sistemas operativos - conceptos básicos

[email protected] UGB San Miguel Lic. Marvin Romero

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CONCEPTO

ES UN SOFTWARE DE SISTEMA, ES DECIR, UN

CONJUNTO DE PROGRAMAS DE COMPUTACIÓN

DESTINADOS A REALIZAR MUCHAS TAREAS ENTRE

LAS QUE DESTACA LA ADMINISTRACIÓN EFICAZ DE

SUS RECURSOS.

Se encarga de gestionar ciertos recursos:Entrada/salida

Tratamiento de la información

Almacenamiento masivo

Brindar una interfaz al usuario, ejecutando

instrucciones (comandos).

Permitir que los cambios debidos al desarrollo

del propio SO se puedan realizar sin

interferir con los servicios que ya se prestaban

(ACTUALIZACION).

Actúa de intermediario entre el hardware y los

programas de aplicación.



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Un sistema operativo se puede encontrar en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar, ya que gracias a éstos podemos entender la máquina y que ésta cumpla con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios, computadoras, radios, etc).



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Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en

la operación de un sistema informático:

Funciones básicas

1. Suministro de interfaz al usuario

2. Administración de recursos

3. Administración de archivos

4. Administración de tareas

5. Servicio de soporte y utilidades



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1. Suministro de interfaz al usuario,

Comandos Menús

Interfaz

Gráfica

Funciones bá[email protected] UGB San Miguel Lic. Marvin Romero


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Funciones básicas

2. Administración de los recursos



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Funciones básicas

3. Administración de archivos

Un sistema de información contiene programas de administración de

archivos que controlan la creación, borrado y acceso de archivos de

datos y de programas. También implica mantener el registro de la ubicación física de los archivos en los discos magnéticos y en otros

dispositivos de almacenamiento secundarios.



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Los programas de administración de tareas de un sistema operativo

administran la realización de las tareas informáticas de los usuarios finales.

Los programas controlan qué áreas tienen acceso al CPU y por cuánto

tiempo. Las funciones de administración de tareas pueden distribuir una

parte específica del tiempo del CPU para una tarea en particular, e

interrumpir al CPU en cualquier momento para sustituirla con una tarea de

mayor prioridad.



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Funciones básicas

Los servicios de soporte de cada sistema operativo dependerán

de la implementación particular de éste con la que estemos

trabajando.

Estos servicios de soporte suelen consistir en:

•Actualización de versiones.

•Mejoras de seguridad.

•Inclusión de alguna nueva utilidad (un nuevo entorno

gráfico, un asistente para administrar alguna determinada

función, ...).

•Controladores para manejar nuevos periféricos (este

servicio debe coordinarse a veces con el fabricante del

hardware).

•Corrección de errores de software.



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HISTORIA

Primeros Ordenadores Los primeros sistemas

(1945 - 1950) eran grandes máquinas operadas

desde la consola maestra por los programadoresMáquinas muy grandes que carecían de elementos

Lógicos

Características

•El programador debía ser operador•Explotación mediante listas de reserva

Problemas:•Tiempo asignado insuficiente•Tiempo asignado mayor



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Durante la década siguiente (1950 - 1960) se llevaron a cabo

avances en el hardware:

lectoras de tarjetas,

impresoras,

cintas magnéticas.

Esto a su vez provocó un avance en el software:

compiladores,

ensambladores,

cargadores,

manejadores de dispositivos,

Lenguajes de alto nivel: compiladores(FORTRAN, COBOL)

Historia

Problemas

Uso ineficiente de recursos

Baja utilización de la CPUTiempo requerido para dejar listo un programa para ejecución (setup time)



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Fichas en lenguaje de procesamiento por lotes,

con programa y datos, para ejecución secuencial

Según fue avanzando la complejidad de los programas, fue

necesario implementar soluciones que automatizaran la

organización de tareas sin necesidad de un operador. Debido

a ello se crearon los monitores residentes: programas que

residían en memoria y que gestionaban la ejecución de una

cola de trabajos.

Un monitor residente estaba compuesto por un cargador, un

Intérprete de comandos y un Controlador (drivers) para el

manejo de entrada/salida.

Monitores residentes

Historia

Sistemas por Lotes –Operaciones de E/S



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Historia

Se avanza en el hardware, creando el

soporte de interrupciones. Luego se

lleva a cabo un intento de solución más

avanzado: solapar la E/S de un trabajo

con sus propios cálculos. Por ello se crea

el sistema de buffers

Sistemas con almacenamiento

temporal de E/S

Buffering

Esquema de operación de E/S en el

que las

transferencias de E/S se realizan a

través de un área

intermedia de memoria (buffer)

Permite solapar operaciones de E/S

de una tarea con

instrucciones de CPU de esa misma

tarea



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Historia

Operaciones Off-lineModo de operación de ciertos equipos de

E/S que trabajan no controlados

directamente por la CPU

Se reemplazan dispositivos mecánicos por

dispositivos electrónicos (cintas

mágnéticas)

Operaciones On-line (Spooling)(Simultaneous Peripheral Operation On-Line)Consiste en usar el disco como

tampón o sistema de

buffering. Existe una tarea especial el

spoolerPermite solapar operaciones de E/S de

una tarea con instrucciones de CPU de

otras tareas



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Historia

Surge un nuevo avance en el hardware: el hardware con protección de

memoria. Lo que ofrece nuevas soluciones a los problemas de

rendimiento:

•Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de otros

trabajos.

•Se pueden mantener en memoria varios programas.

•Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en memoria.

Sistemas Operativos Multiprogramados

ProcedimientoConmutación de CPU: cuando una tarea deba

esperar, los recursos de CPU son asignados a

otra tarea preparada para ejecución

Tareas del Sistema Operativo•Gestión de Memoria

•Planificación de la CPU

•Planificación de Trabajos

•Protección

•Control de Concurrencia (Dead Lock)



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Historia

Sistemas de Tiempo Compartido

Mejorar la interactividad con el usuario

Caracterización

Sistemas multiprogramados e interactivos.

Asignación de la CPU en rodajas de tiempo a todos

los usuarios, consiguiendo:

•Tiempos de respuesta cortos

•Impresión de usuario único

Tareas del Sistema Operativo

•Sistema Multitarea (tarea <> proceso)

•Sistema Interactivo

•Sistema de Archivos

(archivos/directorios)

•Sistema Multiusuario

•Memoria Virtual (memoria lógica)



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Sistemas de Computador Personal

Sistemas de computador dedicados a un solo usuario

PropiedadesAdaptados al usuario y sus necesidades

Dispositivos de E/STeclado

Ratón

Pantallas

Pequeñas impresoras

Características•Adoptan funcionalidades de grandes

sistemas

•No necesitan características de

utilización eficiente de CPU, ni

protección



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Historia

Sistemas Paralelos

Sistemas multiprocesador.

Sistemas fuertemente acoplados

Propiedades

Con más de un procesador, comparten

bus, reloj,

memoria, periféricos,...

Características

•Mayor rendimiento

•Compartir recursos

•Sistemas tolerantes a fallos

•Sistemas de multiprocesamiento

Multiprocesamiento simétrico: cada

procesador ejecuta una copia del

sistema operativo

Multiprocesamiento asimétrico: cada

procesador tiene una tarea específica



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Sistemas Distribuidos

Sistemas multicomputador (distribuir el cómputo entre varios procesadores).

Sistemas débilmente acoplados

PropiedadesLos procesadores no comparten ni

memoria, ni reloj.

Se comunican entre sí a través de líneas

de

comunicación

Características

•Recursos compartidos

•Computación más rápida

•Confiabilidad

•Comunicación



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Gestión del Sistema de E/S1. crear y eliminar directorios

2. un componente de gestión de memoria que incluye buffers, cachés, y spool3. un interfaz general con los controladores dedispositivos4. Drivers (controladores software)

Gestión de Almacenamiento Secundario1. administración del espacio libre de almacenamiento secundario2. asignación del almacenamiento3. planificación del almacenamiento secundario

Trabajo con RedesSistema de ProtecciónSistema de Interpretación de Órdenes1. intérprete de línea de comandos

2. interfaz gráfica de usuario

Gestión de Procesos1. crear y eliminar procesos, tanto de usuario como desistema2. suspender y reanudar procesos3. proveer mecanismos para la sincronización deprocesos4. proveer mecanismos para la comunicación deprocesos5. proveer mecanismos para manejar bloqueos mutuos(dead locks)

Gestión de Memoria Principal1. conocer el estado actual de la memoria y quien la

está utilizando2. decidir que procesos se cargarán en la memoriacuando se disponga de espacio3. asignar y liberar espacio de memoria según senecesite suspender y reanudar procesos

Gestión de Archivos1. crear y eliminar archivos

2. crear y eliminar directorios3. proveer primitivas para la manipulación de archivosy directorios4. establecer la correspondencia de los archivos con elalmacenamiento secundario5. resguardar los archivos en medios dealmacenamiento estables (no volátiles)

Elementos de Sistemas Operativos – Componentes del [email protected] UGB San Miguel Lic. Marvin Romero


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Estructura jerárquica de un sistema operativo



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Elementos Software de un Sistema Operativo

1. Núcleo o Kernel2. Programas de Aplicación



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En informática, el núcleo (también conocido en

español con el anglicismo kernel, de la raíz germánica

Kern) es la parte fundamental de un sistema

operativo.

Es el software responsable de facilitar a los distintos

programas acceso seguro al hardware de la

computadora o en forma más básica, es el encargado

de gestionar recursos, a través de servicios de llamada

al sistema.

Como hay muchos programas y el acceso al hardware

es limitado, el núcleo también se encarga de decidir

qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de

hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce

como multiplexado.



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Núcleo



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CLASES DE SISTEMAS OPERATIVOS

Los sistemas operativos pueden ser clasificados de la siguiente forma:

Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al mismo

tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o millares de usuarios

al mismo tiempo.

Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.

Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.

Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen al mismo

tiempo.

Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos

como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.



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http://www.masadelante.com/faq-componentes-de-un-ordenador.htm

Tipos de S. O.

Sistema

operativos por

servicios



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MS-DOS

Ejemplos de Sistema Operativo

Desarrollado en 1979

MS DOS, IBM, Bill Gates y Microsoft



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Ejemplos de Sistema Operativo

Windows 3.1

Windows 95

Windows 98

Windows ME

Windows NT

Windows 2000

Windows 2000 server

Windows XP

Windows Server 2003

Windows CE

Windows Mobile

Windows XP 64 bits

Windows Vista

Windows 7

Familia Windows



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Familia Macintosh

Mac OS 7

Mac OS 8

Mac OS 9

Mac OS X

DESARROLLADO POR

APPLE



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LINUX

Desarrollado por Linus Torvald

Funciona sobre plataformas Intel o

Motorola

Se estructura en:

Núcleo o Kernel: Interactúa directamente

con el hardware y reside

permanentemente en memoria.

Shell: Intérprete de comandos. Interfaz

entre núcleo y usuario.

Utilidades o programas de usuario.



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Familia UNIX

AIX

AMIX

GNU/Linux

GNU / Hurd

HP-UX

Irix

Minix

System V

Solaris

UnixWare



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