Programación Estructura de Computadores

El objetivo de este curso es que el estudiante conozca la función del sistema operativo como máquina ampliada, los servicios que ofrece al resto del sistema y sus principales componentes y entidades (procesos, memoria, ficheros, etc.), los conceptos de concurrencia y las relaciones del sistema operativo con el resto del software y el hardware del computador. Para lograr este objetivo el alumno adquirirá lo Program Outcomes (PO) siguientes: a, b, c, d, e, f, g, h, i, k. Relacionados con las competencias siguientes: 1 Competencias Transversales/Genéricas 1.1 Capacidad de análisis y síntesis. (PO: b, e, g) 1.2 Capacidad de organizar y planificar. (PO: b, c, h) 1.3 Resolución de problemas (PO: a, e, k) 1.4 Trabajo en equipo (PO: d) 1.5 Capacidad de aplicar los conocimientos en la práctica PO: a, b, c, e, f, i, k) 2 Competencias Específicas (Competencias específicas CECRI5, CECRI10). 2.1 Cognitivas (Saber) (PO: a, b, c, e, f, h, k) - Conocimiento de los conceptos de SS.OO - Conocimiento de las características, funcionalidades y estructura de los Sistemas Operativos. - Conocimiento del conceptos de concurrencia - Comprensión el efecto del sistema operativo sobre el resto del sistema. - Técnicas para la programación con llamadas a sistemas operativos y diseñar e implementar aplicaciones basadas en sus servicios. - Conocimiento de los métodos de gestión de recursos en un sistema operativo 2.2 Procedimentales/Instrumentales (Saber hacer) (PO: b, c, e, k) - Programar con llamadas a sistemas operativos. - Programar aplicaciones concurrentes. - Diseñar utilidades sobre el sistema operativo. - Usar herramientas de monitorización y gestión de sistemas operativos. 2.3 Actitudinales (Ser) (PO: e, g, h, i) - Capacidad para generar nuevas ideas (creatividad) - Actitud crítica respecto a los sistemas operativos actuales - Preocupación por la calidad de los sistemas operativos - Motivación de logro - Interés por investigar y buscar soluciones a nuevos problemas relacionados con sistemas operativos.

Los descriptores asociados con la asignatura son: Organización, estructura y servicios de los sistemas operativos; procesos y threads; conceptos de gestión de memoria; comunicación y sincronización entre procesos; conceptos de Entrada / Salida y sistemas de ficheros. El programa se divide en los temas siguientes: T1.- Introducción a los Sistemas Operativos 1.1.- Conceptos básicos.     1.2.- Principales funciones: máquina extendida, gestor de recursos e interfaz de usuario     1.3.- Historia de los sistemas operativos 1.4.- Estructura y componentes del sistema operativo. 1.5.- Activación del sistema operativo T2 Servicios de los sistemas operativos. 2.1.- Concepto de servicios del sistema operativo. Llamada al sistema. 2.2.- Servicios asociados a los distintos componentes del sistema operativo. 2.3.- Interfaz de llamadas al sistema para hacer programación de sistemas. 2.4.- Generación y ejecución de programas 2.5.- Bibliotecas estáticas y dinámicas T3.- Procesos y threads     3.1.- Definición de proceso.     3.2.- Modelo ofrecido: recursos, multiprogramación, multitarea y multiproceso 3.3.- Ciclo de vida del proceso: estado de procesos. 3.4 - Servicios para gestionar procesos que da el sistema operativo. 3.5.- Definición de thread 3.6.- Threads de biblioteca y núcleo. 3.7.- Servicios para threads en el sistema operativo.     3.8.- Estructura de datos de procesos y threads en el núcleo     3.9.- Diseño e implementación de la multiprogramación y la multitarea en el núcleo T4.- Planificación de Procesos y threads. 4.1.- Conceptos básicos de planificación de sistemas operativos. 4.2.- Planificación y activación 4.3.- Algoritmos de programación más comunes (FIFO, SJF, RR, PRIORIDAD, ¿). 4.4.- Planificación en LINUX: envejecimiento. 4.5.- Llamadas de planificación de procesos. 4.6.- Estructuras de datos de planificación en el núcleo ¿ T5 Comunicación entre procesos 5.1.- Señales y excepciones. 5.2.- Temporizadores. 5.3.- Comunicación de procesos con tuberías (pipes). 5.4.- Paso de mensajes local. T6 Procesos concurrentes y sincronización 6.1.- Procesos concurrentes. 6.2.- Exclusión mutua y sección crítica. 6.3.- Semáforos. 6.4.- Llamadas al sistema para semáforos. 6.5.- Mecanismos sincronización de threads. 6.6.- Mutex y variables condición. 6.7.- Llamadas al sistema para mutex. 6.8.- Problemas clásicos de concurrencia. 6.9.- Caso estudio: desarrollo de servidores concurrentes T7 Ficheros y directorios 7.1.- Conocer los conceptos de fichero y directorio así como sus características. 7.2.- Estudiar los ficheros, sus atributos y operaciones, la visión lógica. 7.3.- Representación desde el punto de vista de los usuarios. 7.4.- Servicios del ssoo para ficheros. 7.5.- Interpretación de nombres. 7.6.- Servicios del ssoo para directorios. 7.7.- Volúmenes, particiones y sistemas de ficheros. 7.8.- Security and protection T8. Gestión de Memoria 8.1.- Mecanismos básicos de gestión de memoria 8.2.- Gestión de memoria basada en particiones. 8.3._ Memoria virtual.

- Clases Teóricas y ejercicios: 1.5 ECTS. (PO: a, b, e, f, g, h, i, k) Tienen por objetivo alcanzar las competencias específicas cognitivas de la asignatura. Los alumnos recibirán las notas de clase y tendrán textos básicos de referencia. Actividades: * Conceptos teóricos de sistemas operativos indicados en el programa, importancia de la materia, visión crítica de los sistemas operativos e importancia de los aspectos de calidad en los mismos. Conciencia de la necesidad de aprender nuevos conceptos a lo largo de la vida profesional. * Formulación y resolución de problemas de Sistemas Operativos. Análisis y síntesis y aplicación de conceptos técnicos para resolver problemas de Sistemas Operativos. * Ejemplos durante las clases que hagan consciente al alumno de las posibles responsabilidades profesionales y legales debidas a fallos del sistema operativo y las repercusiones económicas de los mismos. Así como el impacto en la empresa de el de elegir una solución en SO. * Mejora de las habilidades de comunicación mediante la lectura de materiales y la realización de exámenes escritos. - Clases Prácticas: 1.5 ECTS. (PO: a, b, c, d, e, g, k) Desarrollan las competencias específicas instrumentales y la mayor parte de las transversales, como son la de trabajo en equipo, capacidad de aplicar los conocimientos a la práctica, de planificar y organizar y de análisis y síntesis. También tienen por objetivo desarrollar las capacidades específicas actitudinales. Para ello se: * Desarrollan en grupo varias prácticas a lo largo del curso aplicando principios de sistemas de computación al campo de la ingeniería de computadores y con apoyo parcial del profesor. * Se realizan diseño de problemas a partir de especificaciones iniciales, los estudiantes deben estudiar las especificaciones y proponer e implementar una solución. * Los estudiantes deben usar herramientas profesionales de SO Linux y Windows para solucionar problemas del mundo real. * Se desarrollan en grupos de trabajo de forma colaborativa, ampliando así la capacidad para ampliar conceptos teórico y debe demostrar que el grupo es capaz de desarrollar un experimento cumpliendo requisitos y restricciones de tiempo. * Mejoran las capacidades de comunicación a través de las memorias escritas de las prácticas. - Realización de Actividades Académicas Dirigidas con presencia del profesor: 1 ECTS. (PO: b, d, e, g, k) * Resolución de ejercicios, casos prácticos y experimentos de forma participativa en la clase (monitorización, instalación, etc.). Los alumnos deben estudiar datos y extraer conclusiones de los mismos usando herramientas profesionales, tanto de forma individual como colaborativa. - Trabajo personal. 1.5 ECTS. (PO: a, b, c, d, e, f, g, h, i, k) * Autoestudio de conceptos y su aplicación. Trabajo en grupo para acabar prácticas. Adquisición de información extra, importancia de SO en la profesión y necesidad de aprendizaje. - Examenes. 0.5 ECTS. (PO: a, b, c,