SISTEMAS OPERATIVOS
UNIDAD I (Parte A) INTRODUCCION A LOS SISTEMAS OPERATIVOS
ING. AGUILERA SERGIO OMAR
UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
CONCEPTO
Programa que controla la ejecución de los programas de aplicación, y actúa como interfaz entre las aplicaciones del usuario y el hardware. OBJETIVOS: ESCALABILIDAD
FLEXIBILIDAD
EFICIENCIA Ing. Sergio Omar Aguilera
OPTIMIZACION DE USO Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA PROPOSITOS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS INICIALIZACION
FUNCIONES
MAQUINA EXTENDIDA
CONTROL Y ADMINISTRACION
JOB SCHEDULER O SHELL NIVELES DE ADMINISTRACION DEL SOp
ADMINISTRACION DE RECURSOS
TRANSACCIONES DEL KERNEL
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA NIVELES DE UN SISTEMA INFORMATICO Usuario final
Programador
Programas de aplicación
Diseñador del sistema operativo
Utilidades
Sistema operativo Hardware del computador
Figura 2.1. Niveles y vistas de un sistema informático. Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
EVOLUCION HISTORICA APLICACIONES SISTEMA OPERATIVO JERARQUICA POR ANILLOS
HARWARE
JERARQUICA POR ESTRATOS: XINU (1988)
Ing. Sergio Omar Aguilera
PRG DE USUARIO SISTEMA DE ARCHIVOS INTERMACHINE COMUNICATION MANEJADOR DE DISPOSITIVOS REAL TIME CLOCK MANAGER INTERPROCESS COMUNICATIONS PROCESS COORDINATIONS PROCESS MANAGER MEMORY MANAGER Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA EVOLUCION HISTORICA ANILLOS CONCENTRICOS
SHELL
FILE SYSTEM
PRG USR
MEMORY MANAGER I/O MANAGER CPU SCHEDULING (MAX PRIORIDAD)
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
SPOOL
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA EVOLUCION HISTORICA CLIENTE/SERVIDOR
FRONT END
BACK END
OTROS SERVICIOS
MICROKERNEL
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA EVOLUCION HISTORICA
MAQUINA VIRTUAL
MSDOS
UX-LINUX
WIN 98
OTROS
HW 1
HW 2
HW 3
HW N
VMS HW REAL Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA Procesos del sistema
Aplicaciones
Servicios
Controlador de servicio WinLogon
Replicador Alerta RPC
Gestor de
Aplicación de usuario
Registro de sucesos
sesión
Subsistema de DLL
Modo usuario Modo núcleo
Subsistemas de entorno
NTDLL.DLL
Sistema de hilos
API del ejecutor Ejecutor de Windows 2000
Administrador de E/S
Utilidad LPC
Sistemas de archivo
Administrador de cache
Administrador de procesos/
Monitor de referencia de seguridad
hilos Administrador de objetos/ejecutor RTL
Controladores de dispositivo
Administrador de memoria virtual
Administrador de ventanas
Micronúcleo Capa de abstracción hardware (HAL)
Interfaces hardware (buses, E/S, interrupciones, temporizadores, relojes, DMA, control de cache, etc.)
Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
Figura 2.13. Arquitectura de Windows 2000.
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA Bibliotecas y órdenes UNIX Interfaz de llamadas al sistema Núcleo
Hardware
Aplicaciones escritas por el usuario Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Figura 2.15. Arquitectura general de UNIX. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS SISTEMA DE PROCESAMIENTO POR LOTES
SISTEMA DE TIEMPO DIFERIDO
SISTEMA DE TIEMPO REAL SISTEMA MONOUSUARIO
SISTEMA MULTIUSUARIO
MONOPROCESAMIENTO
MULTIPROCESAMIENTO
CENTRALIZADO
DISTRIBUIDO
PORTABLE Ing. Sergio Omar Aguilera
PROPIETARIO Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ELEMENTOS PRINCIPALES DEL SISTEMA OPERATIVO JERARQUIA DE DISEÑO Nivel
Nombre
Objetos
Ejemplos de operaciones
13
Shell
Entorno de programación de usuario
Sentencias de un lenguaje de shell
12
Procesos de usuario
Procesos de usuario
Salir, eliminar, suspender, reanudar
11
Directorios
Directorios
Crear, destruir, conectar, desconectar, buscar, listar
10
Dispositivos
Dispositvos externos tales
Abrir, cerrar, leer, escribir
como impresoras, pantallas y teclados 9
Sistema de archivos
Archivos
Crear, destruir, abrir, cerrar, leer, escribir
8
Comunicaciones
Tubos (pipes)
Crear, destruir, abrir, cerrar, leer, escribir
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ELEMENTOS PRINCIPALES DEL SISTEMA OPERATIVO
JERARQUIA DE DISEÑO Nivel
Nombre
Objetos
Ejemplos de operaciones
7
Memoria virtual
Segmentos, páginas
Leer, escribir, traer (fetch)
6
Almacenamiento
Bloques de datos,
Leer, escribir, asignar, liberar
secundario local
canales de dispositivos
5
Procesos primitivos Procesos primitivos,
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
Suspender, reanudar, esperar, semáforos, colas de señalizar procesos listos
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ELEMENTOS PRINCIPALES DEL SISTEMA OPERATIVO JERARQUIA DE DISEÑO Nivel
Nombre
Objetos
Ejemplos de operaciones
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Interrupciones
Programas de tratamiento de interrupciones
Invocar, enmascarar, desenmascarar, reintentar
3
Procedimientos Procedimientos, pila de llamadas, visualización retornar
Marcar la pila, llamar,
2
Conjunto de
Evaluación de la pila,
Cargar, almacenar, sumar,
instrucciones
intérprete de microprogramas,
restar, bifurcar
vectores de datos y escalares 1
Circuitos electrónicos
Ing. Sergio Omar Aguilera
Registros, puertas, buses, etc.
Unidad I A: Introd. SOp
Borrar, transferir, activar, complementar
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS: •Arquitectura micronúcleo: –Asigna solamente una pocas funciones esenciales al núcleo. •Espacios de direcciones. •Comunicación entre procesos (IPC). •Planificación básica.
•
•
•
Multihilos: – El proceso se divide en hilos que pueden ejecutarse concurrentemente. Hilo: – Unidad de trabajo que se puede expedir para su ejecución. – Se ejecuta secuencialmente y es interrumpible. Proceso: – Un conjunto de uno o más hilos.
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS: • Multiproceso simétrico (SMP): – Existencia de múltiples procesadores. – Estos procesadores comparten la misma memoria principal y dispositivos de E/S. – Todos los procesadores pueden ejecutar las mismas funciones.
•Sistema operativo distribuido: –Proporciona la ilusión de un único espacio de memoria principal y un único espacio de memoria secundaria. –Utilizado para el sistema de archivos distribuido. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS:
• Diseño orientado a objetos: – Añade extensiones modulares a un pequeño núcleo. – Permite a los programadores personalizar un sistema operativo sin romper la integridad del sistema.
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS: GESTION DE MEMORIA
•Aislamiento del proceso. •Asignación y gestión automáticas. •Soporte para la programación modular. •Protección y control de acceso. •Almacenamiento a largo plazo. MEMORIA VIRTUAL
•Permite a los programas direccionar la memoria desde un punto de vista lógico. •No existirá un espacio muerto entre la ejecución de los procesos sucesivos, mientras un proceso se envía al almacenamiento secundario y el proceso que le sucede es traído de éste. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS:
SEGURIDAD /PROTECCION
•Control de acceso: –Regula el acceso del usuario al sistema. •Control del flujo de información: –Regula el flujo de datos dentro del sistema y su distribución a los usuarios. •Certificación: MEMORIA VIRTUAL
–Demuestra que el acceso y el control del flujo se llevan a cabo de acuerdo con las especificaciones.
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
SERVICIOS DE UN SOp DESARROLLOS DE PROGRAMAS
EJECUCION DE PROGRAMAS ACCESO A DISPOSTIVOS DE E/S UTILILERIAS SHELL SYSTEM CALL KERNEL
CONTROL DE ACCESO A ARCHIVOS SEGURIDAD DE ACCESO DETECCION DE ERRORES AUDITORIA Y CONTABILIDAD
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ADMINISTRADORES DE UN SOp ADMINISTRADOR DE UMC ADMINISTRADOR DE PROCESOS/EJECUCION ADMINISTRACION DE ARCHIVOS: DATOS Y PROGRAMAS
UTILILERIAS SHELL SYSTEM CALL KERNEL
ADM. ARCHIVOS EN MEM. SECUND. CONJUNTO DE PROGRAMAS DE SERVICIOS Y UTILERIAS
ADMINISTRACION DE NETWORKING PROTECCION Y
INTERPRETES DE COMANDOS (SHELLS)
SEGURIDAD Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
NUCLEO (KERNEL) •Parte del sistema operativo que se encuentra en la memoria principal. •Incluye las funciones utilizadas con más frecuencia. •También denominado kernel. MONOKERNEL TIPOS MICROKERNEL Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
TERMINOLOGIA BASICA: MONOPROGRAMACION Antes de continuar, el procesador debe esperar hasta que la instrucción de E/S termine.
Programa A
Ejecutar
Esperar
Ejecutar
Esperar
Tiempo (a) Monoprogramación
Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
TERMINOLOGIA BASICA: MULTIPROGRAMACION •Cuando un trabajo necesite esperar una E/S, el procesador puede cambiar al otro trabajo.
Programa A
Ejecutar
Esperar
Ejecutar
Programa B
Esperar
Combinados
Ejecutar A Ejecutar B
Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
Ejecutar
Ejecutar
Esperar
Esperar
Ejecutar A Ejecutar B
Esperar
Esperar
Esperar
Tiempo (b) Multiprogramación con dos programas Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
TERMINOLOGIA BASICA: MULTIPROGRAMACION Programa A
Programa B
Programa C
Combinados
Ejecutar
Esperar
Esperar
Ejecutar
Esperar
Ejecutar
Ejecutar
Esperar
Ejecutar
Esperar
Esperar
Esperar
Ejecutar Esperar
Ejecutar Ejecutar Ejecutar C Ejecutar Ejecutar B Ejecutar C Ejecutar Ejecutar Esperar Esperar A B A B C Tiempo
Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
(c) Mulitprogramación con tres programas Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA TERMINOLOGIA BASICA: MULTIPROGRAMACION
CPU
CPU
Memoria
Memoria
Impresora
Impresora
Terminal
Terminal
Impresora
Impresora Historia del trabajo
TRABAJO 2
TRABAJO 1
TRABAJO 3
Historia del trabajo
Minutos (a) Monoprogramación Williams Stallings SISTEMAS OPERATIVOS. Principios de diseño e interioridades. 4ta ed. Pearson Eduación S.A. Madrid, 2001 ISBN: 84-205-3177-4
Ing. Sergio Omar Aguilera
TRABAJO 1 TRABAJO 2 TRABAJO 3
Minutos (b) Multiprogramación
Figura 2.6. Histograma de utilización. Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA MULTIPROGRAMACION: EJEMPLO Y RESULTADOS TRABAJO1 Tipo de trabajo
TRABAJO2
Cálculo intensivo
TRABAJO3
E/S intensiva
E/S intensiva
Duración
5 min.
15 min.
10 min.
Memoria exigida
50 K
100 K
80 K
¿Necesita disco?
No
No
Sí
¿Necesita terminal?
No
Sí
No
¿Necesita impresora?
No
No
Sí
Monoprogramación
Multiprogramación
Uso del procesador
22%
43%
Uso de la memoria
30%
67%
Uso del disco
33%
67%
Uso de la impresora
33%
67%
Tiempo transcurrido
30 min.
15 min.
Tasa de productividad
6 trabajos/hora
Tiempo medio de respuesta 18 min. Ing. Sergio Omar Aguilera
12 trabajos/hora 10 min.
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA TERMINOLOGIA BASICA: MULTIPROGRAMACION Sistema operativo
Petición de servicio de un proceso
Interrupción de un proceso Interrupción de E/S
Gestor de peticiones de servicio (código)
Gestor de interrupciones (código)
Cola a largo Cola a cortoCola de E/S plazo plazo
Planificador a corto plazo (código)
Pasar el control al proceso
Figura 2.11. Elementos clave para la multiprogramación de un sistema operativo. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA TERMINOLOGIA BASICA: MULTITAREA
• Utiliza la multiprogramación para gestionar varias tareas interactivas. • El tiempo del procesador se comparte entre los diversos usuarios. • Múltiples usuarios acceden simultáneamente al sistema por medio de terminales.
Multiprogramación por lotes
Tiempo compartido
Objetivo principal
Maximizar la utilización del procesador
Minimizar tiempo de respuesta
Origen de las instrucciones al sistema operativo
Instrucciones de un lenguaje de control de trabajos incluidas en el trabajo
Órdenes dadas en el terminal
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA TERMINOLOGIA BASICA: MULTITAREA
EJECUCION BAJO ALGORTIMOS DE TIEMPO COMPARTIDO T
PROC 4
PROC 4
PROC 3 PROC 2
PROC 2
PROC 1 CANT DE PROC. Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
SOFTWARE DE SISTEMA PROGRAMAS QUE CONFORMAN UTILERIAS DEL SISTEMA OPERATIVO, QUE LE PERMITEN REALIZAR TAREAS INTERNAS DE OPERACION
ENSAMBLADORES
TIPOS
LOADERS & LINKERS
INTERPRETES COMPILADORES
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA ENSAMBLADORES TRADUCTOR DE PROGRAMAS EN LENGUAJE ASSEMBLER A CODIGO CORRESPONDIENTE AL LENGUAJE MAQUINA CRUZADOS (CROSS ASSSEMBLER) RESIDENTES
MICROENSAMBLADORES
TIPOS MACROENSAMBLADORES
DE UNA FASE
DE DOS FASES Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA LOADERS & LINKERS LOADER: PRG QUE COLOCA EN MEMORIA PARA SU EJECUCION A UN PRG DE USUARIO LINKER: ENLAZA PRGs OBJETO PERMIITENDO REFERENCIAS CRUZADAS ENTRE VARIABLES Y CODIGO.
LOADER BOOTSTRAP LOADER INICIALES
LOADER ABSOLUTOS
TIPOS
LOADER CON REUBICACION
LOADER LINKERS LINKEADOR DINAMICO Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA INTERPRETES Y COMPILADORES INTERPRETES: TRADUCTOR QUE REALIZA LA EJECUCION LINEA A LINEA DE UN CODIGO, CON FASES DE EDICION E EJECUCION ESTAN INTEGRADAS. COMPILADOR: PRG QUE CONVIERTE CODIGO FUENTE EN CODIGO OBJETO, SE EJECUTA POR BLOQUE.
COMP. CRUZADO COMP. MONTAJE Y EJECUCION DE UNA O VARIAS PASADAS
TIPOS DE COMPILADORES
INCREMENTAL AUTOCOMPILADOR METACOMPILADOR DECOMPILADOR
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
BIBLIOGRAFIA DE REFERENCIA 1.
Manual de Actualización y reparación de PCs, 12va. Ed. Scott Mueller. Que. Pearson, Prentice Hall. Mexico, 2001.
2.
Sistemas de Computadoras, un enfoque estructurado. 7ma ed. Andrew Tannenbaum. Prentice Hall, 1994.
3.
Operating Systems, 2da. Ed. William Stallings. Prentice Hall. 1995.
4.
Sistemas Operativos, 4ta ed. William Stallings. Pearson, Prentice Hall. Madrid, 2001.
5.
Sistemas Operativos. 5ta Ed. William Stalling. Pearson Prentice Hall. Madrid. 2006
6.
Unix, Sistema V Versión 4. Rosen,Rozinsky y Farber.McGraw Hill. NY 2000.
7.
Lunix, Edición especial. Jack Tackett, David Guntery Lance Brown. Ed. Prentice Hall. 1998.
8.
Linux, Guía del Administrador avanzado. Facundo Arena. MP ediciones. BsAs. 2000.
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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UNIVERSIDAD DE BELGRANO – FAC. TECNOLOGIA INFORMATICA
FIN UNIDAD I (Parte A) INTRODUCCION A LOS SISTEMAS OPERATIVOS
Ing. Sergio Omar Aguilera
Unidad I A: Introd. SOp
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