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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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¿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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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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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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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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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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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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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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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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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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Tiempo RealTiempo Real

● NO confuindir con Sistemas ONLINE.– Las aplicaciones tiene

deadlines.– Lista en Wikipedia– Linux, QNX, TinyOS,

VxWorks