| Disseny de sistemes operatius | Codi: 05.577 : 6 |
- S'ha d'haver cursat abans l'assignatura de Sistemes Operatius.
- Estructura bàsica d'un computador.
- Conceptes bàsics de llenguatge màquina: instruccions més comuns, funcionament de la pila.
- Programació en un llenguatge d'alt nivell.
- Conèixer les característiques del maquinari sobre el qual es construeixen els sistemes operatius.
- Tenir coneixements de programació del maquinari a baix nivell.
- Conèixer les principals tècniques i polítiques de la gestió de processos, la gestió de la memòria i la gestió de les entrades/sortides.
- Saber quines són les implementacions possibles del sistema de fitxers.
- Ampliar els coneixements sobre comunicació i sincronització entre processos.
- Conèixer els principals paràmetres de rendiment del sistema en relació amb les tècniques i les polítiques anteriors.
- Conèixer com es resolen les diferents problemàtiques en sistemes operatius reals, com ara el cas de Linux.
Mòdul 1. Conceptes estructurals i funcionals del sistema operatiu
Els materials didàctics d'aquest mòdul presenten els aspectes fonamentals perquè assoliu els objectius següents:
- Conèixer les diferents estructures internes que pot tenir el nucli d'un SO i les respectives característiques diferencials, i saber diferenciar-les en funció de la seva especialització.
- Saber identificar els elements de maquinari necessaris per a implementar alguns serveis específics de l'SO.
- Conèixer les modalitats d'execució dels processos pel que fa als seus privilegis, especialment el mode del nucli de l'SO.
- Conèixer les raons per les quals l'SO necessita el suport de maquinari per a controlar el sistema. Algunes raons tenen a veure amb l'eficiència i altres es relacionen amb la naturalesa del control.
- Entendre la importància del suport de maquinari de l'ordinador en el moment d'efectuar determinades funcions de l'SO i també saber quins tipus de procediments necessiten aquest suport.
- Poder diferenciar l'execució d'operacions normals de l'execució d'instruccions privilegiades, i saber quin tipus de gestió dels serveis de l'SO permeten aquestes instruccions.
Mòdul 2. La gestió de processos
En els materials didàctics facilitats en aquest mòdul trobareu les eines necessàries per a assolir els objectius següents:
- Aprendre els conceptes de procés i fil d'execució.
- Conèixer els diferents estats en què es pot trobar un procés i els motius que provoquen un canvi d'estat.
- Entendre la necessitat de fer canvis de context per aprofitar millor el rendiment del computador.
- Relacionar la quantitat de processos que hi ha a la màquina amb el rendiment que se'n treu.
- Entendre les funcions dels diferents nivells de planificació del processador.
- Comprendre els algorismes de planificació del processador i detectar-ne els avantatges i els inconvenients.
Mòdul 3. La memòria virtual
Els materials didàctics d'aquest mòdul contenen les eines necessàries perquè assoliu els objectius següents:
- Ampliar el concepte de memòria virtual que heu après en altres assignatures mitjançant la descripció de les necessitats de maquinari i de programari que té el sistema per a implementar de manera eficient la gestió de la memòria virtual paginada.
- Conèixer les diferents polítiques de gestió de la càrrega, d'assignació i de reemplaçament de pàgines i analitzar-ne els avantatges i els inconvenients.
- Veure de quina manera la gestió de la memòria afecta l'execució de codi de programes.
- Conèixer els aspectes més importants de l'assignació de memòria en el nucli Linux.
Mòdul 4. La gestió de les entrades/sortides
En els materials didàctics d'aquest mòdul, trobareu les eines necessàries per a assolir els objectius següents:
- Conèixer les funcions i l'estructura dels controladors de dispositius, i també algunes tècniques per a gestionar-los.
- Adquirir coneixements sobre les diferents implementacions de la tècnica de l'emmagatzematge a la memòria intermèdia (buffering) per a adaptar les velocitats del dispositiu i el processador.
- Saber diferenciar entre els procediments d'E/S dependents del dispositiu i els independents.
- Conèixer un esquema d'implementació dels procediments d'E/S.
- Saber aplicar tècniques com les crides síncrones i asíncrones, la gestió de dispositius, les operacions genèriques d'E/S, etc.
- Conèixer els objectius de les capes de les rutines d'E/S del sistema operatiu.
- Posar de manifest la complexitat que representa el disseny de controladors (device drivers) mitjançant un exemple concret.
Mòdul 5. El sistema de fitxers
En aquest mòdul didàctic trobareu els materials necessaris per a assolir els objectius següents:
- Saber com està estructurada la informació en el disc.
- Conèixer diferents alternatives per a estructurar un sistema de fitxers.
- Saber quines alternatives hi ha per a organitzar l'espai lliure del disc.
- Conèixer les possibilitats per a distribuir l'espai assignat als fitxers.
- Aprendre a identificar les estructures de dades necessàries de la memòria per a portar a terme les operacions relacionades amb el sistema de fitxers.
- Saber quins passos ha d'efectuar el sistema operatiu per a portar a terme una operació determinada i conèixer-ne la motivació.
- Ser conscients de les tècniques que permeten millorar l'eficiència i la fiabilitat dels sistemes de fitxers.
- Conèixer les característiques dels sistemes de fitxers més habituals.
Mòdul 6. Concurrència: principis i eines
En els materials d'aquest mòdul trobareu les eines necessàries per a aconseguir els objectius següents:
- Conèixer i analitzar exemples amb les diferents eines de sincronització d'alt nivell que permeten dur a terme la programació concurrent amb garanties.
- Analitzar casos d'ús reals sobre programació concurrent en GNU/Linux.
- Analitzar el problema de l'interbloqueig i l'espera indefinida considerant les diferents situacions, avaluant-ne els avantatges i inconvenients. Així mateix, considerar les diferents eines a escala de l'administrador per a gestionar aquestes situacions i ajudar-lo en la presa de decisions.
Pràctiques
Les pràctiques consistiran en estudiar fragments de codi del sistema operatiu Linux i en afegir noves funcionalitats a aquest sistema operatiu. Les pràctiques es realitzaran sobre una plataforma PC (física o virtual) on estigui instal·lada alguna distribució Linux.
| GNU/Linux: Ubuntu destop 14.04 (32 bits) | Programari en línia |
El suport a tots els mòduls és digital i serà accessible des del campus virtual. A més, l'estudiant disposarà al Campus Virtual d'una Guia d'Estudi (GES) per a cada mòdul.
Per realitzar les pràctiques es facilitarà als estudiants un entorn de desenvolupament que permetrà estudiar i modificar el codi font del sistema operatiu Linux.
Pel fet d'estar matriculat d'aquesta assignatura, l'estudiant tindrà accés al Laboratori de DSO al Campus Virtual. El consultor d'aquest laboratori donarà suport als problemes que vagin sortint sobre l'entorn de desenvolupament de la pràctica i la programació sobre el llenguatge C. És molt recomanable aquest laboratori per aquells que no han programat mai sobre el llenguatge C.
Els materials complementaris que en el seu cas proposin els professors consultors estaran disponibles al Campus Virtual i els estudiants els obtindran des d'allà.
El procés d'avaluació es fonamenta en el treball personal de l'estudiant i pressuposa l'autenticitat de l'autoria i l'originalitat dels exercicis realitzats.
La manca d'autenticitat en l'autoria o d'originalitat de les proves d'avaluació; la còpia o el plagi; l'intent fraudulent d'obtenir un resultat acadèmic millor; la col·laboració, l'encobriment o l'afavoriment de la còpia, o la utilització de material, programari o dispositius no autoritzats durant l'avaluació, entre altres, són conductes irregulars en l'avaluació que poden tenir conseqüències acadèmiques i disciplinàries greus.
Aquestes conductes irregulars poden comportar el suspens (D/0) en les activitats avaluables que es defineixin en el pla docent -incloses les proves finals- o en la qualificació final de l'assignatura, sigui perquè s'han utilitzat materials, programari o dispositius no autoritzats durant les proves, com ara xarxes socials o cercadors d'informació a internet, perquè s'han copiat fragments de text d'una font externa (internet, apunts, llibres, articles, treballs o proves d'altres estudiants, etc.) sense la citació corresponent, o perquè s'ha dut a terme qualsevol altra conducta irregular.
Així mateix, i d'acord amb la normativa acadèmica, les conductes irregulars en l'avaluació també poden donar lloc a la incoació d'un procediment disciplinari i a l'aplicació, si escau, de la sanció que correspongui, de conformitat amb l'establert a la normativa de convivència de la UOC.
En el marc del procés d'avaluació, la UOC es reserva la potestat de:
- Sol·licitar a l'estudiant que acrediti la seva identitat segons l'establert a la normativa acadèmica.
- Sol·licitar a l'estudiant que acrediti l'autoria del seu treball al llarg de tot el procés d'avaluació, tant avaluació contínua com avaluació final, per mitjà d'una prova oral o els mitjans síncrons o asíncrons que estableixi la Universitat. Aquests mitjans tindran per objecte verificar els coneixements i les competències que garanteixin l'autoria; en cap cas no implicaran una segona avaluació. Si no és possible garantir l'autoria de l'estudiant, la prova serà qualificada amb D, en el cas de l'avaluació contínua, o amb un Suspens, en el cas de l'avaluació final.
A aquests efectes, la UOC pot exigir a l'estudiant l'ús d'un micròfon, una càmera o altres eines durant l'avaluació; és responsabilitat de l'estudiant assegurar que aquests dispositius funcionen correctament.
|
Pots superar l'assignatura per mitjà de dues vies:
|