Curs 2015-16

Sistemes Operatius

Titulació: Codi: Tipus:
Grau en Enginyeria Informàtica 21421 Obligatòria 2n curs
Grau en Enginyeria Telemàtica 21724 Obligatòria 2n curs
Grau en Enginyeria en Sistemes Audiovisuals 21653 Optativa

 

Crèdits ECTS: 4 Dedicació: 100 hores Trimestre: 2n

 

Departament: Dept. de Tecnologies de la Informació i les Comunicacions
Coordinador: Martín Sánchez-Fibla
Professorat:

Martí Sanchez-Fibla, Windhya Rankothge , David Garcia 

Idioma:

En català es faran les classes de teoria

Les classes de Seminaris i Practiques es faran en Anglès

Martí Sanchez-Fibla (Català),

Windhya Rankothge (Anglès, Castellà), 

David Garcia (Castellà) 

Horari:
Campus: Campus de la Comunicació - Poblenou

 

Presentació de l'assignatura

L'assignatura Sistemes Operatius és una assignatura obligatòria que s'ofereix durant el curs d'enginyeria en informàtica i enginyeria telemàtica, formant part del segon curs de aquests graus. En l'assignatura s'estudia l'organització, estructura i característiques dels sistemes operatius, gestió i administració dels processos i de la memòria. L'assignatura té un component teòric i un altre pràctic. Dins del component teòric l'èmfasi es posa en la comprensió dels conceptes a nivell intuïtiu més que en la utilització estricta de llenguatge matemàtic.

L'assignatura conté tres activitats principals: classes de teoria, seminaris i laboratoris. En les classes de teoria s'introduïxen els conceptes formals i es mostren exemples de la seva aplicació. En els seminaris els alumnes resolen petits problemes. Cada problema correspon a un dels conceptes introduïts en classe de teoria. En els laboratoris es presenten problemes de més complexitat i de caràcter més computacional perquè els alumnes tinguin l'oportunitat de posar en pràctica els conceptes apresos.

Objectius d'aprenentatge

L'objectiu d'aquesta assignatura és aconseguir que els alumnes comprenguin la utilitat del sistema operatiu com un enllaç entre les aplicacions informàtiques i el nivell físic (hardware). De la mateixa manera, es vol aconseguir que els alumnes gestionin els recursos d'un ordinador mitjançant la utilització dels serveis que proporciona el sistema operatiu.

Més concretament, es pretén assolir els següents objectius:

Dos casos pràctics acompanyaran tot el curs:

 

 

Prerequisits

Els coneixements previs per al seguiment de l'assignatura són certes nocions adquirides durant el primer curs dels estudis. En particular:

En aquesta assignatura s'assumeix l'assimilació dels conceptes apresos en Fonaments de la Programació, Programació Orientada a Objectes i Estructures de Dades i Algorismes.

 

Competències

L'objectiu fonamental de l'assignatura és que els alumnes adquireixin els aspectes fonamentals relacionats amb els sistemes operatius: components de sistemes operatius, processos, sincronizació de processos, CPU scheduling, deadlocks, gestió de memòria, memòria virtual, sistemes d’arxius.

 

Competències transversalsCompetències específiques

Instrumentals

1. Capacitat de raonar a nivell abstracte

2. Habilitats cognitives

3. Sentit comú

Interpersonals

4. Competència de comunicació

Sistèmiques

5. Capacitat d'identificar la millor
metodologia per resoldre un
problema.

6. Capacitat de solucionar
problemes combinant de manera
nova i no trivial elements ja coneguts

7. Capacitat de generar idees

1. Capacitat d'entendre a nivell intuïtiu i formal els diferents aspectes en sistemes operatius: components, processos, maneig de memòria, sistema d'arxius.

2. Capacitat d'aplicar els coneixements de processos, gestió de memòria i sistema d'arxius en contextos pràctics.

3. Capacitat d'entendre i modificar el funcionament intern dels sistemes operatius actuals.

 

Avaluació

En l’avaluació continuada es té en compte cada una de les tres activitats que constitueixen l’assignatura: classes de teoria, laboratoris y seminaris:

 

 AvaluacióRecuperable
Teoria

Avaluació mitjançant un examen final 

Laboratori

Avaluació amb les pràctiques de programació (LP) i examen final de practiques (LE)

LP: No
LE: Sí

Seminaris

Avaluació mitjançant resolució d'exercicis de seminari

No

 

T: l'avaluació de la teoria mitjançant un examen final (recuperable al juliol)
L: l'avaluació del laboratoris amb les pràctiques de programació (no recuperable) i examen final de practiques (recuperable al juliol).
S: l'avaluació dels seminaris (no recuperable)

En l'avaluació, cal aprovar cada una de les tres activitats per separat i la nota final s’obté fent la mitjana ponderada de la següent forma:

Nota Final = 0,6 * T + 0,3 * L + 0,1 * S

L'examen de teoria es realitzarà sobre els continguts desenvolupats a classe de teoria i als seminaris. És un examen escrit i individual que avalua totes les competències desenvolupades al llarg de l'assignatura. Aquesta avaluació és obligatòria i ha de ser qualificada amb com a mínim un 50% per tal d'aprovar l’assignatura.

En els laboratoris es realitzen una sèrie de pràctiques que posen a prova la capacitat dels alumnes d'aplicar la teoria en forma de programes en un ordinador. Les pràctiques es realitzen en parella, de manera que els alumnes hagin de cooperar i saber comunicar-se per resoldre els problemes. L'avaluació de les pràctiques també és obligatòria i és qualificada en 2 parts: una avaluació continuada al llarg del trimestre en forma d'entrega de programes d'ordenador (LP), i l'altra com una part de l'examen final de l'assignatura dedicada a temes de pràctiques (LE). Cada una de les parts ha de ser qualificada com a mínim amb un 50% per aprovar l'assignatura. La nota L corresponent a la nota de pràctiques s’obté fent la mitjana ponderada de la següent forma:

L = 0,6 * LP + 0,4 * LE

Els detalls dels terminis de lliurament de les pràctiques al llarg del trimestre i de les penalitzacions per retard en el seu lliurament serà publicada al campus global de l'assignatura.

En les sessions de seminaris es presentaran problemes o be es desenvoluparan durant el seminari per tal que els alumnes els resolguin en equips de dos. Aquests problemes corresponen a conceptes o coneixements tractats a classe de teoria. Algunes respotes als exercicis es faran durant el seminari. En l'avaluació es tindrà en compte la preparació del seminari, la presentació de la solució proposta, i l'aprofitament del seminari. L'avaluació del treball dels seminaris és obligatòria.

En cas de no aprovar l'assignatura en l'avaluació exposada en els punts anteriors, l'alumne té dret a una convocatòria en el mes de juliol. En la convocatòria de juliol solament serà possible recuperar la part de l'examen de teoria i la part de l'examen final de pràctiques. És a dir, la part de pràctiques de programació i la part de seminaris no són recuperables en la convocatòria de juliol. La nota d'aquesta convocatòria s'obtindrà de la mateixa manera que la nota de la convocatòria ordinària explicada anteriorment.

 

Continguts

 

 ConceptesProcedimentsActituds

 

Bloc de contingut 1.

Components d'un sistema operatiu

- crides al sistema

- processos del sistema

- memòria, fitxers,

- màquina virtual

- sessió de treball

- llibreries del sistema

- eines del sistema

- nucli (kernel)

- aplicacions

- Introducció als elements que integren un ordinador

- Breu descripció de l'evolució dels ordinadors i descripció dels tipus de sistemes operatius

- Descripció dels components d'un sistema operatiu

- Descripció de l'intèrpret de comandaments i els tipus de comandaments que existeixen

- Descripció dels tipus de llibreries del sistema

- Descripció dels processos generals de desenvolupament i execució d'aplicacions

 

- Interès a aprendre conceptes nous i aprofundir en conceptes apresos amb anterioritat

- Interès a abstreure conceptes i relacionar-los amb situacions reals

 

Bloc de contingut 2.

Gestió de Processos

- programa

- concurrencia

- process

- thread

- sincronizació de processos

- planificació de CPU

- deadlocks

- Anàlisi d'elements necessaris per
a crear un programa concurrente

- Descripció del bloc de control de
processos (PCB)

- Anàlisis dels estats possibles dels
processos concurrents

- Gestió de processos; creació,
destrucció, sincronització, canvi
d'imatge, entrada/sortida

- estrategies de planificació de CPU 

- Disponibilitat per
intentar entendre
conceptes que
inicialment pareixen
complexos.

- Interès a aprendre conceptes nous i aprofundir en conceptes apresos amb anterioritat

- Interès a abstreure conceptes I relacionarlos amb situacions reals

 

Bloc de contingut 3.

Gestió de Memòria

- espai de memòria

- adreça de memòria

- assignació de memòria

- partició de memòria

- segment de memòria

- paginació

- memòria virtual

- cache

- adreça de memòria 

- Anàlisi de l'espai de memòria de
processos

- Tipus de gestió de memòria

- Aprofundiment en particions de
memòria fixes i variables

- Aprofundiment en segmentació i
paginació de memòria

 

- Disponibilitat per intentar entendre conceptes que inicialment pareixen complexos.

- Interès a aprendre conceptes nous i aprofundir en conceptes apresos amb anterioritat

- Interès a abstreure conceptes I relacionarlos amb situacions reals

 

Bloc de contingut 4.

Dispositius d'entrada/sortida

- dispositiu d'entrada

- dispositiu de sortida

- buffer

- controlador

- tub

- Anàlisi de característiques de
dispositius d'entrada i sortida

- Descripció del concepte “buffer” i
la seva relació amb els dispositius
d'entrada/sortida

- Descripció del concepte
“spooling” i la seva rellevància en
els dispositius d'entrada/sortida

- Característiques de dispositius
físics, lògics i virtuals, i
aprofundiment en les seves
operacions d'accés i control

- Anàlisi de comunicació entre
processos mitjançant tubs 

- Interès a aprendre conceptes nous i aprofundir en conceptes apresos amb anterioritat

- Interès a abstreure conceptes I relacionarlos amb situacions reals

 

Bloc de contingut 5.

Sistema de fitxers

 

- fitxer

- directori

- directori arrel

- directori de treball

- directori inicial

- nom de fitxer

- enllaci

- protecció 

- Descripció dels tipus de fitxers existents i les seves propietats

- Anàlisis de les operacions possibles aplicables a fitxers

- Anàlisis de característiques dels diversos tipus d'espais de noms de fitxers

- Característiques i operacions aplicables a sistemes de fitxers

- Anàlisis de mecanismes disponibles per a protecció de fitxers

- Interès a aprendre conceptes nous i aprofundir en conceptes apresos amb anterioritat

- Interès a abstreure conceptes i relacionar-los amb situacions reals

 

Metodologia

Classes de Teoria

En aquestes classes s'aborden els conceptes teòrics dels blocs de contingut de l'assignatura. En l'assignatura de Sistemes Operatius, es tenen dos grups de Teoria, T1 i T2. Les classes de teoria consisteixen en 9 sessions (per cada grup) de dues hores de durada en les quals assisteixen, per separat i en la seva totalitat, els dos grups de teoria T1 i T2. El professor portarà a terme les explicacions dels continguts teòrics de l'assignatura per a això es disposarà d'ordinador, projector i pissarra com material suport. S'empraran transparències que serviran com apunts de classe per als alumnes. Els conceptes analitzats en aquest tipus de sessions seran utilitzats en les dues activitats d'aprenentatge restants de l'assignatura; Sessions de Seminaris i Sessions de Pràctiques.

Sessions de Pràctiques

En aquestes sessions es desenvolupen els punts pràctics del bloc de contingut de l'assignatura. El primer grup de teoria T1 es divideix en dos grups de pràctiques definint els grups P101 i P102. El segon grup de teoria T2 es divideix en dos grups de pràctiques P201 i P202.

Aquestes sessions es fan en el laboratori i tenen una durada de dues hores. El professor de pràctiques lliurarà un enunciat en la qual s'explica el desenvolupament de la pràctica i donarà les directrius necessàries perquè els alumnes realitzin les comprovacions i el desenvolupament que se'ls sol·liciti en els enunciats de la pràctica. L'alumne lliurarà una memòria de la pràctica al final de la sessió, sobre la qual el professor avaluarà que s'han desenvolupat adequadament els conceptes pràctics que s'han plantejat en l'enunciat de la pràctica. Aquesta activitat es realitza majoritariament per parelles pero també poden haver-hi problemes plantejats individualment. Es pressuposa que la feina dedicada a les practiques continua fora de l'aula. Les sessions de pràctica estaran orientades a cobrir els punts pràctics dels continguts abordats a la classe de teoria.

Sessions de Seminaris

Aquestes sessions estan dedicades a descriure punts de particular rellevància dels blocs de contingut de l'assignatura. Les sessions de seminaris consisteixen en sessions de dues hores de durada. En aquestes sessions, el professor dirigirà i plantejarà problemes específiques que ajudaran a reforçar els coneixements adquirits en les sessions de teoria i en les pràctiques de l'assignatura. Els alumnes han de lliurar les solucions al començament del seminari. Per aquesta activitat, el professor disposarà d'ordinador, projector i pissarra com a material de suport. Es podran emprar transparències i en general, qualsevol tipus de material que ajudi a reforçar els conceptes adquirits en les sessions de teoria de l'assignatura. Les activitats es duran a terme en parelles. El primer grup de teoria T1 es divideix en tres grups de seminaris definint els grups de S101, S102 i S103. El segon grup de teoria T2 es divideix en tres grups de seminaris definint el grup S201, 202 i S203.

 

 Activitats a l'aulaActivitats fora de l'aulaAvaluació
TemesGrup granGrup mitjàGrup petit  
Teoria

 

20

 

    10

 

 

Seminaris     8 22  
Practiques   10   30  
Total:           100

 

 

 

Recursos

Bibliografia bàsica (suport paper i electrònic)

Abraham Silberschatz. Fundamentos de sistemas operativos. McGraw-Hill, 2006. 7a ed. ISBN 8448146417

Bibliografia complementària (suport paper i electrònic)

Evi Nemeth et al. Unix and Linux system administration handbook. Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, 2010. 4th ed.  

William Stallings. Sistemas operativos : aspectos internos y principios de diseño traducción y revisión técnica: José María Peña Sánchez ... [et al.] 5a ed. Madrid [etc.] : Prentice Hall, cop. 2005. ISBN 84-205-4462-0

Marko Gargenta. Learning Android, O'Reilly, 2011

 

Recursos didàctics. Material docent de l’assignatura

Tot el material estarà disponble en el Aula Global de la assignatura
Transparències
Apunts
Colecció d’exercicis
Enunciats de les pràctiques
Conjunt de problemes dels seminaris