TRABAJO DE SISTEMAS

1. U
n SISTEMA OPERATIVO (SO) es el programa o conjunto de programas
que efectúan la gestión de los procesos básicos de un sistema
informático, y permite la normal ejecución del resto de las operaciones.
Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de
herramientas sistema operativo, es decir, la inclusión en el mismo término de
programas como el explorador de ficheros, el navegador y todo tipo de
herramientas que permiten la interacción con el sistema operativo, también
llamado núcleo o kernel. Uno de los más prominentes ejemplos de esta diferencia,
es el núcleo Linux, que es el núcleo del sistema operativo GNU, del cual existen
las llamadas distribuciones GNU. Este error de precisión, se debe a la
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2. modernización de la informática llevada a cabo a finales de los 80, cuando la
filosofía de estructura básica de funcionamiento de los grandes computadores se
rediseñó a fin de llevarla a los hogares y facilitar su uso, cambiando el concepto
de computador multiusuario, (muchos usuarios al mismo tiempo) por un sistema
mono usuario (únicamente un usuario al mismo tiempo) más sencillo de gestionar.
(Véase AmigaOS, beOS o MacOS como los pioneros de dicha modernización,
cuando los Amiga, fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters por
su capacidad para la Edición de vídeo en entorno multitarea round robín, con
gestión de miles de colores e interfaces intuitivos para diseño en 3D.
Interacción entre el SO con el resto de las partes.
Estimación del uso de sistemas operativos según una muestra de computadoras
con acceso a Internet en Noviembre de 2009 (Fuente: W3counter).
Uno de los propósitos del sistema operativo que gestiona el núcleo intermediario
consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del
hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que
tratar con estos detalles. Se encuentran en la mayoría de los aparatos
electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar. (Teléfonos móviles,
reproductores de DVD, computadoras, radios, etc.).
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3. PERSPECTIVA El problema principal de los
HISTÓRICA primeros sistemas era la
baja utilización de los
Los primeros sistemas mismos, la primera solución
(1945-1960) eran grandes fue poner un operador
máquinas operadas desde la profesional que lo manejase,
consola maestra por los con lo que se eliminaron las
programadores. Durante la hojas de reserva, se ahorró
década siguiente tiempo y se aumentó la
(1950-1960) se llevaron a velocidad.
cabo avances en el
hardware: lectoras de Para ello, los trabajos se
tarjetas, impresoras, cintas agrupaban de forma manual
magnéticas, etc. Esto a su en lotes mediante lo que se
vez provocó un avance en el conoce como procesamiento
software: compiladores, por lotes (batch) sin
ensambladores, cargadores, automatizar.
manejadores de
dispositivos, etc.
Monitores residentes
A finales de los años 80, una
computadora Commodore
Amiga equipada con una
aceleradora Video Toaster
era capaz de producir
efectos comparados a
sistemas dedicados que
costaban el triple. Un Video
Toaster junto a Lightwave
ayudó a producir muchos
Fichas en lenguaje de
programas de televisión y
procesamiento por lotes,
películas, entre las que se
con programa y datos, para
incluyen Babylon 5,
ejecución secuencial.
Seaquest DSV y Terminator
II.
Según fue avanzando la
complejidad de los
Problemas de
programas, fue necesario
explotación y soluciones implementar soluciones que
iníciales
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4. automatizaran la la ejecución de una cola de
organización de tareas sin trabajos.
necesidad de un operador.
Debido a ello se crearon los Un monitor residente
monitores residentes: estaba compuesto por un
programas que residían en cargador, un Intérprete de
memoria y que gestionaban comandos y un Controlador
(drivers) para el manejo de
entrada/salida.
Sistemas con almacenamiento temporal de E/S
L
os avances en el hardware crearon el soporte de
interrupciones y posteriormente se llevó a cabo un
intento de solución más avanzado: solapar la E/S de un
trabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistema
de buffers con el siguiente funcionamiento:
• Un programa escribe su salida en un área de memoria
(buffer 1).
• El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el
programa de aplicación calcula
depositando la salida en el buffer 2.
• La salida desde el buffer 1 termina y el
nuevo cálculo también.
• Se inicia la salida desde el buffer 2 y
otro nuevo cálculo dirige su salida al
buffer 1.
• El proceso se puede repetir de nuevo.
Los problemas surgen si hay muchas más
operaciones de cálculo que de E/S (limitado por la
CPU) o si por el contrario hay muchas más
operaciones de E/S que cálculo (limitado por la
E/S).
Perspectiva histórica
Los primeros sistemas (1945-1950) eran grandes
máquinas operadas desde la consola maestra por los
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5. programadores. Durante la década siguiente (1950-1960) se
llevaron a cabo avances en el hardware: lectoras de tarjetas,
impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó un
avance en el software: compiladores,
ensambladores, cargadores, manejadores de
dispositivos, etc.
Hace aparición el disco magnético con lo
que surgen nuevas soluciones a los problemas
de rendimiento. Se eliminan las cintas
magnéticas para el volcado previo de los datos de dispositivos
lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular varias
cintas). Debido al solapamiento del cálculo de un trabajo con la
E/S de otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes
tareas, lo que se conoce como Spool (Simultaneous Peripherial
Operation On-Line).
Sistemas operativos Se asigna el uso de la CPU a los
multiprogramados diferentes programas en memoria.
Debido a los cambios anteriores,
se producen cambios en el monitor
residente, con lo que éste debe
abordar nuevas tareas, naciendo lo
que se denomina como Sistemas
Operativos multiprogramados, los
cuales cumplen con las siguientes
funciones:
Surge un nuevo avance en el
hardware: el hardware con • Administrar la
protección de memoria. Lo que memoria.
ofrece nuevas soluciones a los
problemas de rendimiento: Llamadas al sistema
operativo
• Se solapa el cálculo de unos
trabajos con la entrada/salida de Definición breve:
otros trabajos. llamadas que ejecutan los
• Se pueden mantener en memoria
programas de aplicación
varios programas.
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6. para pedir algún servicio SO frente a las aplicaciones.
al SO. Constituyen el lenguaje que
deben usar las aplicaciones
• Cada SO implementa un para comunicarse con el SO.
conjunto propio de llamadas Por ello si cambiamos de SO,
al sistema. Ese conjunto de y abrimos un programa
llamadas es la interfaz del
• Gestionar el uso de la CPU • Las llamadas
(planificación). correspondientes deben
• Administrar el uso de los tener el mismo formato.
dispositivos de E/S. • Cada llamada al nuevo SO
tiene que dar los mismos
Cuando desempeña esas tareas, resultados que la
el monitor residente se correspondiente del
transforma en un sistema anterior.
operativo multiprogramado.
Diseñado para trabajar sobre el
anterior, en general el
programa no funcionará, a no
ser que el nuevo SO tenga la
misma interfaz. Para ello:
MODOS DE EJECUCIÓN EN UN CPU
L
as aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU.
No obstante el Sistema Operativo, tiene que poder utilizar todo el
juego de instrucciones del CPU. Por ello, una CPU debe tener (al
menos) dos modos de operación diferentes:
• Modo usuario: el CPU podrá ejecutar sólo las instrucciones del juego
restringido de las aplicaciones.
• Modo supervisor: la CPU debe poder ejecutar el juego completo de
instrucciones.
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7. Llamadas al operación de la CPU Bibliotecas de
sistema en la llamada (y la interfaz de
recuperación del llamadas al
Una aplicación, modo anterior en el
sistema
normalmente no sabe retorno).
dónde está situada Las llamadas al
la rutina de servicio Esto se hace
sistema no siempre
de la llamada. Por lo utilizando
tienen una expresión
que si ésta se instrucciones
sencilla en los
codifica como una máquina diseñadas
lenguajes de alto
llamada de función, específicamente
nivel, por ello se
cualquier cambio en para este cometido,
crean las bibliotecas
el S.O. haría que distintas de las que
de interfaz, que son
hubiera que se usan para las
bibliotecas de
reconstruir la llamadas de función.
funciones que
aplicación. pueden usarse para
efectuar llamadas al
Pero lo más
sistema. Las hay
importante es que
para distintos
una llamada de
lenguajes de
función no cambia el
programación.
modo de ejecución
de la CPU. Con lo que La aplicación llama a
hay que conseguir una función de la
llamar a la rutina de biblioteca de
servicio, sin tener interfaz (mediante
que conocer su una llamada normal)
ubicación, y hacer y esa función es la
que se fuerce un que realmente hace
cambio de modo de la llamada al sistema.
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8. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 8

9. COMPONENTES DE UN
SISTEMA OPERATIVO
GESTIÓN DE PROCESOS
Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tare
tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de:
• Crear y destruir los procesos.
• Parar y reanudar los procesos.
• Ofrecer mecanismos para que se comuniquen y sincronicen.
La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas
realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendo
tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después
las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de b
prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para
solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.
GESTIÓN DE LA MEMORIA PRINCIPAL
La Memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante una
dirección única. Este almacén de datos de rápido accesos es compartido por la CPU y los dispositiv
de E/S, son volátil y pierde su contenido en los fallos del sistema. El SO es el responsable de:
• Conocer qué partes de la memoria están siendo utilizadas y por quién.
• Decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible.
• Asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario.
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10. GESTIÓN DEL ALMACENAMIENTO SECUNDARIO
Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamien
primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También e
necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga
de:
• Planificar los discos.
• Gestionar el espacio libre.
• Asignar el almacenamiento.
• Verificar que los datos se guarden en orden
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11. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 11

12. Gestor de recursos
Como gestor de recursos, el Sistema Operativo administra:
• La CPU (Unidad Central de Proceso, donde está alojado el
microprocesador).
• Los dispositivos de E/S (entrada y salida)
• La memoria principal (o de acceso directo).
• Los discos (o memoria secundaria).
• Los procesos (o programas en ejecución).
• y en general todos los recursos del sistema.
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13. Clasificación
ADMINISTRACIÓ y/o manera que
N DE TAREAS interrupción. el usuario
• Multitarea: percibe que
• Mono tarea: Es capaz de todos
Solamente ejecutar funcionan a
puede varios la vez, de
ejecutar un procesos al forma
proceso mismo concurrente.
(aparte de tiempo. Este
los procesos tipo de S.O.
del propio normalmente
S.O.) en un asigna los
momento recursos
dado. Una disponibles
vez que (CPU,
empieza a memoria,
ejecutar un ADMINISTRACIÓ
periféricos)
proceso, N DE USUARIOS
de forma
continuará alternada a • Mono
haciéndolo los procesos usuario: Si
hasta su que los sólo permite
finalización solicitan, de
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14. ejecutar los operativos • Distribuido:
programas de utilizan Si permite
un usuario al métodos de utilizar los
mismo protección recursos
tiempo. de datos, de (memoria,
• Multiusuario: manera que CPU, disco,
Si permite un programa periféricos...)
que varios no pueda de más de
usuarios usar o una
ejecuten cambiar los computadora
simultáneame datos de al mismo
nte sus otro usuario. tiempo.
programas,
accediendo a MANEJO DE
la vez a los RECURSOS
recursos de
• Centralizado:
la
Si permite
computadora.
usar los
Normalmente
recursos de
estos
una sola
sistemas
computadora.
Ejemplos de Sistemas Operativos (ordenadores)
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15. • Windows
• Mac OS
• Linux
• AmigaOS
Ejemplos de Sistemas Operativos (Dispositivos Móviles)
• Symbian
• Android
• iOS
• Windows Mobile
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