1.2 Principios del sistema operativo y comandos comunes

Principios del sistema operativo y comandos comunes

Principios del sistema operativo
Descripción general del sistema operativo:
Definición: El sistema operativo es el software del sistema que controla y administra los recursos de hardware y software de la computadora, y proporciona aplicaciones y acceso a los usuarios.
Funciones: gestión de procesos, gestión de memoria, sistema de archivos, gestión de dispositivos, seguridad, etc.
Función: coordinar y optimizar los recursos informáticos y proporcionar una interfaz unificada para las aplicaciones.
Función: función central del sistema operativo en un sistema informático.
Gestión de procesos:
el concepto de un proceso: una instancia de un programa en ejecución que tiene su propio espacio de memoria y entorno de ejecución.
Estado del proceso: nuevo, listo, en ejecución, bloqueado, terminado.
Algoritmo de programación de procesos: orden de llegada, trabajo más corto primero, programación prioritaria, rotación de intervalos de tiempo, etc.
Comunicación de procesos: Mecanismos de intercambio de información entre procesos, como memoria compartida, colas de mensajes, pipelines, etc.
Sincronización de procesos: evite conflictos cuando varios procesos acceden a recursos compartidos, como mutexes y semáforos.

Gestión de la memoria:
el concepto de memoria: el principal medio de almacenamiento de una computadora, que se utiliza para almacenar programas y datos en ejecución.
Asignación de memoria: el sistema operativo es responsable de asignar y recuperar espacio de memoria para satisfacer las necesidades de diferentes programas.
Protección de la memoria: asegúrese de que otros programas no accedan ilegalmente al espacio de memoria de cada programa, lo que mejora la estabilidad y la seguridad del sistema.
Memoria virtual: la combinación de memoria física y espacio en disco permite que los programas accedan a un espacio de direcciones más grande que la memoria física.
Algoritmo de reemplazo de página: se utiliza para administrar el intercambio de entrada y salida de páginas en la memoria virtual. Los algoritmos comunes incluyen LRU (usado menos recientemente) y FIFO (primero en entrar, primero en salir).

Sistema de archivos:
el concepto de un archivo: una organización lógica de datos para almacenar y administrar datos de usuario.
Estructura de archivos: la forma en que el sistema operativo administra los archivos, que pueden ser jerárquicos, planos, etc.
Operaciones de archivos: incluidas operaciones como la creación, lectura, escritura, eliminación y cambio de nombre de archivos.
Gestión de directorios: el sistema operativo mantiene la estructura de directorios de los archivos y admite la creación, eliminación, movimiento y búsqueda de archivos.
Protección de archivos: controle los derechos de acceso de los archivos para garantizar que solo los usuarios autorizados puedan acceder a los archivos.

Gestión de dispositivos:
el concepto de dispositivos: varios dispositivos de hardware en la computadora, como discos, impresoras, teclados, etc.
Controlador de dispositivo: La interfaz a través de la cual el sistema operativo se comunica con el dispositivo y es responsable de controlar el funcionamiento del dispositivo.
Asignación de dispositivos: administra el acceso simultáneo a los dispositivos mediante múltiples procesos para evitar conflictos.
Manejo de interrupciones: maneje las señales de interrupción generadas por los dispositivos para que el sistema operativo pueda responder a los cambios de estado de los dispositivos.

Seguridad:
Autenticación de usuario: Garantizar que solo los usuarios legítimos tengan acceso al sistema, generalmente a través de la verificación de nombre de usuario y contraseña.
Control de acceso: controle los permisos de acceso de diferentes usuarios a archivos y recursos para evitar la fuga de datos y el acceso ilegal.
Cifrado de datos: proteja la seguridad de los datos confidenciales y evite que los obtengan usuarios no autorizados.
Parcheo de vulnerabilidades: actualice regularmente el sistema operativo para parchear agujeros de seguridad conocidos y mejorar la resistencia del sistema.

Como uno de los software centrales de la computadora, el sistema operativo juega un papel importante como administrador de recursos y proveedor de interfaz de programa de aplicación. A través de una gestión eficaz de procesos, gestión de memoria, sistema de archivos y gestión de dispositivos, el sistema operativo puede proporcionar un entorno informático estable, eficiente y seguro, y proporcionar soporte para la ejecución de diversas aplicaciones y operaciones de usuario. Al mismo tiempo, con el desarrollo de la tecnología informática, el sistema operativo también evoluciona constantemente para adaptarse a la nueva arquitectura de hardware y los requisitos de las aplicaciones.

Comandos y operaciones comunes

Comandos básicos:
ls: Muestra el contenido del directorio.
cd: Cambiar directorio.
pwd: Muestra el directorio de trabajo actual.
cp: Copiar un archivo o directorio.
mv: Mueve un archivo o directorio.
rm: eliminar un archivo o directorio.
Operaciones de archivos y directorios:
creación y edición de archivos: touch, nano, vi.
Copia y movimiento de archivos: cp, mv.
Eliminación de archivos: rm.
Creación y gestión de directorios: mkdir, rmdir.
Comando de gestión de procesos:
ver proceso: ps, top.
Matar el proceso: matar.
Ejecución en segundo plano: &.
Prioridad del proceso: agradable.
Comando de red:
Configuración de red: ifconfig, ip.
Ver el estado de la red: netstat.
Prueba de conexión de red: ping, traceroute.
Información y estado del sistema:
Ver información del sistema: nombre, nombre de host.
Información de hardware: lshw, lscpu.
Rendimiento del sistema: superior, superior.
Visualización de registro: cola, cat.
Gestión de derechos:
gestión de usuarios y grupos: useradd, userdel, groupadd.
Configuración de permisos: chmod, chown.
Propiedad del archivo: chown.

principio del sistema operativo

Una visión general del sistema operativo

El sistema operativo es uno de los software centrales en el sistema informático. Su función principal es controlar y administrar los recursos de hardware y software de la computadora, y proporcionar un entorno operativo para los programas de aplicación. El sistema operativo no solo coordina el trabajo de varios dispositivos de hardware, sino que también proporciona una serie de interfaces y llamadas al sistema, lo que permite que las aplicaciones accedan fácilmente a los recursos subyacentes, protege la complejidad del hardware y proporciona una interfaz de usuario unificada. Las funciones del sistema operativo incluyen aspectos como la gestión de procesos, la gestión de memoria, el sistema de archivos, la gestión de dispositivos y la seguridad.

gestión de proceso

Un proceso es una instancia de un programa que se está ejecutando, y cada proceso tiene su propio espacio de memoria, contador de programa, registros, etc. El sistema operativo es responsable de la gestión de los procesos, asegurando que estos puedan ejecutarse de manera ordenada y proporcionando mecanismos de comunicación y sincronización entre procesos. Los procesos tienen diferentes estados, incluidos nuevo, listo, en ejecución, bloqueado y terminado. El sistema operativo utiliza varios algoritmos de programación para decidir qué proceso se puede ejecutar, como el orden de llegada, el trabajo más corto primero, la programación prioritaria, la división de tiempo por turnos, etc.

La comunicación de procesos es un mecanismo para el intercambio de información entre múltiples procesos, lo cual es especialmente importante en sistemas multitarea y distribuidos. Los métodos comunes de comunicación de procesos incluyen memoria compartida, colas de mensajes, canalizaciones, etc. El mecanismo de sincronización de procesos se utiliza para evitar conflictos cuando varios procesos acceden a recursos compartidos y garantizan la coherencia de los datos. Los métodos comunes de sincronización de procesos incluyen mutexes, semáforos y variables de condición.

gestión de la memoria

La memoria es el principal medio de almacenamiento de una computadora y se utiliza para almacenar programas y datos en ejecución. El sistema operativo es responsable de la asignación y recuperación de memoria para satisfacer las necesidades de memoria de diferentes programas. La elección del algoritmo de asignación de memoria puede afectar el rendimiento y la eficiencia del sistema. Además, el sistema operativo también protege el espacio de memoria de cada programa para evitar el acceso ilegal de otros programas. La memoria virtual es una tecnología de administración de memoria común que combina memoria física y espacio en disco para permitir que los programas accedan a un espacio de direcciones más grande que la memoria física.

El algoritmo de reemplazo de página es el mecanismo que administra el intercambio de entrada y salida de páginas en la memoria virtual. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo intercambiará algunas páginas de la memoria al disco de acuerdo con el algoritmo de reemplazo de página para dejar espacio para nuevas páginas. Los algoritmos comunes de reemplazo de página incluyen LRU (usado menos recientemente), FIFO (primero en entrar, primero en salir) y OPT (reemplazo óptimo).

sistema de archivos

Un archivo es una organización lógica de datos utilizada para almacenar y administrar datos de usuario. El sistema operativo mantiene el sistema de archivos y proporciona operaciones tales como crear, leer, escribir, eliminar y renombrar archivos. Los sistemas de archivos tienen diferentes estructuras, que pueden ser jerárquicas, planas, etc. La operación de archivos es una función importante en un sistema informático, y los usuarios y las aplicaciones acceden a los datos a través del sistema de archivos. El sistema operativo también es compatible con la administración de directorios, lo que permite crear, eliminar, mover y buscar archivos para una mejor organización y administración de archivos.

La protección de archivos es una función importante del sistema operativo, controla los derechos de acceso a los archivos y garantiza que solo los usuarios autorizados puedan acceder a los archivos. El sistema operativo implementa la protección de archivos a través de mecanismos como la autenticación de usuarios y las listas de control de acceso. El cifrado de datos es otra forma de mantener seguros los archivos mediante el cifrado de archivos para evitar que usuarios no autorizados accedan a datos confidenciales.

gestión de dispositivos

La administración de dispositivos es otra función clave del sistema operativo, que se encarga de administrar varios dispositivos de hardware en la computadora, como discos, impresoras, teclados, etc. La gestión de dispositivos incluye el desarrollo y mantenimiento de controladores de dispositivos, así como la asignación de dispositivos y el manejo de interrupciones. El controlador de dispositivo es la interfaz entre el sistema operativo y el dispositivo, es responsable de controlar la operación del dispositivo y convertir la solicitud del sistema operativo en operación de hardware.

La asignación de dispositivos es el mecanismo para administrar el acceso simultáneo a dispositivos por parte de múltiples procesos para evitar conflictos. El manejo de interrupciones es la respuesta del sistema operativo a la señal de interrupción generada por el dispositivo, para que el sistema operativo pueda procesar el cambio de estado del dispositivo a tiempo. La gestión de dispositivos es especialmente importante en entornos multitarea y multiusuario, ya que garantiza el funcionamiento normal de cada dispositivo y proporciona un soporte de hardware fiable para las aplicaciones.

seguridad

La seguridad es una característica importante de un sistema operativo que protege los sistemas informáticos contra el malware y el acceso no autorizado. Los sistemas operativos implementan la seguridad de varias maneras, incluida la autenticación de usuarios, el control de acceso, el cifrado de datos y la corrección de vulnerabilidades. La autenticación de usuario es la forma de garantizar que solo los usuarios legítimos puedan acceder al sistema, generalmente a través de un nombre de usuario y una contraseña. El control de acceso es para controlar los derechos de acceso de diferentes usuarios a archivos y recursos para evitar la fuga de datos y el acceso ilegal. El cifrado de datos es para proteger la seguridad de los datos confidenciales y evitar que los obtengan usuarios no autorizados. El parcheo de vulnerabilidades consiste en actualizar regularmente el sistema operativo para parchear agujeros de seguridad conocidos y mejorar la resistencia del sistema.

La seguridad del sistema operativo es una consideración importante en los sistemas informáticos, especialmente en entornos de red. Los ataques de malware y de red amenazan la seguridad de los sistemas informáticos, y los sistemas operativos deben proporcionar mecanismos de seguridad de varias capas para proteger la seguridad de los datos del usuario y del sistema.

El papel del sistema operativo

El sistema operativo juega un papel importante en el sistema informático, es el puente entre el hardware de la computadora y los programas de aplicación. El sistema operativo coordina y administra los recursos de la computadora, proporciona una interfaz unificada para los programas de aplicación, protege la complejidad del hardware y hace que los programas de aplicación se ejecuten de manera más conveniente. Las funciones del sistema operativo incluyen:

• Administrador de recursos: el sistema operativo administra varios recursos de la computadora, incluidos el procesador, la memoria, el disco duro, la red, etc. Asigna y reclama recursos, asegurando el uso eficiente de los recursos.

• Programador de tareas: el sistema operativo decide qué proceso se puede ejecutar y utiliza algoritmos de programación para asignar intervalos de tiempo del procesador para garantizar la equidad y la eficiencia entre múltiples procesos.

• Administrador de memoria: el sistema operativo es responsable de la asignación y recuperación de memoria para satisfacer las necesidades de memoria de diferentes programas. También protege el espacio de memoria de cada programa contra el acceso ilegal.

• Administrador de archivos: el sistema operativo mantiene el sistema de archivos y admite operaciones como la creación, lectura, escritura, eliminación y cambio de nombre de archivos. También proporciona administración de directorios para ayudar a los usuarios a organizar y administrar mejor los archivos.

• Administrador de dispositivos: el sistema operativo administra varios dispositivos de hardware de la computadora, incluidos discos, impresoras, teclados, etc. Es responsable del desarrollo y mantenimiento de controladores de dispositivos, así como de la asignación de dispositivos y el manejo de interrupciones.

• Garante de seguridad: el sistema operativo proporciona una variedad de mecanismos de seguridad para proteger el sistema informático de malware y amenazas de acceso ilegal. Garantiza que solo los usuarios legítimos puedan acceder al sistema, controla el acceso a los archivos y evita la fuga de datos.

El sistema operativo juega un papel importante en el sistema informático, proporciona un entorno informático estable, eficiente y seguro, y proporciona soporte para la ejecución de diversas aplicaciones y operaciones del usuario. Con el desarrollo continuo de la tecnología informática, el sistema operativo también está evolucionando para adaptarse a la nueva arquitectura de hardware y los requisitos de las aplicaciones. Los diferentes tipos de sistemas operativos tienen diferentes características y campos de aplicación, y elegir un sistema operativo adecuado es crucial para mejorar el rendimiento y las funciones del sistema.

Comandos y operaciones comunes en el sistema operativo

En el campo de la informática y la gestión de sistemas, la importancia del sistema operativo es evidente. El sistema operativo es un software de sistema central que controla y administra los recursos de hardware y software de la computadora, y proporciona una interfaz unificada para aplicaciones y usuarios, de modo que la computadora pueda funcionar de manera eficiente. En el sistema operativo, a menudo necesitamos usar algunos comandos básicos para completar varias tareas.Estos comandos cubren operaciones de archivos y directorios, administración de procesos, configuración de red, visualización del estado del sistema y administración de derechos. Echemos un vistazo a algunos comandos comunes del sistema operativo y lo que hacen.

• ls (Lista):

El comando ls es una poderosa herramienta para listar el contenido de los directorios. Cuando necesitamos ver los archivos y subdirectorios en el directorio actual, el comando ls es una herramienta indispensable. Por ejemplo, si queremos ver qué archivos hay en un directorio, podemos usar el comando ls para mostrar la lista de archivos en el directorio.

Ejemplo:

ls

• cd (Cambiar directorio):

El comando cd se usa para cambiar el directorio de trabajo. El comando cd es muy útil cuando necesitamos ingresar a un directorio específico para realizar una operación. Nos permite cambiar libremente entre diferentes directorios.

Ejemplo:

cd /home/user/documents

pwd (Imprimir directorio de trabajo): El comando pwd se usa para mostrar la ruta completa del directorio de trabajo actual. El comando pwd puede ayudarnos cuando necesitamos saber la ubicación del directorio en el que estamos trabajando actualmente.

Ejemplo:

pwd

• cp (Copiar):

El comando cp se usa para copiar archivos o directorios. El comando cp es indispensable si queremos copiar un archivo o directorio de una ubicación a otra.

Ejemplo:

cp source_file.txt destination/

• mv (mover):

El comando mv se usa para mover archivos o directorios, y también se puede usar para cambiar el nombre de archivos o directorios. Cuando necesitamos mover un archivo a otra ubicación o cambiar el nombre del archivo, el comando mv es esencial.

Ejemplo:

mv source_file.txt destination/
mv old_name.txt new_name.txt

• rm (Eliminar):

El comando rm se usa para eliminar archivos o directorios. El comando rm es una herramienta poderosa cuando necesitamos eliminar archivos o directorios que ya no son necesarios. Pero tenga en cuenta que el comando rm elimina archivos de forma permanente, así que utilícelo con precaución.

Ejemplo:

rm unwanted_file.txt

• tocar:

El comando táctil se utiliza para crear un archivo vacío. A veces necesitamos crear un archivo vacío como marcador de posición o para otros fines, el comando táctil puede cumplir con este requisito.

Ejemplo:

touch new_file.txt

• nano suma vi:

nano y vi son dos editores de texto de terminal de uso común. Nos permiten editar archivos de texto en la interfaz de línea de comandos. nano es un editor relativamente simple y fácil de usar, adecuado para principiantes. vi, por otro lado, es más poderoso y flexible, pero tiene una curva de aprendizaje ligeramente más alta.

Ejemplo:

nano my_text_file.txt
vi another_file.txt

• ps (Estado del proceso):

El comando ps se usa para ver la lista de procesos que se están ejecutando actualmente en el sistema. Podemos obtener información sobre los procesos activos en el sistema a través del comando ps.

Ejemplo:

ps

• arriba:

El comando superior es una utilidad para visualizar procesos de forma dinámica. Mostrará el estado del proceso del sistema en tiempo real, incluido el uso de la CPU y el uso de la memoria del proceso.

Ejemplo:

top

• matar:

El comando kill se usa para terminar el proceso especificado. El comando kill es una herramienta poderosa cuando algo sale mal con un proceso o cuando es necesario detener un proceso.

Ejemplo:

kill process_id

• silbido:

El comando ping se usa para probar la conexión de red con el host especificado. Podemos usar el comando ping para verificar si la red con otros hosts es fluida.

Ejemplo:

ping google.com

• rastrear ruta:

El comando traceroute se usa para rastrear la ruta de los paquetes desde la máquina local hasta el host de destino. Puede mostrar los nodos de la red a través de los cuales pasan los paquetes de datos.

Ejemplo:

traceroute google.com

ifconfig e ip:

• Los comandos ifconfig e ip se utilizan para ver y configurar interfaces de red. Nos permiten ver la configuración de red del sistema actual, así como manipular las interfaces de red.

Ejemplo:

ifconfig
ip addr show

• netstat:

El comando netstat se usa para mostrar información como el estado de la conexión de red y las tablas de enrutamiento. Nos ayuda a revisar la actividad de la red.

Ejemplo:

netstat -a

• tu nombre:

El comando uname se usa para mostrar información básica del sistema, como el tipo de sistema operativo, la versión del kernel, etc.

Ejemplo:

uname -a

• nombre de host:

El comando hostname se utiliza para mostrar el nombre de host del host actual.

Ejemplo:

hostname

• mod:

El comando chmod se usa para modificar los permisos de un archivo o directorio. Nos ayuda a controlar el acceso a los archivos.

Ejemplo:

chmod 755 my_script.sh

• Chon:

El comando chown se usa para cambiar el propietario de un archivo o directorio. Nos permite cambiar el propietario del archivo.

Ejemplo:

chown user_name my_file.txt

Estos comandos son herramientas básicas en el sistema operativo, el dominio de ellos puede mejorar la eficiencia del trabajo y son la base de la administración y el mantenimiento del sistema. Al mismo tiempo, comprender estos comandos también ayuda a comprender el principio de funcionamiento del sistema operativo y la estructura del sistema de archivos. En el trabajo real, podemos usar con frecuencia estos comandos para realizar varias tareas, ya sea administrar archivos, ver el estado del sistema o procesar procesos, estos comandos son esenciales. Dominar estos comandos básicos es un paso necesario para aquellos que desean obtener una comprensión profunda de los sistemas operativos de las computadoras y la administración de sistemas.

Al dominar los principios del sistema operativo y los comandos comunes, los ingenieros de operación y mantenimiento pueden comprender mejor el mecanismo interno del sistema operativo, administrar y mantener de manera efectiva los sistemas informáticos y mejorar la estabilidad y el rendimiento del sistema. Al mismo tiempo, el uso competente de los comandos comunes puede mejorar la eficiencia y la precisión del trabajo de operación y mantenimiento, y acelerar la resolución de problemas.