Estudio sobre el sistema operativoSergio Soto e Iñigo Estornés1

Índice

1.Introducción.2.Funcionamiento del sistema operativo.3.Evolución de los sistemas operativos.4.Tipos de sistemas operativos.

22

1. Introducción

Definición de sistema operativo: Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas de un sistema informático que gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes.

Relación entre hardware y software: El software (los programas) dan instrucciones para realizar tareas al hardware. Los datos solamente existen para su uso eventual por un programa.

33

4

2.Funcionamiento del sistema operativo

  Funcionamiento básico: Los sistemas operativos proporcionan una plataforma de software encima de la cual otros programas, llamados aplicaciones, puedan funcionar. Las aplicaciones se programan para que funcionen encima de un sistema operativo particular.

55

Funciones de los sistemas operativos:

Administración del procesador: El sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado.

Gestión de la memoria de acceso aleatorio: El sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada "memoria virtual". La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema.

Gestión de entradas/salidas: El sistema operativo permite unificar y controlar el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).

Gestión de ejecución de aplicaciones: El sistema operativo se encarga de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede "caerse".

Gestión de la información: El sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.

7

8

Administración de autorizaciones: El sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes.

Gestión de archivos: El sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios.

9

Estructuras en los sistemas operativos: El sistema operativo se encuentra estructurado en:

* Estructura modular.* Estructura de anillos o capas.* Estructura Microkernel.

1010

11

Estructura modular: También llamados sistemas monolíticos, se caracterizan por que carecen de estructura.Este sistema se describe como una colección de procedimientos es decir que estos pueden llamar a otros sistemas cada vez que así lo requieran. Los servicios también denominados llamadas al sistema que proporciona el sistema operativo se solicitan colocando los parámetros en lugares bien definidos, como en los registros o en la pila, para después ejecutar una instrucción especial de trampa de nombre "llamada al núcleo".

12

Estructura de anillos o capas: Consiste en organizar al sistema operativo en una jerarquía de capas, es decir que una esta construida sobre la inmediata inferiorEl primer sistema construido de esta forma fue el llamado SISTEMA THE (Technische Hogeschool Eindhoven), el cual constaba de seis capas:CAPA 0: El sistema consta de procesos secuénciales, cada uno de los cuales se podría programar sin importar que varios procesos estuvieran ejecutándose en el mismo procesador, la capa cero proporciona la multiprogramación básica de la CPUCAPA 1: Realizaba la administración de la memoria. Asignaba el espacio de memoria principal para los procesos Por encima de la capa 1, los procesos no debían preocuparse si estaban en la memoria o en el recipiente; el software de la capa 1 se encargaba de garantizar que las páginas llegaran a la memoria cuando fueran necesarias.

13

14

CAPA 2: Era la que se encargaba de la comunicación entre cada proceso y la consola del operador. Por encima de esta capa, cada proceso tiene su propia consola deoperador.

CAPA 3: Controla los dispositivos de ENTRADA Y SALIDA y guarda en almacenes (buffers) los flujos de información entre ellos.

CAPA 4: Estaban los programas del usuario, estos no tenían que preocuparse por el proceso, memoria, consola o control de E/S.

CAPA 5: Es donde se localiza el proceso operador del sistema

15

Estructura Microkernel: En esta estructura es donde las funciones centrales son controladas por el núcleo mas conocido como KERNEL y la interfaz del usuario es controlada por el entorno mas conocido como SHELL. El microkernel se encarga de la planificación de hilos (post anterior), no de procesos, esto hace posible tener varias tareas (multitarea), siendo así el microkernel el que planifica todo el código que corre en el sistema.

Estas son algunas de las tareas que realiza el microkernel:- Manipulación de las interrupciones en el sistema desde dispositivos físicos.- Manipula excepciones del procesador.- Proporciona soporte para la recuperación de un sistema con alguna falla de caída de energía.

16

Monolítico vs Kernel: El kernel Monolítico como su nombre lo dice está compuesto por un solo núcleo; miles de componentes encapsulados dentro de un módulo, es decir, el núcleo se comporta como un solo programa.

El MicroKernel está compuesto por un núcleo y al rededor de éste está compuesto por sub-programas que funcionan de manera independiente, permitiéndole al sistema operativo descentralizar fallos y excepciones sin tener que apagar todo el sistema operativo o comprometer directamente la estabilidad del mismo.

17

18

El Kernel Monolìtico es robusto, pero como está compuesto de un solo núcleo lo que limita las actualizaciones o parches que puedan aplicarse en tema de software o hardware ya que todo se ve afectado y puede llegar a verse comprometida la estabilidad del sistema.

La ventaja que tiene el MicroKernel es que es mucho menos complejo y los fallos a diferencia del Kernel Monolítico se pueden descentralizar, permitiendo al sistema operativo manejar una excepción sin comprometer la estabilidad del sistema en la mayoría de los casos.

El sistema operativo intereactúa de manera independiente con cada uno de los componentes, por ejemplo, los dispositivos de audio, el teclado etc. Minix es un claro ejemplo de un sistema operativo con MicroKernel.

19

Monolítico vs Capas: El sistema monolítico es cuando el sistema operativo tiene un núcleo monolítico en el cual se agrupan todas las funcionalidades posibles dentro de un gran programa en este núcleo todos los componentes funcionales tiene acceso a todas sus estructuras de datos internas y rutinas si se presenta un error en una de sus rutinas todo el sistema se ve afectado , todos los componentes se encuentran almacenados en un único programa que se ejecuta en un único espacio de dirección en estos casos los programas se ejecutan en modo supervisor.Este sistema de capas es cuando todo se maneja por orden empezando por el centro donde toda la información tiene un orden para poder acceder al sistema pasando por cada capa y cada capa tiene una función asignada y una labor distinta para la interacción ente ellas y cada una tiene su nivel de seguridad la inferior se llama

20

Multitarea y multiproceso en los sistemas operativos: El término multitarea se refiere a la capacidad del Sistema Operativo para correr mas de un programa al mismo tiempo. Existen dos esquemas que los programas de sistemas operativos utilizan para desarrollar Sistema Operativo multitarea, el primero requiere de la cooperación entre el Sistema Operativo y los programas de aplicación.

Los programas son escritos de tal manera que periódicamente inspeccionan con el Sistema Operativo para ver si cualquier otro programa necesita a la CPU, si este es el caso, entonces dejan el control del CPU al siguiente programa, a este método se le llama multitarea cooperativa y es el método utilizado por el Sistema Operativo de las computadoras de Machintosh y DOS corriendo Windows de Microsoft.

21

22

Un Sistema Operativo multiusuario permite a mas de un solo usuario acceder una computadora. Claro que, para llevarse esto a cabo, el Sistema Operativo también debe ser capaz de efectuar multitareas.

Unix es el Sistema Operativo Multiusuario más utilizado. Debido a que Unix fue originalmente diseñado para correr en una minicomputadora, era multiusuario y multitarea desde su concepción.

Actualmente se producen versiones de Unix para PC tales como The Santa Cruz Corporation Microport, Esix, IBM, y Sunsoft. Apple también produce una versión de Unix para la Machintosh llamada: A/UX.Unix

23

24

A finales de la década de 1940, con lo que se podría considerar la aparición de la primera generación de computadoras, se accedía directamente a la consola de la computadora desde la cual se actuaba sobre una serie de micro interruptores que permitían introducir directamente el programa en la memoria de la computadora.

A principios de los años 50 con el objeto de facilitar la interacción entre persona y computadora, los sistemas operativos hacen una aparición discreta y bastante simple, con conceptos tales como el monitor residente, el proceso por lotes y el almacenamiento temporal.

1. Evolución de los sistemas operativos

25

En los años 60 se produjeron cambios notorios en varios campos de la informática, con la aparición del circuito integrado la mayoría orientados a seguir incrementando el potencial de los ordenadores. Para ello se utilizaban técnicas de lo más diversas.

Además del Atlas Supervisor y el OS/360, los años 1970 marcaron el inicio de UNIX, a mediados de los 60 aparece Multics, sistema operativo multiusuario - multitarea desarrollado por los laboratorios Bell de AT&T y Unix, convirtiéndolo en uno de los pocos SO escritos en un lenguaje de alto nivel. En el campo de la programación lógica se dio a luz la primera implementación de Prolog, y en la revolucionaria orientación a objetos, Smalltalk.

26

Con la creación de los circuitos LSI (integración a gran escala), chips que contenían miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicio, empezó el auge de los ordenadores personales. En éstos se dejó un poco de lado el rendimiento y se buscó más que el sistema operativo fuera amigable surgiendo interfaces gráficas. En esta época, siguieron utilizándose lenguajes ya existentes, como Smalltalk o C, y nacieron otros nuevos, de los cuales se podrían destacar: C++. Un avance importante de 1980 fue el desarrollo de redes de computadoras personales que corrían sistemas operativos en red y sistemas operativos distribuidos. En esta escena, dos sistemas operativos eran los mayoritarios: MS-DOS (Micro Soft Disk Operating System), escrito por Microsoft para IBM PC y otras computadoras que utilizaban la CPU Intel 8088 y sus sucesores, y UNIX, que dominaba en los ordenadores personales que hacían uso del Motorola 68000.

27

28

En 1990 Este sistema a parece una versión mejorada de Unix, basado en el estándar POSIX, un sistema que en principio trabajaba en modo comandos. Hoy en día dispone de Ventanas, gracias a un servidor gráfico y a gestores de ventanas como KDE, GNOME entre muchos. Recientemente GNU/Linux dispone de un aplicativo que convierte las ventanas en un entorno 3D como por ejemplo Beryl o Compiz. Lo que permite utilizar Linux de una forma visual atractiva.

29

4. Tipos de sistemas operativos

DOS: El famoso DOS, que quiere decir Disk Operating System (sistema operativo de disco), es más conocido por los nombres de PC-DOS y MS-DOS. MS-DOS fue hecho por la compañía de software Microsoft y es en esencia el mismo SO que el PC-DOS.

Windows 3.1: Microsoft tomo una decisión, hacer un sistema operativo que tuviera una interfaz gráfica amigable para el usuario, y como resultado obtuvo Windows. Este sistema muestra íconos en la pantalla que representan diferentes archivos o programas, a los cuales se puede accesar al darles doble click con el puntero del mouse. Todas las aplicaciones elaboradas para Windows se parecen, por lo que es muy fácil aprender a usar nuevo software una vez aprendido las bases.

30

Windows 95: En 1995, Microsoft introdujo una nueva y mejorada versión del Windows 3.1. Las mejoras de este SO incluyen soporte multitareas y arquitectura de 32 bits, permitiendo así correr mejores aplicaciónes para mejorar la eficacia del trabajo.

Windows NT: Esta versión de Windows se especializa en las redes y servidores. Con este SO se puede interactuar de forma eficaz entre dos o más computadoras.

OS/2: Este SO fue hecho por IBM. Tiene soporte de 32 bits y su interfaz es muy buena. El problema que presenta este sistema operativo es que no se le ha dad el apoyo que se merece en cuanto a aplicaciones se refiere. Es decir, no se han creado muchas aplicaciones que aprovechen las características de el SO, ya que la mayoría del mercado de software ha sido monopolizado por Windows. 31

32

Mac OS: Las computadoras Macintosh no serían tan populares como lo son si no tuvieran el Mac OS como sistema operativo de planta. Este sistema operativo es tan amigable para el usuario que cualquier persona puede aprender a usarlo en muy poco tiempo. Por otro lado, es muy bueno para organizar archivos y usarlos de manera eficaz. Este fue creado por Apple Computer, Inc.

 UNIX: El sistema operativo UNIX fue creado por los laboratorios Bell de AT&T en 1969 y es ahora usado como una de las bases para la super carretera de la información. Unix es un SO multiusuario y multitarea, que corre en diferentes computadoras, desde supercomputadoras, Mainframes, Minicomputadoras, computadoras personales y estaciones de trabajo. Esto quiere decir que muchos usuarios puede estar usando una misma computadora por medio de terminales o usar muchas de ellas.

33

34

FIN

35