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  1. 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 deherramientas sistema operativo, es decir, la inclusión en el mismo término deprogramas como el explorador de ficheros, el navegador y todo tipo deherramientas que permiten la interacción con el sistema operativo, tambiénllamado 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 existenlas llamadas distribuciones GNU. Este error de precisión, se debe a la EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 1
  2. 2. modernización de la informática llevada a cabo a finales de los 80, cuando lafilosofía de estructura básica de funcionamiento de los grandes computadores serediseñó a fin de llevarla a los hogares y facilitar su uso, cambiando el conceptode computador multiusuario, (muchos usuarios al mismo tiempo) por un sistemamono 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 porsu capacidad para la Edición de vídeo en entorno multitarea round robín, congestión 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 computadorascon acceso a Internet en Noviembre de 2009 (Fuente: W3counter).Uno de los propósitos del sistema operativo que gestiona el núcleo intermediarioconsiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso delhardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener quetratar con estos detalles. Se encuentran en la mayoría de los aparatoselectrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar. (Teléfonos móviles,reproductores de DVD, computadoras, radios, etc.). EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 2
  3. 3. PERSPECTIVA El problema principal de los HISTÓRICA primeros sistemas era la baja utilización de losLos primeros sistemas mismos, la primera solución(1945-1960) eran grandes fue poner un operadormáquinas operadas desde la profesional que lo manejase,consola maestra por los con lo que se eliminaron lasprogramadores. Durante la hojas de reserva, se ahorródécada siguiente tiempo y se aumentó la(1950-1960) se llevaron a velocidad.cabo avances en elhardware: lectoras de Para ello, los trabajos setarjetas, impresoras, cintas agrupaban de forma manualmagnéticas, etc. Esto a su en lotes mediante lo que sevez provocó un avance en el conoce como procesamientosoftware: compiladores, por lotes (batch) sinensambladores, cargadores, automatizar.manejadores dedispositivos, etc. Monitores residentesA finales de los años 80, unacomputadora CommodoreAmiga equipada con unaaceleradora Video Toasterera capaz de producirefectos comparados asistemas dedicados quecostaban el triple. Un VideoToaster junto a Lightwaveayudó a producir muchos Fichas en lenguaje deprogramas de televisión y procesamiento por lotes,películas, entre las que se con programa y datos, paraincluyen Babylon 5, ejecución secuencial.Seaquest DSV y TerminatorII. Según fue avanzando la complejidad de los Problemas de programas, fue necesario explotación y soluciones implementar soluciones que inícialesEDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 3
  4. 4. automatizaran la la ejecución de una cola deorganización de tareas sin trabajos.necesidad de un operador.Debido a ello se crearon los Un monitor residentemonitores residentes: estaba compuesto por unprogramas que residían en cargador, un Intérprete dememoria y que gestionaban comandos y un Controlador (drivers) para el manejo de entrada/salida.Sistemas con almacenamiento temporal de E/SL 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 untrabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistemade 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 grandesmáquinas operadas desde la consola maestra por losEDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 4
  5. 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. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 5
  6. 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 CPUL 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 (almenos) 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. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 6
  7. 7. Llamadas al operación de la CPU Bibliotecas desistema en la llamada (y la interfaz de recuperación del llamadas alUna aplicación, modo anterior en el sistemanormalmente no sabe retorno).dónde está situada Las llamadas alla rutina de servicio Esto se hace sistema no siemprede la llamada. Por lo utilizando tienen una expresiónque si ésta se instrucciones sencilla en loscodifica como una máquina diseñadas lenguajes de altollamada de función, específicamente nivel, por ello secualquier cambio en para este cometido, crean las bibliotecasel S.O. haría que distintas de las que de interfaz, que sonhubiera que se usan para las bibliotecas dereconstruir la llamadas de función. funciones queaplicación. pueden usarse para efectuar llamadas alPero lo más sistema. Las hayimportante es que para distintosuna llamada de lenguajes defunción no cambia el programación.modo de ejecuciónde la CPU. Con lo que La aplicación llama ahay que conseguir una función de lallamar a la rutina de biblioteca deservicio, sin tener interfaz (medianteque conocer su una llamada normal)ubicación, y hacer y esa función es laque se fuerce un que realmente hacecambio de modo de la llamada al sistema. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 7
  8. 8. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 8
  9. 9. COMPONENTES DE UN SISTEMA OPERATIVOGESTIÓN DE PROCESOSUn proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su taretiempo 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 tareasrealizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendotareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y despuéslas de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de bprioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Parasolucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.GESTIÓN DE LA MEMORIA PRINCIPALLa Memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante unadirección única. Este almacén de datos de rápido accesos es compartido por la CPU y los dispositivde 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. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 9
  10. 10. GESTIÓN DEL ALMACENAMIENTO SECUNDARIOUn sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamienprimario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También enecesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encargade: • Planificar los discos. • Gestionar el espacio libre. • Asignar el almacenamiento. • Verificar que los datos se guarden en orden EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 10
  11. 11. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 11
  12. 12. Gestor de recursosComo 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. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 12
  13. 13. ClasificaciónADMINISTRACIÓ 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 EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 13
  14. 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) EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 14
  15. 15. • Windows • Mac OS • Linux • AmigaOSEjemplos de Sistemas Operativos (Dispositivos Móviles) • Symbian • Android • iOS • Windows Mobile EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 15
  16. 16. EDITH HASBLEIDY SEDANO RONCANCIO 16

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