Download - Arquitectura de computadores y sistemas operativos ...arso/ARSO-introx2.pdf · Fundamentos de programación (S1) Sistemas electrónicos (S4) Algoritmos y estructuras de datos (S5)

Fuente: https://es.wikipedia.org/

Arquitectura de computadores y sistemas operativos

Presentación e introducción 1

©

DIT-UPM, 2015. Algunos derechos reservados.Este material se distribuye bajo licencia Creative Commons disponible en:http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/deed.es


mg

Texto escrito a máquina

mg


mg


mg


Gregorio Fernández Fernández

mg


Presentación e introducciónContexto académico y objetivos

Sistemas y modelos

Niveles de abstracción

Programa y planificación

Documentación

Evaluación


Presentación e introducción

Contexto académico y objetivosContextoObjetivos

Sistemas y modelos



Documentación

Evaluación

Contexto académico

Grado en Ingeniería BiomédicaARSO: asignatura obligatoria 3º (S6), 6 ECTSDepartamento: Ingeniería de Sistemas Telemáticos

http://www.dit.upm.es

Asignaturas más relacionadas:Fundamentos de programación (S1)Sistemas electrónicos (S4)Algoritmos y estructuras de datos (S5)


Objetivos (de la guía de aprendizaje)

Funciones, estructura y funcionamiento de los sistemas operativosFicheros, procesos y recursosUnixRepresentación binariaPrincipios básicos de la arquitectura de ordenadoresFuncionamiento de los procesadores en el nivel de máquinaconvencionalProcesadores de lenguajes

En resumen:

¿Qué hay dentro de un ordenador?I Estructura y componentes de hardware y de software

¿Cómo funciona?I Procesos que ocurren al ejecutarse los programas


¿Qué es un ordenador?

Fuente:

http://skokcomm.com/computer_support.html

SW

HW

Un ordenador es un sistema complejoque puede describirse

mediante diferentes modelosen distintos niveles de abstracción


Algunas «vistas» (abstracciones) del ordenador

programa

principal

función

dato

resultado

entrada UCP salida

MP

pantalla

teclado

placa madrecontrolador serial

controlador de video

fuente dealimentación

bus

ratón

nonato

activopreparado

bloqueado

muerto

distribuidor

distribuidor

interrupción

BRKinterrupción

xy

s

rs

re

e1e2

s

+V+V



Contexto académico y objetivos

Sistemas y modelosSistemas abiertos y complejosModelosModelos funcionales, estructurales y procesalesEjemplo



Documentación

Evaluación

Sistema

R.A.E, 23ª ed.:«2. m. Conjunto de cosas que relacionadas entre sí ordenadamentecontribuyen a determinado objeto»«~ operativo1. m. Inform. Programa o conjunto de programas que realizanfunciones básicas y permiten el desarrollo de otros programas»

Sistemas materiales: un edificio, un automóvil,un ordenador, un programa, una persona (?). . .

Sistemas conceptualesI abstractos: topología, lingüística. . .I abstraídos: planos, esquemas, manuales, procesos, fisiología. . .

(modelos de los correspondientes materiales)


Sistemas abiertos

sistema

entorno

En telemática, concepto más restrictivo:la interacción sistema–entorno debe respetar ciertasnormas (o estándares)


Sistemas complejos

«El compuesto por un gran número de partes que actúan entre sí demanera no sencilla»(Herbert Simon)

Complejidad: atributo con componentes subjetivosSe reduce con descripciones (modelos)


Modelos

Modelo = sistema paradescribir, osustituir (simulación)

a un sistema (original)existente, oinexistente (diseño)

sistema(original)

sistema(modelo)

homomorfismo

original

modelosintaxis

personas

pragmática

semántica


Tipos de modelos

materiales

conceptuales (abstraídos)

icónicos

analógicos

funcionales

estructuralesprocesales

formalizados

no formalizados

comprensión

uso

diseño/ implementación

sintaxis semántica pragmática


Modelos funcionales («de caja negra»)

Describen la función del sistema (actuación y relación con el entorno)

para sistemas estáticos: maquetas, planos, . . .para sistemas dinámicos:

estímulos respuestassistema

modelo = {comportamientos} = {respuesta = f(estímulos)}


Modelos estructurales («de caja transparente»)

Describen al sistema detallando partes (subsistemas) einterrelaciones

estímulos respuestas

sistema

modelo = {modelos funcionales subsistemas} + {interrelaciones}


Modelos procesales («de caja abstracta»)

Describen la actividad dinámica interna, o proceso

estímulos respuestas

modelo = {función de transición, función de salida}

función de transición

función de salida

estado i

estado i+1


Ejemplo: sumador binario serial (1)

Modelo funcional:

e21

e11

e01

...

e22 e12 e02...

t2

t1

t0

... t2

t1

t0

...

E1

E2 s2 s1 s0...

Ssumador

serial

S = E1

E2

+

Ejemplo: E1: 011001E2: 011101S = 110110

011001 + 011101 = 110110

R

e1

e2

z

s

q

O− tiempo



Modelo estructural:

elemento de retardo,

e1

e2

q z

setapa de

sumador

O−

Modelos funcionales de los doscomponentes:

Etapa de sumador:s = (e1 + e2 + q)(mód 2)

z =

0 si e1 + e2 + q = 0

o si e1 + e2 + q = 11 si e1 + e2 + q = 10

o si e1 + e2 + q = 11

Elemento de retardo: q(t) = z(t −Θ)



Modelo procesal:

eq 00 01 10 11q0 q0/0 q0/1 q0/1 q1/0q1 q0/1 q1/0 q1/0 q1/1

q0

q1

00/0

01/1

10/1

11/0

00/1

01/0

11/1

10/0




Sistemas y modelos

Niveles de abstracciónJerarquía de niveles en los ordenadoresModelos en el nivel de máquina convencional


Documentación

Evaluación


Todo modelo es una abstracción del sistema original(hace abstracción de detalles irrelevantes)

Para sistemas complejos, jerarquía de niveles de abstracción:

♣ Los sistemas del nivel i − 1 son componentes del nivel i♣ “Subir” del nivel i − 1 al nivel i es abstraer♣ “Bajar” del nivel i al nivel i − 1 es concretar

(y, en su caso, implementar)


Niveles de abstracción para los ordenadores

máquina convencional+microprogramas

máquinas programables binarias (interpretan instrucciones)

micromáquina máquinas microprogramables (interpretan microinstrucciones)

circuito lógico sistemas combinacionales y secuenciales, memorias, ...

circuito eléctrico puertas lógicas

dispositivometales,semiconductores, ...

transistores,resistores, ...

máquina operativa+programas

máquinas programables binarias extendidas (interpretan instrucciones y "llamadas al sistema")

máquina simbólica+programas

máquinas simbólicas (interpretan sentencias y órdenes en lenguajes simbólicos)

NIVELES COMPONENTES SISTEMAS

impl

emen

taci

ón

abst

racc

ión


Los niveles en el Plan de Estudios

Asignatura Curso/Sem. NivelFundamentos de programación 1/1S Máquina simbólicaAlgoritmos y estructuras de datos 3/1S Máquina simbólicaBases de datos 3/2S Máquina simbólica

Arquitectura de computadores ysistemas operativos

3/2S Máquina operativa ymáquina convencional

Sistemas electrónicos2/2S Circuito lógico

y micromáquinaFundamentos de electrónica 2/1S Circuito eléctrico

y dispositivo


Modelos en el nivel de máquina convencional

Modelos estructurales:Componentes físicos(hardware) UCP MP CE/S CE/S

bus del sistema

Modelos funcionales:Representación de datose instrucciones en binarioConjunto (o repertorio) deinstrucciones

31 0

031

N

CO MD CD

Modelos procesales:Modelo de una CPU (UCP)monoprocesador:

lectura de instrucción

ejecución de instrucción

decodific.

lectura de operando


Modelos en el nivel de máquina operativa

Modelos estructurales:Componentes lógicos(software)

procesos de usuario

gestión de ficheros

gestión de entrada/salida

gestión de procesos

hw

gestión de memoria

Modelos funcionales:Llamadas al sistemaIntérprete de órdenes

intérprete

cp

rm

dir...

read

...

create

fork

Modelos procesales:Modelo de un proceso:

nonato

activo

preparado

bloqueado muerto

distribuidor

BRK

interrupción

interrupción




Sistemas y modelos



Documentación

Evaluación

Programa

Tema 1: Sistemas operativosFunciones, servicios, estructura y componentesProcesos y hebrasUNIXPrácticas con Linux en laboratorio

Tema 2: Representación de la informaciónTextos y númerosDetección de errores y compresiónFormatos de ficherosFicheros multimedia

Tema 3: Arquitectura de procesadores hardwareArquitectura y procesadoresEl procesador BRMPrácticas con Raspberry PiProcesadores paralelos

Tema 4: Procesadores softwareTraductores e intérpretesCompiladores JIT y adaptativosVirtualizaciónLa máquina virtual Java




Sistemas y modelos



Documentación

Evaluación

Material de estudio

Abraham Silberstchatz, Peter Galvin y Greg Gagne:Operating System Concepts, 9th ed.John Wiley, 2012. Capítulos 1 y 2 (para el Tema 1)Apuntes propios de la asignatura, disponibles en elMoodle

Consulta adicional:

Christopher Negus y Christine Bresnahan: Linux Bible, 8th ed. JohnWiley, 2012David A. Patterson y John L. Hennessy: Computer Organization andDesign. The Hardware/Software Interface, 4th ed. Morgan Kaufmann,2009John L. Hennessy y David A. Patterson: Computer Architecture: AQuantitative Approach, 5th ed. Morgan Kaufmann, 2012Gregorio Fernández: Curso de ordenadores. Conceptos básicos dearquitectura y sistemas operativos, 5ª ed. Fundación Rogelio Segovia,ETSIT-UPM, 2004


Recursos en red

http://moodle.upm.es/titulaciones/oficiales

Página web estática con información general:http://www.dit.upm.es/{ asignaturas{ ARSO




Sistemas y modelos



Documentación

Evaluación

Evaluación continua: tareas y pesos

Dos pruebas parciales: . . . . . . . . . . . . . . . . 70 %I Parcial 1: . . . . . . . . . . . .35 %

F Temas 1 y 2

I Parcial 2: . . . . . . . . . . . .35 %F En junioF Temas 3 y 4

Realización de ejercicios en clase: . . . . 20 %

Realización de prácticas de laboratorio: 10 %


Evaluación continua: condiciones

Requiere asistencia habitual a claseRequiere realizar todas las entregas de prácticas y ejerciciosprácticos planteadosSe aprueba si NOTA ≥ 5 (sobre 10 puntos)NOTA = Parcial 1 + Parcial 2 +ejercicios + prácticasLas notas individuales de Parcial 1 y Parcial 2deben ser ≥ 4 (sobre 10 puntos)La nota media de Parcial 1 y Parcial 2debe ser ≥ 4,5 (sobre 10 puntos)Si la nota obtenida en el Parcial 1 es < 4 (sobre 10),o si se desea subir nota, se repetirá el examen de los Temas 1 y 2en enero, a continuación del Parcial 2


Evaluación mediante examen único

Los alumnos que lo deseen serán evaluados mediante un únicoexamen final en el mes de junio

Solicitud por escrito al Director del Departamento de Ingeniería deSistemas Telemáticos, presentada en el registro de la ETSITantes del día 7 de marzo de 2015

La presentación de este escrito supondrá la renuncia automáticaa la evaluación continua

En el examen se evaluará la adquisición de todos losconocimientos y habilidades, teóricos y prácticos, impartidos en laasignatura


Trabajo personal

Todas las entregas y prácticas que se realicen deben ser frutodel trabajo personal del alumno(aunque se fomentará la discusión y el trabajo en grupo)

La copia de entregas o la copia en las pruebas parcialessupondrá el suspenso automático de toda la asignatura tantopara quien copia como para quien deja copiar


Una analogía


Download - Arquitectura de computadores y sistemas operativos ...arso/ARSO-introx2.pdf · Fundamentos de programación (S1) Sistemas electrónicos (S4) Algoritmos y estructuras de datos (S5)

Top Related