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Definiciones de los sistemas operativos.

Un sistema operativo es un programa que actúa como intermediario entre el

usuario y el hardware de un computador  y su propósito es proporcionar un entorno

en el cual el usuario pueda ejecutar programas. El objetivo principal deun sistema operativo es lograr que el sistema de computación se use de manera

cómoda, y el objetivo secundario es que el hardware del computador se emplee de

manera eficiente.

Un sistema perativo !"# es en s$ mismo un programa de computadora. "in

embargo, es un programa muy especial, qui%& el m&s complejo e importante en

una computadora. El " despierta a la computadora y hace que recono%ca a

la '(U, la memoria, el teclado, el sistema de v$deo y las unidades de disco.

 )dem&s, proporciona la facilidad para que los usuarios se comuniquen con la

computadora y sirve de plataforma a partir de la cual se corran programas deaplicación.

'uando enciendes una computadora, lo primero que *sta hace es llevar a cabo un

autodiagnóstico llamado auto prueba de encendido !(ower n "elf +est, ("+#.

Durante la ("+, la computadora identifica su memoria, sus discos, su teclado, su

sistema de v$deo y cualquier otro dispositivo conectado a ella. o siguiente que la

computadora hace es buscar un " para arrancar !boot#.

Una ve% que la computadora ha puesto en marcha su ", mantiene al menos

parte de *ste en su memoria en todo momento. -ientras la computadora est*

encendida, el " tiene tareas principales/

  (roporcionar ya sea una interfa% de l$nea de comando o una interfa% gr&fica al

usuario, para que este último se pueda comunicar con la computadora. 0nterfa% del$nea de comando/ tú introduces palabras y s$mbolos desde el teclado de lacomputadora, ejemplo, el -"1D". 0nterfa% gr&fica del Usuario !2U0#, seleccionaslas acciones mediante el uso de un -ouse para pulsar sobre figuras llamadasiconos o seleccionar opciones de los menús.

  )dministrar los dispositivos de hardware en la computadora. 'uando corren los

programas, necesitan utili%ar la memoria, el monitor , las unidades de disco, lospuertos de Entrada3"alida !impresoras, módems, etc.#. El " sirve deintermediario entre los programas y el hardware.

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  )dministrar y mantener los sistemas de  archivo de disco. os " agrupanla información dentro de compartimientos lógicos para almacenarlos en el disco.Estos grupos de información son llamados archivos. os archivos pueden contener instrucciones de programas o información creada por el usuario. El " mantieneuna lista de los archivos en un disco, y nos proporciona

las herramientas necesarias para organi%ar y manipular estos archivos.

  )poyar a otros programas. tra de las  funciones importantes del " es

proporcionar servicios a otros programas. Estos servicios son similares a aquellos

que el " proporciona directamente a los usuarios. (or ejemplo, listar los

archivos, grabarlos a disco, eliminar archivos, revisar espacio disponible, etc.

'uando los programadores escriben programas de computadora, incluyen en sus

programas instrucciones que solicitan los servicios del ". Estas instrucciones

son conocidas como 4llamadas del sistema4

5u* es un sistema operativo

Un sistema operativo es el programa que oculta la verdad del hardware alprogramador y presenta una vista simple y agradable de los archivos nominadosque pueden leerse y escribirse. El sistema operativo resguarda al programador delhardware del disco y presenta una interfa% simple orientada al archivo, tambi*ndisimula mucho del trabajo concerniente a interrupciones, relojes o cronómetros,manejo de memoria y otras caracter$sticas de bajo nivel.

a función del sistema operativo es la de presentar al usuario con el equivalentede una m&quina ampliada o m&quina virtual que sea m&s f&cil de programar que elhardware impl$cito.

Un sistema operativo es una parte importante de casi cualquier sistema decomputación. Un sistema de computación puede dividirse en cuatro componentes/el hardware, el sistema operativo, los programas de aplicación y los usuarios.

El hardware !unidad central de procesamiento !U'(#, memoria y dispositivos deentrada y salida !E3"## proporciona los recursos de computación b&sicos.

os programas de aplicación !compiladores, sistemas de bases dedatos, juegos de video y programas para negocios# definen la forma en que estosrecursos se emplean para resolver los problemas de computación de los usuarios.(uede haber distintos usuarios !personas, m&quinas, otros computadores# queintentan resolver problemas diferentes6 por lo tanto es posible que haya diferentesprogramas de aplicación. El sistema operativo controla y coordina el uso delhardware entre los diversos programas de aplicación de los distintos usuarios(odemos ver al sistema operativo como un asignador de recursos.

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Un sistema de computación tiene muchos recursos !hardware y software# quepueden requerirse para resolver un problema/ tiempo de la U'(, espacio dememoria, espacio de almacenamiento de archivos, dispositivos de E3", etc. Elsistema operativo actúa como el administrador  de estos recursos y los asigna ausuarios y programas concretos según los necesiten las tareas de los usuarios.

(uesto que pueden surgir conflictos en las solicitudes de recursos, el sistemaoperativo debe decidir a qu* solicitudes se les asignaran para que el sistema decomputación pueda funcionar de manera eficiente y justa.

En t*rminos generales no hay una definición de sistema operativo completamenteadecuada. os sistemas operativos e7isten porque son una manera ra%onable desolucionar el problema de crear un sistema de computación utili%able.

bjetivos para la creación de los sistemasperativos.

•

+ransformar el complejo hardware de una computadora a una m&quinaaccesible al usuario.

•

• ograr el mejor uso posible de los recursos. 8acer eficiente el uso del

recurso.

El objetivo fundamental de los sistemas de computación es ejecutar los programasde los usuarios y facilitar la resolución de sus problemas. El hardware seconstruye con este fin, pero como este no es f&cil de utili%ar, se desarrollan

programas de aplicación que requieren ciertas operaciones comunes, comoel control de dispositivos de E3". las funciones comunes de control y de asignaciónde recursos se integran para formar un solo fragmento de software/ el sistemaoperativo.

Desarrollo histórico de los sistemas operativos.

En un principio solo e7ist$a el hardware del computador. os primeroscomputadores eran !f$sicamente# grandes maquinas que se operaban desde unaconsola. El programador escrib$a un programa y luego lo controlaba directamentedesde la consola. En primer lugar, el programa se cargaba manualmente en la

memoria, desde los interruptores del tablero frontal !una instrucción en cadaocasión#, desde una cinta de papel o desde tarjetas perforadas. uego sepulsaban los botones adecuados para establecer la dirección de inicio y comen%arla ejecución del programa. -ientras este se ejecutaba, el programador1operador lopod$a supervisar observando las luces en la consola, si se descubr$an errores, elprogramador pod$a detener el programa, e7aminar el contenido de la memoria ylos registros y depurar el programa directamente desde la consola. a salida delprograma se imprim$a, o se perforaba en cintas de papel o tarjetas para su

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impresión posterior."in embargo, con este procedimiento se presentaban ciertos problemas."upongamos que un usuario se hab$a registrado para usar una hora de tiempo delcomputador dedicada a ejecutar el programa que estaba desarrollando, pero setopaba con algún error dif$cil y no pod$a terminar en esa hora. "i alguien m&s

hab$a reservado el siguiente bloque de tiempo, usted deb$a detenerse, rescatar loque pudiera y volver m&s tarde para continuar. (or otra parte, si el programa seejecutaba sin problemas, podr$a terminar en 9: minutos6 pero como pensó quenecesitar$a la maquina durante m&s tiempo, se registro para usarla una hora, ypermanecer$a inactiva durante ;: minutos.

'onforme transcurrió el tiempo, se desarrollaron software y hardware adicionales6empe%aron a populari%arse los lectores de tarjetas, impresoras de l$neas y cintasmagn*ticas6 se dise<aron ensambladores, cargadores y ligadores para facilitar lastareas de programación, y se crearon bibliotecas de funciones comunes, demanera que estas pod$an copiarse a un nuevo programa sin tener que escribirlasde nuevo.

as rutinas que efectuaban operaciones de E3" ten$an una importancia especial.'ada nuevo dispositivo de E3" pose$a sus propias caracter$sticas, lo que requer$auna cuidadosa programación. )s$ mismo, para cada uno de ellos se escrib$a unasubrutina especial, la cual se denominaba manejador de dispositivos.

Este sabe cómo deben de usarse los buffers, indicadores, registros, bits de controly bits de estado para cada dispositivo. 'ada tipo de dispositivo ten$a su propiomanejador. Una tarea sencilla, como leer un car&cter  de un lector de cinta depapel, pod$a conllevar complicadas secuencias de operaciones espec$ficas para eldispositivo. En lugar de tener que escribir cada ve% el  código necesario, bastabausar el manejador de dispositivo de la biblioteca.

-&s tarde aparecieron los compiladores de =>+>)?, '@ y otros lenguajes,lo que facilito la tarea de programación, pero hi%o m&s complejo el funcionamientodel computador.

(or ejemplo, al preparar la ejecución de un programa en =>+>)?, elprogramador primero necesitaba cargar en el computador el compilador de=>+>)?, que generalmente se conservaba en una cinta magn*tica, por lo quehab$a que montar la cinta adecuada en la unidad correspondiente.

El programa se le$a a trav*s del lector de tarjetas y se escrib$a en otra cinta. Elcompilador de =>+>)? produc$a una salida en lenguaje ensamblador , queluego ten$a que ensamblarse, para esto era necesario montar otra cinta con elensamblador, y su salida deb$a enla%arse con las rutinas de apoyo de lasbibliotecas. =inalmente, el programa objeto, en código binario, estaba listo paraejecutarse6 se cargaba en memoria y se depuraba desde la consola como antes.os "istemas perativos, al igual que el 8ardware de los computadores, hansufrido una serie de cambios revolucionarios llamados generaciones. En el caso

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del 8ardware, las generaciones han sido marcadas por grandes avances en loscomponentes utili%ados, pasando de v&lvulas !primera generación#a transistores !segunda generación#, a circuitos integrados !tercera generación#, acircuitos integrados de gran y muy gran escala !cuarta generación#.'ada generación "ucesiva de hardware ha ido acompa<ada de reducciones

substanciales en los costos, tama<o, emisión de calor  y consumo de energ$a, ypor incrementos notables en velocidad y capacidad.

2eneración 'ero !d*cada de ABC#

os primeros sistemas computacionales no pose$an sistemas operativos. osusuarios ten$an completo acceso al lenguaje de la m&quina. +odas lasinstrucciones eran codificadas a mano.

(rimera 2eneración !d*cada de AB:C#

os sistemas operativos de los a<os cincuenta fueron dise<ados para hacer m&sfluida la transición entre trabajos. )ntes de que los sistemas fueran dise<ados, seperd$a un tiempo considerable entre la terminación de un trabajo y el inicio delsiguiente.

Este fue el comien%o de los sistemas de procesamiento por lotes, donde lostrabajos se reun$an por grupos o lotes. 'uando el trabajo estaba en ejecución,este ten$a control total de la m&quina.

 )l terminar cada trabajo, el control era devuelto al sistema operativo, el cuallimpiaba y le$a e iniciaba el trabajo siguiente.

 )l inicio de los :Cs esto hab$a mejorado un poco con la introducción de tarjetasperforadas !las cuales serv$an para introducir los programas de lenguajes dem&quina#, puesto que ya no hab$a necesidad de utili%ar los tableros enchufarles.

 )dem&s el laboratorio de investigación 2eneral -otors implementó el primersistema operativo para la 0@- CA.

os sistemas de los :Cs generalmente ejecutaban una sola tarea, y la transiciónentre tareas se suavi%aba para lograr la m&7ima utili%ación del sistema. Esto seconoce como sistemas de procesamiento por lotes de un sólo flujo, ya que losprogramas y los datos eran sometidos en grupos o lotes.

a introducción del transistor  a mediados de los :Cs cambióla imagen radicalmente.

"e crearon m&quinas suficientemente confiables las cuales se instalaban enlugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandes universidades y

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las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno se pod$an dar el lujo detenerlas.

(ara poder  correr un trabajo !programa#, ten$an que escribirlo en papel !en fortran

o en lenguaje ensamblador# y despu*s se perforar$a en tarjetas. Enseguida sellevar$a la pila de tarjetas al cuarto de introducción al sistema y la entregar$a a unode los operadores. 'uando la computadora terminara el trabajo, un operador sedirigir$a a la impresora y desprender$a la salida y la llevar$a al cuarto de salida,para que la recogiera el programador.

"egunda 2eneración !a mitad de la d*cada de ABFC#

a caracter$stica de los sistemas operativos fue el desarrollo de los sistemas

compartidos con multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento. Enlos sistemas de multiprogramación, varios programas de usuario se encuentran almismo tiempo en el almacenamiento principal, y el procesador  se cambiar&pidamente de un trabajo a otro.

En los sistemas de multiprocesamiento se utili%an varios procesadores en un solosistema computacional, con la finalidad de incrementar el poder de procesamientode la m&quina.

a independencia de dispositivos aparece despu*s. Un usuario que desea escribirdatos en una cinta en sistemas de la primera generación ten$a que hacerreferencia espec$fica a una unidad de cinta particular.

En la segunda generación, el programa del usuario especificaba tan solo que unarchivo iba a ser escrito en una unidad de cinta con cierto número de pistas ycierta densidad.

"e desarrolló sistemas compartidos, en la que los usuarios pod$an acoplarsedirectamente con el computador a trav*s de terminales. "urgieron sistemas detiempo real, en que los computadores fueron utili%ados en el controlde procesos industriales. os sistemas de tiempo real se caracteri%an por proveeruna respuesta inmediata.

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+ercera 2eneración !mitad de d*cada ABFC a mitad d*cadade ABC#

"e inicia en ABF, con la introducción de la familia de computadores "istema39FCde 0@-. os computadores de esta generación fueron dise<ados como sistemaspara usos generales. 'asi siempre eran sistemas grandes, voluminosos, con elpropósito de serlo todo para toda la gente.

Eran sistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simult&neamenteprocesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real ymultiprocesamiento.

Eran grandes y costosos, nunca antes se hab$a construido algo similar, y muchosde los esfuer%os de desarrollo terminaron muy por arriba del presupuesto y muchodespu*s de lo que el planificador marcaba como fecha de terminación.

Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientes computacionales6una complejidad a la cual, en un principio, no estaban acostumbrados losusuarios.

'uarta 2eneración !mitad de d*cada de ABC en adelante#

os sistemas de la cuarta generación constituyen el estado actual de la tecnolog$a.-uchos dise<adores y usuarios se sienten aun incómodos, despu*s de suse7periencias con los sistemas operativos de la tercera generación.

'on la ampliación del uso de redes de computadores y del procesamiento en l$nealos usuarios obtienen acceso a computadores alejados geogr&ficamente a trav*sde varios tipos de terminales.

os sistemas de seguridad se han incrementado mucho ahora que la informaciónpasa a trav*s de varios tipos vulnerables de l$neas de comunicación.

a clave de cifrado est& recibiendo mucha atención6 han sido necesario codificarlos datos personales o de gran intimidad para que6 aun si los datos son e7puestos,no sean de utilidad a nadie m&s que a los receptores adecuados.

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Estructura de un sistema operativo

En esta unidad e7aminaremos cuatro estructuras distintas que ya han sidoprobadas, con el fin de tener una idea m&s e7tensa de cómo est& estructurado el

sistema operativo. Geremos brevemente algunas estructuras de dise<os desistemas operativos.

Estructura modular.

+ambi*n llamados sistemas monol$ticos. Este tipo de organi%ación es con muchola m&s común6 bien podr$a recibir el subt$tulo de 4el gran embrollo4. a estructuraconsiste en que no e7iste estructura alguna. El sistema operativo se escribe comouna colección de procedimientos, cada uno de los cuales puede llamar a losdem&s cada ve% que as$ lo requiera.

'uando se usa esta t*cnica, cada procedimiento del sistema tiene una interfa%bien definida en t*rminos de par&metros y resultados y cada uno de ellos es librede llamar a cualquier otro, si este último proporciona cierto c&lculo útil para elprimero.

"in embargo incluso en este tipo de sistemas es posible tener al menos algo deestructura. os servicios !llamadas al sistema# que proporciona el sistemaoperativo se solicitan colocando los par&metros en lugares bien definidos, comoen los registros o en la pila, para despu*s ejecutar una instrucción especial detrampa de nombre 4llamada al núcleo4 o 4llamada al supervisor4.

Esta instrucción cambia la m&quina del modo usuario al modo núcleo y transfiereel control al sistema operativo, lo que se muestra en el evento !A# de la figura A. Elsistema operativo e7amina entonces los par&metros de la llamada, paradeterminar cu&l de ellas se desea reali%ar, como se muestra en el evento !;# de lafigura A.

 ) continuación, el sistema operativo anali%a una tabla que contiene en la entrada Hun apuntador al procedimiento que reali%a la H1esima llamada al sistema. Estaoperación que se muestra en !9# de la figura A, identifica el procedimiento

de servicio, al cual se llama. (or último, la llamada al sistema termina y el controlregresa al programa del usuario.

=igura A. a forma en que debe hacerse una llamada al sistema/ !A# el programadel usuario es atra$do hacia el núcleo. !;# el sistema operativo determina elnúmero del servicio solicitado. !9# el sistema operativo locali%a y llama alprocedimiento correspondiente al servicio. !# el control regresa al programa delusuario.

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Esta organi%ación sugiere una organi%ación b&sica delsistema operativo/

A.1 un programa principal que llama al procedimiento del servicio solicitado.

;.1 un conjunto de procedimientos de servicio que llevan a cabo las llamadas alsistema.

9.1 un conjunto de procedimientos utilitarios que ayudan al procedimiento deservicio.

En este modelo, para cada llamada al sistema e7iste un procedimiento de servicioque se encarga de *l. os procedimientos utilitarios hacen cosas necesarias paravarios procedimientos de servicio, por ejemplo buscar los datos de los programasdel usuario.

a siguiente figura muestra este procedimiento de tres capas/!(ara ver el gr&fico faltante haga clic en el menú superior 4@ajar +rabajo4#=igura ;. Un modelo de estructura simple para un sistema monol$tico.

!(ara ver el gr&fico faltante haga clic en el menú superior 4@ajar +rabajo4#

Estructura por microHernel.

as funciones centrales de un " son controladas por el núcleo !Hernel# mientrasque la interfa% del usuario es controlada por el entorno !"hell#. (or ejemplo, laparte m&s importante del D" es un programa con el nombre 4'--)?D.'-4Este programa tiene dos partes.

El Hernel, que se mantiene en memoria en todo momento, contiene el códigom&quina de bajo nivel para manejar la administración de hardware para otrosprogramas que necesitan estos servicios, y para la segunda parte del'--)?D.'- el "hell, el cual es el int*rprete de comandos

as funciones de bajo nivel del " y las funcionesde interpretación de comandos est&n separadas, de tal forma que puedesmantener el Hernel D" corriendo, pero utili%ar una interfa% de usuario diferente.Esto es e7actamente lo que sucede cuando cargas -icrosoft Iindows, el cual

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toma el lugar del "hell, reempla%ando la interfa% de l$nea de comandos con unainterfa% gr&fica del usuario.

 E7isten muchos 4"hell4 diferentes en el mercado, ejemplo/ ?D" !?orton D"#,J+2, ('+", o inclusive el mismo " -"1D" a partir de la versión :.C

incluyó un "hell llamado D" "8E.

Estructura por anillos conc*ntricos !capas#.

El sistema por 4capas4 consiste en organi%ar el sistema operativo como una

 jerarqu$a de capas, cada una construida sobre la inmediata inferior.

El primer sistema construido de esta manera fue el sistema +8E !+echnische8ogeschool Eindhoven#, desarrollado en 8olanda por E. I. DijHstra !ABFK# y susestudiantes.

El sistema ten$a F capas, como se muestra en la figura 9. a capa C trabaja con laasignación del procesador y alterna entre los procesos cuando ocurren lasinterrupciones o e7piran los cronómetros.

"obre la capa C, el sistema consta de procesos secu*nciales, cada uno de los

cuales se podr$a programar sin importar que varios procesos estuvieranejecut&ndose en el mismo procesador, la capa C proporcionaba lamultiprogramación b&sica de la '(U.

a capa A reali%aba la administración de la memoria. )signaba el espacio dememoria principal para los procesos y un recipiente de palabras de :A;L seutili%aba para almacenar partes de los procesos !p&ginas# para las que no e7ist$alugar en la memoria principal.

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(or encima de la capa A, los procesos no deb$an preocuparse si estaban en lamemoria o en el recipiente6 el software de la capa A se encargaba de garanti%arque las p&ginas llegaran a la memoria cuando fueran necesarias.

a capa ; se encargaba de la comunicación entre cada proceso y la consola deloperador. (or encima de esta capa, cada proceso tiene su propia consola deoperador.a capa 9 controla los dispositivos de E3" y guarda en almacenes !buffers# losflujos de información entre ellos. (or encima de la capa 9, cada proceso puedetrabajar con dispositivos e7actos de E3" con propiedades adecuadas, en ve% dedispositivos reales con muchas peculiaridades.

a capa es donde estaban los programas del usuario, estos no ten$an quepreocuparse por el proceso, memoria, consola o control de E3".

El proceso operador del sistema se locali%aba en la capa :Una generali%ación m&s avan%ada del concepto de capas se presentó en elsistema -U+0'".

En lugar de capas, -U+0'" estaba organi%ado como una serie de anillosconc*ntricos, siendo los anillos interiores los privilegiados.

'uando un procedimiento de un anillo e7terior deseaba llamar a un procedimientode un anillo interior, debió hacer el equivalente a una llamada al sistema-ientras que el esquema de capas de +8E era en realidad un apoyo al dise<o,debido a que todas las partes del sistema estaban ligadas entre s$ en un soloprograma objeto, en -U+0'", el mecanismo de anillos estaba m&s presentedurante el tiempo de ejecución y era refor%ado por el hardware.

a ventaja del mecanismo de anillos es su facilidad de e7tensión para estructurarsubsistemas del usuario.

=igura 9. Estructura del sistema operativo +8E.

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Estructura cliente M servidor Una tendencia de los sistemas operativos modernos es la de e7plotar la idea demover el código a capas superiores y eliminar la mayor parte posible del sistemaoperativo para mantener un núcleo m$nimo. El punto de vista usual es el de

implantar la mayor$a de las funciones del sistema operativo en los procesos delusuario.(ara solicitar un servicio, como la lectura de un bloque de cierto archivo, unproceso del usuario !denominado proceso cliente# env$a la solicitud a unproceso servidor , que reali%a entonces el trabajo y regresa la respuesta.

En este modelo, que se muestra en la figura , lo único que hace el núcleo escontrolar la comunicación entre los clientes y los servidores. )l separar el sistemaoperativo en partes, cada una de ellas controla una faceta del sistema, como elservicio a archivos, servicios a procesos, servicio a terminales o servicio a lamemoria, cada parte es peque<a y controlable. )dem&s como todos los servidores

se ejecutan como procesos en modo usuario y no en modo núcleo, no tienenacceso directo al hardware.

En consecuencia si hay un error en el servidor de archivos, *ste puede fallar, peroesto no afectar& en general a toda la m&quina.

!(ara ver el gr&fico faltante haga clic en el menú superior 4@ajar +rabajo4#=igura .

El modelo 'liente1servidor.tra de las ventajas del modelo cliente1servidor es su capacidad de adaptación

para su uso en los sistemas distribuidos !figura :#.

"i un cliente se comunica con un servidor mediante mensajes, el cliente nonecesita saber si el mensaje se maneja en forma local, en su m&quina, o si seenv$a por medio de una red a un servidor en una m&quina remota. En lo querespecta al cliente, lo mismo ocurre en ambos casos/ se envió una solicitud y serecibió una respuesta.

!(ara ver el gr&fico faltante haga clic en el menú superior 4@ajar +rabajo4#=igura :. El modelo cliente1servidor en un sistema distribuido.

Funciones y características de los sistemas operativos.

=unciones de los sistemas operativos.A.1 )ceptar todos los trabajos y conservarlos hasta su finali%ación.

;.1 0nterpretación de comandos/ 0nterpreta los comandos que permiten al usuariocomunicarse con el ordenador.

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9.1 'ontrol de recursos/ 'oordina y manipula el hardware de la computadora,como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el -ouse.

.1 -anejo de dispositivos de E3"/ rgani%a los archivos en diversos dispositivosde almacenamiento, como discos fle7ibles, discos duros, discos compactos ocintas magn*ticas.

:.1 -anejo de errores/ 2estiona los errores de hardware y la p*rdida de datos.

F.1 "ecuencia de tareas/ El sistema operativo debe administrar la manera en quese reparten los procesos. Definir el orden. !5uien va primero y quien despu*s#.

.1 (rotección/ Evitar que las acciones de un usuario afecten el trabajo que est&reali%ando otro usuario.

K.1 -ultiacceso/ Un usuario se puede conectar a otra m&quina sin tener que estarcerca de ella.

B.1 'ontabilidad de recursos/ establece el costo que se le cobra a un usuario porutili%ar determinados recursos

'aracter$sticas de los sistemas operativos.

En general, se puede decir que un "istema perativo tiene las siguientescaracter$sticas/

'onveniencia. Un "istema perativo hace m&s conveniente el uso de unacomputadora.

Eficiencia. Un "istema perativo permite que los recursos de la computadora seusen de la manera m&s eficiente posible.

8abilidad para evolucionar. Un "istema perativo deber& construirse de manera

que permita el desarrollo, prueba o introducción efectiva de nuevas funciones delsistema sin interferir con el servicio.

Encargado de administrar el hardware. El "istema perativo se encarga demanejar de una mejor manera los recursos de la computadora en cuanto ahardware se refiere, esto es, asignar a cada proceso una parte del procesadorpara poder compartir los recursos.

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>elacionar dispositivos !gestionar a trav*s del Hernel#. El "istema perativo sedebe encargar de comunicar a los dispositivos perif*ricos, cuando el usuario as$ lorequiera.

rgani%ar datos para acceso r&pido y seguro

-anejar las comunicaciones en red. El "istema perativo permite al usuariomanejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redesde computadoras.

(rocesamiento por bytes de flujo a trav*s del bus de datos.

=acilitar las entradas y salidas. Un "istema perativo debe hacerle f&cil al usuarioel acceso y manejo de los dispositivos de Entrada3"alida de la computadora.

Modalidades de trabajo de los sistemas operativos.

"istemas operativos por lotes.

a secuencia por lotes o procesamiento por lotes en microcomputadoras, es laejecución de una lista de comandos del sistema operativo uno tras otro sinintervención del usuario.

En los ordenadores m&s grandes el proceso de recogida de programas yde conjuntos de datos de los usuarios, la ejecución de uno o unos pocos cada ve%y la entrega de los recursos a los usuarios.

 (rocesamiento por lotes tambi*n puede referirse al proceso de almacenartransacciones durante un cierto lapso antes de su env$o a un archivo maestro, porlo general una operación separada que se efectúa durante la nocheos sistemas operativos por lotes !batch#, en los que los programaseran tratados por grupos !lote# en ve% de individualmente.

a función de estos sistemas operativos consist$a en cargar en memoria un

programa de la cinta y ejecutarlo. )l final este, se reali%aba el salto a una direcciónde memoria desde donde reasum$a el control del sistema operativo que cargaba elsiguiente programa y lo ejecutaba. De esta manera el tiempo entre un trabajo y elotro disminu$a considerablemente.

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 "istema de procesamiento por lotes.

 )lgunas otras caracter$sticas con que cuentan los "istemas perativos por lotesson/

• >equiere que el programa, datos y órdenes al sistema sean remitidos todos

 juntos en forma de lote.

• (ermiten poca o ninguna interacción usuario3programa en ejecución.

• -ayor potencial de utili%ación de recursos que procesamiento serial simple

en sistemas multiusuarios.

• ?o conveniente para desarrollo de programas por bajo tiempo de retorno y

depuración fuera de l$nea.

• 'onveniente para programas de largos tiempos de ejecución

!Ej., an&lisis estad$sticos, nóminas de personal, etc.#

•

"e encuentra en muchos computadores personales combinados conprocesamiento serial.

• (lanificación del procesador sencilla, t$picamente procesados en orden de

llegada.

• (lanificación de memoria sencilla, generalmente se divide en dos/ parte

residente del ".. y programas transitorios.

• ?o requieren gestión cr$tica de dispositivos en el tiempo.

• "uelen proporcionar gestión sencilla de manejo de archivos/ se requierepoca protección y ningún control de concurrencia para el acceso

"istemas operativos de tiempo compartido.El tiempo compartido en ordenadores o computadoras consiste en el uso de unsistema por m&s de una persona al mismo tiempo.

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El tiempo compartido ejecuta programas separados de forma concurrente,intercambiando porciones de tiempo asignadas a cada programa !usuario#. Eneste aspecto, es similar a la capacidad de multitareas que es común en la mayor$ade los microordenadores o las microcomputadoras.

"in embargo el tiempo compartido se asocia generalmente con el acceso devarios usuarios a computadoras m&s grandes y a organi%aciones de servicios,mientras que la multitarea relacionada con las microcomputadoras implica lareali%ación de múltiples tareas por un solo usuario.

os principales recursos del sistema, el procesador, la memoria, dispositivos deE3", son continuamente utili%ados entre los diversos usuarios, dando a cadausuario la ilusión de que tiene el sistema dedicado para s$ mismo. Esto trae comoconsecuencia una gran carga de trabajo al "istema perativo, principalmente enla administración de memoria principal y secundaria.

'aracter$sticas de los "istemas perativos de tiempo

compartido/

  (opulares representantes de sistemas multiprogramados multiusuario, Ej./

sistemas de dise<o asistido por computador, procesamiento de te7to, etc.

  Dan la ilusión de que cada usuario tiene una m&quina para   s$.

  a mayor$a utili%an  algoritmo de reparto circular.

  os programas se ejecutan con prioridad rotatoria que se incrementa con la

espera y disminuye despu*s de concedido el servicio.

  Evitan monopoli%ación del sistema asignando tiempos de procesador !time

slot#.

  2estión de memoria/ proporciona protección a programas residentes.

  2estión de archivo/

 debe proporcionar protección y control de acceso debido aque pueden e7istir múltiples usuarios accesando un mismo archivo.

"istemas operativos de tiempo real.

Un sistema operativo en tiempo real procesa las instrucciones recibidas alinstante, y una ve% que han sido procesadas muestra el resultado.

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Este tipo tiene relación con los sistemas operativos monousuarios, ya que e7isteun solo operador y no necesita compartir el procesador entre varias solicitudes.

"u caracter$stica principal es dar respuestas r&pidas6 por ejemplo en un caso de

peligro se necesitar$an respuestas inmediatas para evitar una cat&strofe.os "istemas perativos de tiempo real, cuentan con las siguientescaracter$sticas/

• "e dan en entornos en donde deben ser aceptados y procesados gran

cantidad de sucesos, la mayor$a e7ternos al sistema computacional, en brevetiempo o dentro de ciertos pla%os.

• "e utili%an en control industrial, conmutación telefónica, control de vuelo,

simulaciones en tiempo real., aplicaciones militares, etc.

• "u objetivo es proporcionar r&pidos tiempos de respuesta.

• (rocesa r&fagas de miles de interrupciones por segundo sin perder un solo

suceso.

• Un proceso se activa tras ocurrencia de suceso, mediante interrupción.

• Un proceso de mayor prioridad e7propia recursos.

• (or tanto generalmente se utili%a planificación e7propiar$a basada en

prioridades.

• 2estión de memoria menos e7igente que tiempo compartido, usualmente

procesos son residentes permanentes en memoria.

• (oblación de procesos est&tica en gran medida.

• (oco movimiento de programas entre almacenamiento secundario y

memoria.

• a gestión de archivos se orienta m&s a velocidad de acceso que a

utili%ación eficiente del recurso

"istemas operativos de red.

a principal función de un sistema operativo de red es ofrecer un mecanismo paratransferir archivos de una m&quina a otra.

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 En este entorno, cada instalación mantiene su propio sistema de archivos local ysi un usuario de la instalación ) quiere acceder a un archivo en la instalación @,hay que copiar e7pl$citamente el archivo de una instalación a otra.0nternet proporciona un mecanismo para estas transferencias, a trav*s delprograma protocolo de transferencias de archivos =+( !=ile +ransfer (rotocol#.

"uponga que un usuario quiere copiar un archivo )A, que reside en la instalación@, a un archivo ); en la instalación local ). (rimero, el usuario debe invocar elprograma =+(, el cual solicita al usuario la información siguiente/

a# El nombre de la instalación a partir de la cual se efectuar& la transferencia delarchivo !es decir la instalación @#.

b# a información de acceso, que verifica que el usuario tiene los privilegios deacceso apropiados en la instalación @.

Una ve% efectuada esta comprobación, el usuario puede copiar el archivo )A de @a ); en ), ejecutando 4get )A to );4

En este esquema, la ubicación del archivo no es transparente para el usuario6tiene que saber e7actamente donde esta cada archivo.

 )dem&s los archivos no se comparten realmente, porque un usuario solo puedecopiar un archivo de una instalación a otra.

(or lo tanto pueden e7istir varias copias del mismo archivo, lo que representa undesperdicio de espacio. )s$ mismo, si se modifican, estas copias no ser&nconsistentes.

os "istemas perativos de red son aquellos sistemas que mantienen a dos om&s computadoras unidas a trav*s de algún medio de comunicación !f$sico o no#,con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y lainformación del sistema.

El primer "istema perativo de red estaba enfocado a equipos con un procesador-otorola FKCCC, pasando posteriormente a procesadores 0ntelcomo ?ovell ?etIare.

os "istemas perativos de red m&s ampliamente usados son/ ?ovell ?etware,(ersonal ?etware, )? -anager, Iindows ?+ "erver, U?0J, )?tastic

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"istemas operativos distribuidos.

En un sistema operativo distribuido los usuarios pueden acceder a recursosremotos de la misma manera en que lo hacen para los recursos locales.a migración de datos y procesos de una instalación a otra queda bajo el controldel sistema operativo distribuido.

(ermiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores.(uede ser que este conjunto de procesadores est* en un equipo o en diferentes,en este caso es transparente para el usuario.

E7isten dos esquemas b&sicos de *stos.

Un sistema fuertemente acoplado es aquel que comparte la memoria y un relojglobal, cuyos tiempos de acceso son similares para todos los procesadores. En unsistema d*bilmente acoplado los procesadores no comparten ni memoria ni reloj,ya que cada uno cuenta con su memoria local.

os sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componentedel sistema se descompone otro componente debe de ser capa% de reempla%arlo

Entre los diferentes "istemas perativos distribuidos que

e7isten tenemos los siguientes/

"prite, "olaris1-', -ach, 'horus, spring, )moeba, +aos, etc.

'aracter$sticas de los "istemas perativos distribuidos/

• 'olección de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación

mediante intercone7iones hardware y software.

• (roporciona abstracción de m&quina virtual a los usuarios.

• bjetivo clave es la transparencia.

• 2eneralmente proporcionan medios para la compartición global de

recursos.

"ervicios a<adidos/

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Denominación global, sistemas de archivos distribuidos, facilidadespara distribución de c&lculos !a trav*s de comunicación de procesos internodos,llamadas a procedimientos remotos, etc.#.

"istema perativo Distribuido.

"istemas operativos multiprocesadores.

En los sistemas multiprocesador, los procesadores comparten la memoria y elreloj. "e incrementa la capacidad de procesamiento y la confiabilidad, soneconómicos.

• -ultiprocesamiento sim*trico/ 'ada procesador ejecuta una copia del

sistema operativo.

• -ultiprocesamiento asim*trico/ 'ada procesador tiene asignado una tarea

espec$fica, e7iste un procesador master que asigna tareas a los procesadoresesclavos.

-ultiproceso/

as computadoras que tienen m&s de un '(U son llamadas multiproceso.

Un sistema operativo multiproceso coordina las operaciones de las computadorasmultiprocesadores. Na que cada '(U en una computadora de multiproceso puede

estar ejecutando una instrucción, el otro procesador queda liberado para procesarotras instrucciones simult&neamente.

 )l usar una computadora con capacidades de multiproceso incrementamos suvelocidad de respuesta y procesos. 'asi todas las computadoras que tienencapacidad de multiproceso ofrecen una gran ventaja.

os primeros "istemas perativos -ultiproceso reali%aban lo que se conoce como-ultiproceso asim*trico.

Una '(U principal retiene el control global de la computadora, as$ como el de losotros procesadores.

Esto fue un primer paso hacia el multiproceso pero no fue la dirección ideal aseguir ya que la '(U principal pod$a convertirse en un cuello de botella.

-ultiproceso sim*trico.

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En un sistema multiproceso sim*trico, no e7iste una '(U controladora única. abarrera a vencer al implementar el multiproceso sim*trico es que los " tienenque ser redise<ados o dise<ados desde el principio para trabajar enun ambiente multiproceso.

as e7tensiones de U?0J, que soportan multiproceso asim*trico ya est&ndisponibles y las e7tensiones sim*tricas se est&n haciendo disponibles.

Iindows ?+ de -icrosoft soporta multiproceso sim*trico.

@ibliograf$a

• "istemas perativos -odernos

 )ndrew ". +anenbaum

(earson Educación

• peración "istema 'onceptos

 ). "ilberschat%, O. (eterson, (. 2alvin

 )ddison 1 Iesley (ublishing 'ompany

• "istemas perativos 3 Dise<o E 0mplementación

 )ndrew ". +anenbaum(rentice 1 8all

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