistema operativo como interfaz para las aplicaciones y como gestor de los recursos del computador. Perspectiva histórica de los sistemas operativos. Tipos de sistemas según su funcionalidad (monoprogramados, multiprogramados, de tiempo compartido, de tiempo real, empotrados y distribuidos). Interfaces del sistema operativo (de usuario, de administración, de las aplicaciones, del desarrollador). Mercado actual de los sistemas operativos (sistemas propietarios, sistemas abiertos, software libre) y perspectiva.



Tema 2: Mecanismo de Llamadas al Sistema. Kernel Linux.



Tomando como soporte los elementos que proporciona la interfaz hardware (espacios de direcciones, interfaz de los dispositivos, mecanismo de interrupciones), determinación de los servicios básicos comunes a establecer como código residente. Concepto de llamada al sistema operativo como función de acceso a un servicio residente. Implementación de las llamadas al sistema a través del mecanismo de interrupciones y los modos de ejecución.



Bloque temático: Ficheros.



Tema 3: Gestión del Sistema de Ficheros e Intérprete de Comandos. Usuarios y Seguridad.



Tema 4: Concepto de independencia del dispositivo y redirección de la entrada-salida.



Concepto de sistema de ficheros y sus mecanismos de representación. Definición de sistema multiusuario. Tipos de usuarios, modos de acceso y dominios de protección. Mecanismos básicos de gestión de la protección de accesos en sistemas centralizados. Llamadas al sistema relacionadas con la protección de accesos y la seguridad.



Bloque temático: Memoria



Tema 5: Desarrollo y Carga de Programas de C en Memoria: Librerías estáticas y dinámicas.



Carga y ubicación de programas en sistemas con uno o varios programas en memoria. Direccionamiento físico y virtual. Desarrollo de librería estáticas y dinámicas. Librerías de enlace dinámico. Llamadas al sistema operativo relacionadas con la carga de programas y la gestión de la memoria.



Tema 6: Gestión de Memoria. Paginación y Segmentación. Memoria Virtual.



Bloque temático: Procesos



Tema 7: Gestión de Procesos. Tiempo Real.



Concepto de flujo y contexto de ejecución. Sistemas multiprogramados y sistemas multihilo. Concepto de proceso e hilo (modelo Unix), estados y grafo de transición. Cambio de contexto. Planificación de procesos y políticas de planificación básicas. Llamadas al sistema operativo relacionadas con el control de procesos.



Tema 8: Concurrencia de Procesos



Conceptos de concurrencia, recurso compartido, condición de carrera y acceso exclusivo. Secciones críticas de código. Mecanismos básicos de acceso exclusivo a secciones criticas. Comunicación con paso de mensajes mediante buzones. Llamadas al sistema relacionadas con la comunicación entre procesos. Modelo de gestión de recursos basado en el esquema cliente-servidor. Ejemplos de gestores de recursos (drivers).



Bloque temático 5: Contenedores



Contenedores.



Concepto de contenedor / virtualización ligera. Teoría y técnicas usadas.





Prácticas

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Instalación y configuración de un programa de virtualización: VirtualBox.



Aprendizaje de la distribución Ubuntu (GNU/Linux) e instalación de Kubuntu y de Ubuntu Server en una máquina virtual.



Uso de redirecciones desde la línea de comandos, programar ejemplos de entrada-salida. Manejo del Sistema de Ficheros, manejo del derechos de acceso, redireccionamiento y tuberías, montaje, programar y otras tareas en el intérprete de comandos.



Monitorización de consumo de memoria, manejo del Lenguaje C, uso de funciones de librería y ficheros cabecera. Uso de compilador: gcc, crear librerías dinámicas y estáticas, gestionar los proyectos con make



Programación en C con Llamadas al Sistema, usando la línea de comandos.



Ficheros: Conocer las llamadas al sistema que gestionan los ficheros. Crear programas que usen las Llamadas al Sistema de Linux, en vez de las típicas funciones de librería.



Procesos: Gestionar los procesos usando comandos del bash. Gestionar los procesos usando llamadas a Sistema (interfaz del kernel Linux). Controlar el envío de señales a los procesos usando comandos del bash. Envío de señales a los procesos usando Llamadas a Sistema.



Conocer las diferentes técnicas de comunicación entre procesos (mediante mensajes,variables compartidas,archivos, pipes...). Comprobar que se cumplen las condiciones: exclusión mutua, progreso, espera activa e interbloqueo. Espera Activa Hardware. Semáforos. Tiempo Real.



Introducción a Docker como tecnología ligada al al núcleo del Sistema GNU/Linux.

La asignatura se desarrolla entre la teoría y las prácticas, reforzándose mutuamente para fijar conceptos mediante ejemplos, y fijar técnicas al entender la teoría.



Cualquier aclaración en pablo.gonzalez@ehu.eus o en tutorías en Lenguajes y Sistemas Informáticos.



Ver https://lsi.vc.ehu.eus/pablogn/

Si no se puede realizar una evaluación presencial de la asignatura, se realizarán los cambios pertinentes para hacerlo online mediante la utilización de las herramientas informáticas existentes en la UPV/EHU. Las características de esta evaluación online serán hechas públicas.



Los exámenes parciales de la Ev. CONTINUA tendrán un peso en la asignatura de un 100% y consisten en pruebas escritas a lo largo del curso que evalúan que se han obtenido los conocimientos tanto teóricos como prácticos.



Si en este formato de evaluación continua no se supera el 5 sobre 10 con un mínimo de 3 sobre 10 en todos los parciales, se pasará a realizar la evaluación ordinaria.



Los exámenes escritos consisten en preguntas cortas sobre teoría y lo realizado en las prácticas y problemas-ejercicios. Hay ejemplos en la web: https://lsi.vc.ehu.eus/pablogn/docencia/ISO/



La evaluación de la asignatura en la convocatoria ORDINARIA se realiza mediante evaluación única en el examen final, que evalúa tanto conocimientos teóricos como aspectos prácticos desarrollados en los laboratorios a desarrollar durante el curso.



Se considerará que el alumno se ha presentado a la convocatoria ORDINARIA si aprueba la ev. continua o si se presenta al examen final. En caso contrario, la nota será No Presentado.



En todo caso, para aprobar la asignatura, es necesario presentarse al examen final o a todos los parciales.



En caso de no obtener la calificación mínima exigida en cualquiera de ellos, se considerará que el alumno debe pasar al formato de evaluación de EXAMEN FINAL.



Suponiendo que el alumno obtenga la nota mínima en todas y cada una de las partes, la calificación mínima que el alumno debe obtener para aprobar la asignatura son 5 puntos sobre el total de 10 de la asignatura. De la misma forma para aprobar se debe obtener un 5 sobre 10 en el examen final, en el caso de evaluación ordinaria. En caso de obtener una calificación menor, se considerará que el alumno ha suspendido la convocatoria ordinaria de la asignatura.



Se evaluará con el formato de EXAMEN FINAL si se solicita al profesor o se obtiene una nota menor del 30% en una prueba. El examen final consiste en el 100% de la nota de la asignatura.



Los alumnos que no superen o no se presenten a la convocatoria ordinaria, deberán examinarse en una convocatoria EXTRAORDINARIA en la que se les evaluará en un examen global de toda la asignatura.





* RENUNCIA al derecho al examen:

El alumno que no se presente al examen en la convocatoria ordinaria, obtendrá como calificación final "No Presentado", independientemente de que haya realizado, o no, el resto de controles durante el curso.





* EXCEPCIÓN en la modalidad de evaluación:



- Se podrá optar a un examen único por el 100% de la nota final de la forma recogida en la normativa vigente referente a la evaluación del alumnado.





* CASOS DE COPIA:

Se aplicará la normativa vigente referente a la evaluación del alumnado, https://lsi.vc.ehu.eus/pablogn/docencia/Protocolodeplagio.pdf



En concreto, en esta asignatura las normas son las siguientes:



Implicará suspenso un examen sin nombre y apellidos en cualquier momento del examen.

Realizar el examen implica la aceptación de estas normas.



Quien copie o sea copiado tiene suspenso, así como por hablar, gestos, papeles que no sean el examen o cualquier otro comportamiento extraño para un examen.



Se deben dejar estuches y portalápices, ropa, mochilas y carpetas en colgadores y mesas no ocupadas en el examen.



Implicará suspenso usar o tener a mano un móvil o tableta, reloj "inteligente", calculadora o cualquier aparato como reproductores de audio, auriculares, cámaras de fotos o dispositivos electrónicos que almacenen texto o imágenes. Se penalizará que suene o vibre un móvil.



Dos respuestas claramente parecidas significa copia.



Se interpretará como copia que partes de respuestas coincidan literalmente con libros, apuntes u otra documentación que se pueda encontrar durante la corrección del examen.



Una vez repartido el examen, se deberá esperar 15 min. para salir y se está presentado (corre convocatoria). Entregar el examen en mano al profesor.



Las puntuaciones van en incrementos de 0'25 puntos. Cualquier respuesta ilegible o muy desordenada, o sin unidades u objetivo de cada operación se calificará con puntuación 0.

Las preguntas se pueden responder en cualquier orden. Las respuestas deben estar correctamente identificadas.



Implicará cero puntos en la pregunta el basar la explicación en la descripción de las instrucciones ordenadas por número de línea o cualquier descripción sin verdadera información que se pueda tomar como respuesta.



Las respuestas demasiado largas, no relacionadas directamente con la pregunta, sólo con un ejemplo o con errores graves (repito, graves) pueden restar puntuación en función del grado de desconocimiento de la materia.

Sistema operativo GNU/Linux, manuales y herramientas y programas C que se proporcionarán.

Ver https://lsi.vc.ehu.eus/pablogn/docencia/ISO/

Oinarrizko bibliografia

C. Rodríguez, I. Alegria, J. González, A. Lafuente: Descripción Funcional de los Sistemas Operativos. Síntesis, 1994.

A.S. Tanenbaum: Modern Operating Systems (3rd Edition), Prentice-Hall, 2008.

M. Rochkind: Advanced Unix Programming, Addison-Wesley, 2004.

Silberschatz, P.B. Galvin, G. Gagne: Operating System Concepts (Eight edition), John Wiley & Sons, 2008.

W. Stallings: Sistemas Operativos (Quinta edición). Prentice-Hall, 2005.