Sistemas Operativos - Conceptos Básicos

marfonline@gmail.com UGB San Miguel Lic. Marvin Romero

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li

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CONCEPTO
ES UN SOFTWARE DE SISTEMA, ES DECIR, UN
CONJUNTO DE PROGRAMAS DE COMPUTACIÓN

el o
igu er
DESTINADOS A REALIZAR MUCHAS TAREAS ENTRE

M om
LAS QUE DESTACA LA ADMINISTRACIÓN EFICAZ DE

an R
SUS RECURSOS.

, S rvin
GB a
Se encarga de gestionar ciertos recursos:
U c. M
Entrada/salida
Tratamiento de la información
Li

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
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programas de aplicación. blog.ceminfo.net foro.ceminfo.net


Un sistema operativo se puede encontrar en la
mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen

el o
microprocesadores para funcionar, ya que gracias a

igu er
éstos podemos entender la máquina y que ésta

M om
cumpla con sus funciones (teléfonos móviles,

an R
reproductores de DVD, autoradios, computadoras,

, S rvin
radios, etc).
GB a
U c. M
Li



Funciones básicas

el o
igu er
M om
Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en
la operación de un sistema informático:

an R
, S rvin
GB a
U c. M
1. Suministro de interfaz al usuario
2. Administración de recursos
Li

3. Administración de archivos
4. Administración de tareas
5. Servicio de soporte y utilidades


marfonline@gmail.com UGB San Miguel Lic. Marvin Romero básicas
Funciones
1. Suministro de interfaz al usuario,

el o
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M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Comandos Menús
Li

Interfaz
Gráfica

Funciones
2. Administración de los recursos

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li


Funciones
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

el o
ubicación física de los archivos en los discos magnéticos y en otros

igu er
M om
dispositivos de almacenamiento secundarios.

an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li


Funciones

el o
igu er
Los programas de administración de tareas de un sistema operativo

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

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

, S rvin
tiempo. Las funciones de administración de tareas pueden distribuir una
parte específica del tiempo del CPU para una tarea en particular, e
GB a
U c. M
interrumpir al CPU en cualquier momento para sustituirla con una tarea de
mayor prioridad.
Li


Funciones

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li


Funciones

Los servicios de soporte de cada sistema operativo dependerán
de la implementación particular de éste con la que estemos
trabajando.

el o
igu er
M om
Estos servicios de soporte suelen consistir en:

an R
, S rvin
•Actualización de versiones.
•Mejoras de seguridad. GB a
U c. M
•Inclusión de alguna nueva utilidad (un nuevo entorno
gráfico, un asistente para administrar alguna determinada
Li

función, ...).
•Controladores para manejar nuevos periféricos (este
servicio debe coordinarse a veces con el fabricante del
hardware).
•Corrección de errores de software.


Funciones

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li



HISTORIA
Primeros Ordenadores Los primeros sistemas
(1945 - 1950) eran grandes máquinas operadas

el o
igu er
desde la consola maestra por los programadores

M om
Máquinas muy grandes que carecían de elementos
Lógicos

an R
, S rvin
GB a
U c. M
Características
•El programador debía ser operador
Li

•Explotación mediante listas de
reserva

Problemas:
•Tiempo asignado insuficiente
•Tiempo asignado mayor


marfonline@gmail.com UGB San Miguel Historia
Lic. Marvin Romero

Durante la década siguiente (1950 - 1960) se llevaron a cabo
avances en el hardware:
lectoras de tarjetas,
impresoras,
cintas magnéticas.

el o
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Esto a su vez provocó un avance en el software:

M om
an R
compiladores,

, S rvin
ensambladores,
GB a cargadores,
U c. M
manejadores de dispositivos,
Li

Lenguajes de alto nivel: compiladores
(FORTRAN, COBOL)

Problemas
Uso ineficiente de recursos
Baja utilización de la CPU
Tiempo requerido para dejar listo un programa para ejecución
(setup time)

Lic. Marvin Romero

Sistemas por Lotes –
Operaciones de E/S

el o
igu er
M om
Fichas en lenguaje de procesamiento por lotes,
Monitores residentes con programa y datos, para ejecución secuencial

an R
, S rvin
Según fue avanzando la complejidad de los programas, fue
GB a
U c. M
necesario implementar soluciones que automatizaran la
organización de tareas sin necesidad de un operador. Debido
Li

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.

Lic. Marvin Romero

Sistemas con almacenamiento
temporal de E/S

Se avanza en el hardware, creando el

el o
igu er
soporte de interrupciones. Luego se

M om
lleva a cabo un intento de solución más

an R
avanzado: solapar la E/S de un trabajo

, S rvin
con sus propios cálculos. Por ello se crea
el sistema de buffers
GB a Buffering
U c. M
Esquema de operación de E/S en el
que las
Li

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

Lic. Marvin Romero

Operaciones Off-line
Modo de operación de ciertos equipos de
E/S que trabajan no controlados
directamente por la CPU
Se reemplazan dispositivos mecánicos por
dispositivos electrónicos (cintas

el o
igu er
mágnéticas)

M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Operaciones On-line (Spooling)
(Simultaneous Peripheral Operation
Li

On-Line)
Consiste en usar el disco como
tampón o sistema de
buffering. Existe una tarea especial el
spooler
Permite solapar operaciones de E/S de
una tarea con instrucciones de CPU de
otras tareas


Lic. Marvin Romero

Sistemas Operativos Multiprogramados

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

el o
trabajos.

igu er
•Se pueden mantener en memoria varios programas.

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

an R
, S rvin
GB a
U c. M Procedimiento
Conmutación de CPU: cuando una tarea deba
esperar, los recursos de CPU son asignados a
otra tarea preparada para ejecución
Li

Tareas del Sistema Operativo
•Gestión de Memoria
•Planificación de la CPU
•Planificación de Trabajos
•Protección
•Control de Concurrencia (Dead Lock)

Lic. Marvin Romero

Sistemas de Tiempo Compartido
Mejorar la interactividad con el usuario

Caracterización
Sistemas multiprogramados e interactivos.

el o
igu er
Asignación de la CPU en rodajas de tiempo a todos

M om
los usuarios, consiguiendo:

an R
•Tiempos de respuesta cortos
•Impresión de usuario único

, S rvin
GB a
U c. M
Tareas del Sistema Operativo
•Sistema Multitarea (tarea <> proceso)
Li

•Sistema Interactivo
•Sistema de Archivos
(archivos/directorios)
•Sistema Multiusuario
•Memoria Virtual (memoria lógica)


Lic. Marvin Romero

Sistemas de Computador Personal

Sistemas de computador dedicados a un solo usuario

Propiedades

el o
Adaptados al usuario y sus necesidades

igu er
M om
Dispositivos de E/S

an R
, S rvin
Teclado
Ratón
Pantallas GB a
U c. M
Pequeñas impresoras
Li

Características
•Adoptan funcionalidades de grandes
sistemas
•No necesitan características de
utilización eficiente de CPU, ni
protección


Lic. Marvin Romero

Sistemas Paralelos
Sistemas multiprocesador.
Sistemas fuertemente acoplados
Propiedades
Con más de un procesador, comparten

el o
igu er
bus, reloj,

M om
memoria, periféricos,...

an R
, S rvin
Características
•Mayor rendimiento GB a
U c. M
•Compartir recursos
•Sistemas tolerantes a fallos
Li

•Sistemas de multiprocesamiento
 Multiprocesamiento simétrico: cada
procesador ejecuta una copia del
sistema operativo
 Multiprocesamiento asimétrico: cada
procesador tiene una tarea específica


Sistemas Distribuidos

Sistemas multicomputador (distribuir el cómputo entre varios procesadores).
Sistemas débilmente acoplados

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
Propiedades
Los procesadores no comparten ni
memoria, ni reloj. GB a
U c. M
Se comunican entre sí a través de líneas
de
Li

comunicación
Características
•Recursos compartidos
•Computación más rápida
•Confiabilidad
•Comunicación

Elementos de Sistemas Operativos – Componentes del Sistema
Gestión de Procesos
1. crear y eliminar procesos, tanto de usuario como de
sistema
2. suspender y reanudar procesos Gestión del Sistema de E/S
3. proveer mecanismos para la sincronización de 1. crear y eliminar directorios
procesos 2. un componente de gestión de memoria que incluye

el o
4. proveer mecanismos para la comunicación de buffers, cachés, y spool

igu er
procesos 3. un interfaz general con los controladores de

M om
5. proveer mecanismos para manejar bloqueos mutuos dispositivos
(dead locks) 4. Drivers (controladores software)

an R
Gestión de Memoria Principal Gestión de Almacenamiento Secundario

, S rvin
1. conocer el estado actual de la memoria y quien la 1. administración del espacio libre de almacenamiento
está utilizando secundario
2. asignación del almacenamiento
GB a
2. decidir que procesos se cargarán en la memoria
U c. M
cuando se disponga de espacio 3. planificación del almacenamiento secundario
3. asignar y liberar espacio de memoria según se Trabajo con Redes
necesite suspender y reanudar procesos Sistema de Protección
Li

Gestión de Archivos Sistema de Interpretación de Órdenes
1. crear y eliminar archivos
1. intérprete de línea de comandos
2. crear y eliminar directorios
2. interfaz gráfica de usuario
3. proveer primitivas para la manipulación de archivos
y directorios
4. establecer la correspondencia de los archivos con el
almacenamiento secundario
5. resguardar los archivos en medios de
almacenamiento estables (no volátiles)



Estructura jerárquica de un sistema operativo

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li



Elementos Software de un Sistema Operativo

1. Núcleo o Kernel
2. Programas de Aplicación

el o
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M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li



En informática, el núcleo (también conocido en
español con el anglicismo kernel, de la raíz germánica
Kern) es la parte fundamental de un sistema

el o
operativo.

igu er
M om
Es el software responsable de facilitar a los distintos

an R
programas acceso seguro al hardware de la

, S rvin
computadora o en forma más básica, es el encargado
de gestionar recursos, a través de servicios de llamada
GB a
U c. M
al sistema.

Como hay muchos programas y el acceso al hardware
Li

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.



Núcleo

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li



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

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

igu er
al mismo tiempo.

M om
an R
Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.

, S rvin
Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.
GB a
U c. M
Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen al mismo
tiempo.
Li

Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos
como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.



Tipos de S. O.

el o
igu er
M om
an R
, S rvin
Sistema
operativos por GB a
U c. M
servicios
Li


Ejemplos de Sistema Operativo

MS-DOS

el o
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M om
an R
, S rvin
GB a
U c. M
Li

Desarrollado en 1979
MS DOS, IBM, Bill
Gates y Microsoft


Ejemplos de Sistema Operativo

Familia Windows
Windows 3.1
Windows 95
Windows 98

el o
Windows ME

igu er
Windows NT

M om
Windows 2000

an R
, S rvin
Windows 2000 server
Windows XP GB a
U c. M
Windows Server 2003
Windows CE
Li

Windows Mobile
Windows XP 64 bits
Windows Vista
Windows 7



Familia Macintosh

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igu er
M om
an R
, S rvin
Mac OS 7
Mac OS 8 GB a
U c. M
Mac OS 9
Mac OS X
Li

DESARROLLADO POR
APPLE


LINUX
 Desarrollado por Linus Torvald

el o
Funciona sobre plataformas Intel o

igu er


M om
Motorola

an R
, S rvin
 Se estructura en: GB a
U c. M
 Núcleo o Kernel: Interactúa directamente
con el hardware y reside
Li

permanentemente en memoria.
 Shell: Intérprete de comandos. Interfaz
entre núcleo y usuario.
 Utilidades o programas de usuario.


Familia UNIX

AIX

el o
AMIX

igu er
GNU/Linux

M om
GNU / Hurd

an R
, S rvin
HP-UX
Irix
GB a
U c. M
Minix
System V
Li

Solaris
UnixWare


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