Conceptos Básicos de Sistemas Operativos y Máquinas Virtuales

1. Universidad Cenfotec
Curso: INF01TIC INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE
INFORMACIÓN
Prof: Ing. Rebeca Esquivel Flores, M.Sc
resquivel@ucenfotec.ac.cr

2. Conceptos Básicos de Sistemas Operativos y Máquinas
Virtuales

3. Un Sistema Operativo es el software encargado de ejercer el
control y coordinar el uso del hardware entre diferentes
programas de aplicación y los usuarios. Es un administrador de
los recursos de hardware del sistema. Se encarga de ofrecer una
distribución ordenada y controlada de los procesadores,
memorias y dispositivos de E/S entre los diversos programas
que compiten por ellos.

4. Así, el sistema operativo es un programa del sistema que actúa como interfaz entre el usuario y el hardware
del computador, su objetivo es gestionar y administrar eficientemente los recursos de hardware sirviendo
de base para la creación y ejecución de programas de aplicación.
Un computador sin sistema operativo no es más que una pieza de hardware sin
utilidad alguna.
Durante las primeras generaciones de computadoras solo un usuario con conocimientos técnicos específicos
para esa específica máquina podía darle un uso apropiado al hardware ya que no se contaba con un sistema
operativo amigable para el usuario final. Fue hasta finales de la década de 1960 cuando un grupo de
empleados de los laboratorios Bell de AT&T empieza a trabajar en el que se considera el primer sistema
operativo portable, multitarea y multiusuario, UNIX, ampliamente conocido en el mercado.

5. 40´S: uso de computadora estaba restringido a empresas o instituciones que podían pagar
su alto precio, y no existía un sistema operativo. En su lugar, el programador debía tener un
conocimiento y contacto profundo con el hardware.
50´S: Nacen los sistemas operativos, de los primeros FORTRAN MONITOR SYSTEM e
IBSYS
Posteriormente: OS/360 IBM ( buscaba unificar todas las máquinas con un mismo OS.
Ya para la cuarta generación: electrónica avanzada con miles de transistores de un
centímetro cuadrado lo que da como resultado las computadoras personales, interfaces
amigables y por consiguiente los SO MS-DOS y UNIX.
Inicio de los Sistemas
Operativos

6. Los primeros computadores estaban compuestos exclusivamente por el sistema físico (hardware), estos
sistemas, eran grandes máquinas que se operaban desde una consola.
Un grupo de personas diseñaba, construía, programaba, operaba y daba mantenimiento a cada máquina. La
programación se realizaba en lenguaje de máquina.
No se habían inventado los lenguajes de programación incluso el ensamblador que es lo más cercano a los
ceros y unos con que se programaba en aquel momento.
Se desconoce el término "Sistemas Operativo" el modo en que se operaba la máquina consistía en que el
programador reservaba cierto período en una hoja que servía a tales fines, iba al cuarto de la máquina,
insertaba su conexión a la computadora y pasaba unas horas esperando que ninguno de los 20,000 o más
bulbos se quemara durante la ejecución. La inmensa mayoría de los problemas eran cálculos numéricos
directos, por ejemplo, el cálculo de valores para tablas de senos y cosenos, en resumen la máquina
pertenecía por completo al operador, que en general, era quien escribía los programas en lenguaje de
máquina y, se encargaba de alimentar los datos en forma manual y en su momento en tarjetas o cintas
perforadas.
Etapas en el desarrollo de los
sistemas operativos

7. El programador escribía un programa y luego lo controlaba directamente desde la consola.
En primer lugar, el programa se cargaba manualmente en la memoria, desde los interruptores del tablero
frontal (una instrucción en cada ocasión), desde una cinta de papel o desde tarjetas perforadas.
Luego se pulsaban los botones adecuados para establecer la dirección de inicio y comenzar la ejecución del
programa.Mientras este se ejecutaba, el programador-operador lo podía supervisar observando las luces en
la consola.
Si se descubrían errores, el programador podía detener el programa, examinar el contenido de la memoria
y los registros y depurar el programa directamente desde la consola. La salida del programa se imprimía, o
se perforaba en cintas de papel o tarjetas para su impresión posterior.
Etapas en el desarrollo de los
sistemas operativos

8. Hechos de la primer etapa:
Dado que la ejecución de los programas era verificado desde consola, el tiempo de utilización de CPU,
podría llegar a ser bajo lo que conlleva a pérdida de capacidad de procesamiento del sistema.
Durante el tiempo de utilización, cada usuario disponía de todos los recursos y empleaba la ejecución paso
a paso para poner a punto sus programas.
Sin importar el tamaño de la memoria, solo un usuario era quien la utilizaba.
Etapas en el desarrollo de los
sistemas operativos
El programador debía seguir la ejecución del programa,
corregirlo si fuera necesario y obtener los resultados,
tratando de hacerlo, en el tiempo que tenía asignado.

9. Utilización del sistema:
Un aspecto importante de este entorno era su naturaleza totalmente interactiva. El programador también
era el operador del sistema de cómputo.
Este modo de operación llamado de “puerta abierta” era poco económico pues la inactividad del CPU,
esperando decisiones del programador, podía alcanzar hasta el 90% del tiempo.
Si se agotaba el tiempo asignado, el programador debía abandonar la unidad sin concluir el trabajo y, por el
contrario, si terminaba antes, el equipo quedaba inactivo hasta que llegara el siguiente usuario anotado en
la lista.
“Estos ordenadores se basaban en dos factores: sus dispositivos de E/S y su habilidad para
ejecutar un programa, pero no disponían de recursos lógicos adicionales, como pudieran ser
medios de almacenamiento secundario, por lo que, los usuarios debían tener sus programas
escritos en tarjetas perforadas que tenía que leer el ordenador cada vez que se deseaba ejecutar
el trabajo correspondiente.”
---- Pascual Morera ----

10. A medida que transcurrió el tiempo, se desarrollaron software y hardware adicionales; empezaron a
popularizarse las lectoras de tarjetas, impresoras de líneas y cintas magnéticas.
Para manejar y aprovechar estos dispositivos, el programador tuvo que añadir a sus trabajos los
programas necesarios para controlar cada uno de los dispositivos que iba a utilizar.
Así, la codificación de entrada / salida necesarias para implementar funciones básicas se consolidó en un
sistema de control de entrada / salida (IOCS por sus siglas de Input Output Control System).
Los usuarios que deseaban realizar operaciones de entrada / salida ya no tenían que codificar las
instrucciones directamente. En vez de eso, utilizaban las rutinas IOCS para hacer el trabajo real de una
biblioteca disponible para tal efecto.
Se adoptó el criterio de grabar en la memoria los manejadores de dispositivos y tenerlos siempre a
disposición de todos los usuarios.
La memoria ahora incluía estos programas para controlar los dispositivos.
Segunda Etapa

11. Segunda Etapa
El Sistema de Control
de Entrada y Salida

12. Más tarde aparecieron los compiladores de FORTRAN y otros lenguajes, lo que facilitó la tarea de
programación, pero hizo más complejo el funcionamiento del computador.
Por ejemplo al preparar la ejecución de un programa en FORTRAN, el programador necesitaba primero
cargar en el computador el compilador de FORTRAN que generalmente se conservaba en una cinta
magnética.
Había que montar la cinta adecuada en la unidad correspondiente. El programa se leía a través del lector de
tarjetas y se escribía en otra cinta.
El compilador de FORTRAN producía una salida en lenguaje ensamblador, que luego tenía que ensamblarse.
Para esto era necesario montar otra cinta con el ensamblador, y su salida debía enlazarse con las rutinas de
apoyo de las bibliotecas.
Finalmente, el programa objeto, en código binario, estaba listo para ejecutarse; se cargaba en memoria y
se depuraba desde la consola.
Segunda Etapa

13. Pasos en la preparación
Observemos que se podía necesitar un considerable tiempo de preparación que consistía en:
–Cargar la cinta del compilador FORTRAN
–Ejecutar el compilador
–Descargar la cinta del compilador
–Cargar la cinta del ensamblador
–Ejecutar el ensamblador
–Descargar la cinta del ensamblador
–Cargar el programa objeto y ejecutarlo
Si ocurría un error en alguno de los pasos, probablemente había que comenzar desde el
inicio.
Segunda Etapa

14. Solución Propuesta dos etapas:
1:se contrató a un operador profesional, por lo que el programador ya no manejó directamente la máquina.
En el momento en que se terminaba un trabajo, el operador iniciaba el siguiente, con lo que se eliminaban
los períodos de inactividad en los que el computador estaba reservado pero no se utilizaba.
Puesto que el operador tenía más experiencia que el programador en montar las cintas, se reducía el
tiempo de preparación; el usuario proporcionaba las tarjetas o cintas necesarias, junto con una breve
descripción de cómo ejecutar el trabajo.
Por supuesto, el operador no podía depurar un programa incorrecto desde la consola, ya que no comprendía
el programa, de modo que en caso de error se hacía un volcado de la memoria y de los registros, y el
programador realizaba la depuración a partir del volcado de memoria (en papel).
Esto permitía al operador proseguir de inmediato con el trabajo siguiente, pero representaba un trabajo
más difícil de depuración para el programador.
Segunda Etapa

15. Solución Propuesta dos etapas:
2:ahorro considerable se logró al reducir el período de preparación.
Los trabajos con requisitos semejantes se agrupaban en lotes (batch) y se ejecutaban como grupo en el
computador.
Así, si por ejemplo se agrupaban los programas en FORTRAN como un lote, se podía preparar el
computador una sola vez para FORTRAN ahorrando así bastante tiempo al operador.
Segunda Etapa

16. Para superar este tiempo de inactividad se desarrolló la secuencia automática de trabajos;
con esta técnica se crearon los primeros sistemas operativos rudimentarios.
Se deseaba un procedimiento para transferir automáticamente el control de un trabajo al
siguiente.
Para este fin se creó un pequeño programa denominado monitor residente, el cual debía
permanecer siempre en memoria.
Al encender el computador se invocaba el monitor residente, que transfería el control a un
programa. Cuando éste terminaba, devolvía el control al monitor, el cual pasaba al siguiente
programa.
Para indicar al monitor dónde comenzaba y terminaba cada trabajo se colocaron tarjetas con
ciertas características. El computador sólo tenía que leer e interpretar dichas tarjetas.
A estas tarjetas se les llamó tarjetas de control y al programa que las interpretaba:
“lenguaje de control de trabajos” (JCL, Job Control Language).
Secuenciación automática
de trabajos

17. Al utilizar tarjetas de
control, se le indicaba al
monitor residente qué
programas se debían
ejecutar. Por ejemplo, el
monitor podía ejecutar: el
compilador FORTRAN
(FTN), el ensamblador
(ASM), o el programa de
usuario (RUN). Se debía
utilizar una tarjeta de
control para cada uno.
Tarjetas de Control

18. Para diferenciar estas tarjetas del
resto del programa, con objeto de
identificarlas y tratarlas
adecuadamente, la primera
columna debía contener algún
símbolo especial que variaba de
un sistema a otro, pero que
normalmente era ´$´ o en el caso
de IBM utilizaba ´//´.
Además, debía poder gestionar la
entrada y salida de datos desde el
exterior al ordenador y viceversa,
con el fin de poder llevar a cabo
correcta y rápidamente el trabajo
encomendado, sin necesidad de
intervención de los usuarios u
operadores
Tarjetas de Control

19. Para que la secuencia fuese totalmente automática
había que incluir programas que actuasen en caso de
interrupción del proceso, bien por un error o por
terminación del mismo.
En la memoria debían estar los programas:
controladores de dispositivos, gestión de errores y el
lenguaje de control.
Estas primitivas tarjetas de control fueron los
antecesores de los modernos lenguajes de control de las
tareas y los intérpretes de comandos.
Las grandes computadoras de la segunda generación se
utilizaron principalmente para los cálculos científicos y
de ingeniería.
Monitor Residente
Por lo general, se programaba en FORTRAN
y lenguaje ensamblador. Los sistema
operativos más comunes eran FMS (Fortran
Monitor System) e IBYSYS, el sistema
operativo de IBM para la 7094.

20. El IPL
Al arrancar era necesario instalar los
programas que debían permanecer en
memoria.
La solución se conoce como IPL (initial
program load) o programa de carga
inicial, este vendría a ser
comparativamente, un antecesor del
BIOS de las computadoras de hoy día.
El IPL es un programa contenido en ROM
que se ejecuta automáticamente al
conectar el computador y cuya misión
consiste en localizar el dispositivo
periférico donde se encuentran los
programas de control y cargarlos en RAM
para ser ejecutados en el momento
oportuno.
Tarjetas de Control

21. A pesar de todas las mejoras conseguidas, los dispositivos de entrada/salida provocaban que la CPU
con frecuencia se mantuviera esperando.
Por ejemplo un ensamblador o compilador podía procesar 300 tarjetas por segundo, en cambio un
lector de tarjetas, alrededor de 20 tarjetas por segundo.
Esto implica que ensamblar un programa de 1200 tarjetas requería 60 segundos para lectura y 4 para
procesarlas.
Mientras se lleva a cabo una lectura la CPU está inactiva y mientras la CPU procesa, los dispositivos de
E/S se encuentran inactivos.
Una ayuda para agilizar la entrada/salida la brindaron las cintas magnéticas, más rápidas que las
lectoras de tarjetas.
Operación fuera de
Línea

22. No obstante presentaban el problema que el acceso para
que los usuarios escribiesen directamente en ellas era
complicado.
Así que se decidió escribir los programas en tarjetas,
después pasarlos a cinta, una vez en la cinta, el computador
los leía y trataba, posteriormente se imprimían los
resultados.
Al ser estas acciones muy lentas, copiar de tarjetas a cinta y
de cinta a impresora, se realizaban en unidades especiales,
que se encontraban conectadas al computador.
Los trabajos se leían y pasaban a una cinta magnética
mediante una computadora pequeña (como la IBM 1401).
Operación fuera de
Línea

23. La computadora IBM 1401 ofrecía un
alto rendimiento en la lectura de
tarjetas, copiado de cinta e impresión
de salida, mientras que para cálculos
numéricos no era eficiente.
Después la cinta se rebobinaba y se
llevaba a la computadora principal,
donde se colocaba en una unidad de
cinta. Al concluir cada trabajo, el
sistema escribía en una segunda cinta
en vez de la impresora. Al concluir
todo el lote se retiraba la cinta de
salida y se procedía a hacer la
impresión en lote.
Operación fuera de Línea

24. La cinta de salida se llevaba a una
computadora pequeña (como una 1401)
para impresión fuera de línea (es decir
sin conectarse a la computadora central).
La principal ventaja de la operación fuera
de línea era que el computador principal
ya no estaba restringido por la velocidad
de los lectores de tarjetas o las
impresoras de línea, sino sólo por la
velocidad mucho mayor de las unidades
de cinta magnética.
Operación fuera de Línea

25. - Lograron satisfacer en forma razonable a la mayoría de sus clientes
- Técnicas fundamentales como la MULTIPROGRAMACIÓN
- En esta etapa aparecieron los verdaderos sistema operativos, sin embargo eran
enormes y extraordinariamente complejos, tal vez el doble o triple que los
monitores anteriores.
“Por ejemplo el OS/360 constaba de millones de líneas de lenguaje ensamblador,
escrito por miles de programadores, con miles de errores, que requerían de un
flujo continuo de nuevas versiones, en un intento por corregirlos. Cada nueva
versión resolvía algunos errores pero introducía otros nuevos, por lo que es
probable que el número de errores fuera constante con respecto al tiempo.”
Tercera Etapa

26. Utilización de Buffers
Dado que los dispositivos de E/S son mucho más lentos que el procesador, se
requiere un mecanismo para evitar las largas esperas de la unidad central.
Un buffer o almacenamiento temporal, permite hacer simultánea la E/S de un
trabajo con su propio cómputo.
Consiste de un área de memoria principal donde se almacena temporalmente la
información que va a procesar la CPU o que va a enviar, después de haber sido
procesada, hacia a algún periférico.
Así, la CPU se ve pronto libre para realizar otros trabajos.
Tercera Etapa

27. Interrupciones
Con el sistema de buffer se consigue un importante ahorro de tiempo; sin embargo para que el sistema
sea eficaz, se requiere conocer lo antes posible cuándo un dispositivo de E/S ha terminado una operación
y pueda comenzar con la siguiente.
Este problema se resuelve con el servicio de interrupciones.
Tan pronto como un dispositivo de E/S termina una operación interrumpe a la CPU y esta cede el control a
un programa residente en memoria, conocido como servicio de interrupción o rutina de la
interrupción, que se encarga de iniciar la siguiente operación de E/S.
Este esquema de interrupciones es tradicional para que los dispositivos interrumpan a la CPU ya sea que
han terminado o que van a comenzar un proceso de E/S, por ejemplo en el teclado, después que se ha
presionado una tecla se genera una interrupción para que la CPU transfiera el control a la rutina apropiada
para llevar esos datos introducidos por el usuario a memoria principal para ser procesados.
Obviamente como es tan rápida la velocidad de procesamiento y tan lento la introducción de letras por el
teclado por parte del usuario que normalmente no existe ningún atraso, sin embargo cuando la CPU está
atendiendo algún proceso u otra interrupción prioritaria, el buffer local del controlador se llena y no se
puede seguir aceptando más entradas del teclado.
Tercera Etapa

28. Nace la multiprogramación
La operación fuera de línea y el uso de buffer realizados al mismo tiempo que la E/S tienen sus
limitaciones.
Un solo usuario no puede, en general, mantener todo el tiempo ocupados a la CPU o los
dispositivos de E/S.
La multiprogramación aumenta la utilización de la CPU organizando los trabajos de manera que
ésta siempre tenga algo que ejecutar.
Sin embargo, exige sistemas operativos más avanzados ya que al existir varios programas en
memoria se requiere una planificación de la CPU para que elija el programa adecuado en cada
momento, así como la planificación de los dispositivos
Tercera Etapa

29. Ocupación de recursos
Se muestran aquí los tiempos de
ocupación de los recursos, incluido
el propio procesador, necesarios
para realizar las tareas de dos
procesos.
En esta figura, se observa que
existen varios intervalos de
tiempo durante los cuales no se
hace ningún uso del procesador,
estando totalmente inactivo con
un pésimo rendimiento y por tanto
un alto costo de procesamiento.
Tercera Etapa

30. Ocupación de recursos
Por otro lado, pueden existir en el
sistema otros programas que
estén esperando su oportunidad
para acceder al procesador con el
fin de ejecutarse; entonces ¿por
qué no utilizar dichos intervalos de
inactividad del procesador para
ejecutarlos?.La respuesta es
sencilla, sí que podemos
utilizarlos, pero no para ejecutar
otro programa, sino muchos otros,
ya que todos tendrán que realizar
operaciones de entrada/salida
coincidiendo, en muchos casos,
las de varios, circunstancia que se
aprovechará para la ejecución de
otros.
Tercera Etapa
En la siguiente figura, se muestra la
ejecución de los procesos A y B si se
realizan de forma secuencial con un solo
CPU.

31. Con la multiprogramación
se consigue un mejor
aprovechamiento de los
recursos del ordenador, tal
como se observa en la
figura 12, siguiente
Tercera Etapa

32. La utilización de la programación ha dado
lugar a diferenciar los trabajos de acuerdo
con sus características y necesidades de
recursos.
–Trabajos limitados por proceso
(CPU Bound)
–Trabajos limitados por
entrada/salida (I/O Bound)
Tercera Etapa

33. Los primeros consumen la mayor
parte de su tiempo en el
tratamiento de la información y
poca entrada/salida y mayor uso
de CPU, mientras que los segundos
basan su acción en operaciones de
entrada/salida haciendo poco uso
del procesador, el cual
permanecerá inactivo,
considerándose ideales desde el
punto de vista de la
multiprogramación.
Tercera Etapa

34. Así, el principal objetivo de la multiprogramación es mantener en memoria varios
programas activos, lo que conlleva al sistema operativo a realizar las siguientes tareas
básicas:
–Ocultar a los usuarios los detalles del hardware
–Gestionar y administrar los recursos que necesiten los usuarios
–Proporcionar facilidad de sincronización y comunicación entre los programas a
ejecutar
–Reforzar las políticas de protección. Aseguran que ningún proceso se meta en la
memoria de otro, o en el espacio del Sistema Operativo.
Tercera Etapa

35. - La primer tarea, obliga a que el acceso al procesador debe seguir algún tipo de reglas o políticas
para que todos los posibles programas que lleguen a ejecutarse se realice sin que el usuario sea
consciente de ello, a esto se le conoce como planificación del CPU.
- La memoria debe ser compartida por todos los programas ya que necesitarán residir en ella al
mismo tiempo, por ello se debe establecer algún tipo de administración para impedir agresiones de
unos programas a otros. Al mismo tiempo, los distintos programas requerirán la utilización de
recursos que deberán ser diestramente asignados y utilizados.
- Varios programas pueden necesitar la utilización de un recurso al mismo tiempo, dando lugar a
problemas de concurrencia, estableciéndose una competencia entre ellos por conseguirlos.Si un
recurso no estuviera disponible, habría que bloquear el programa hasta que lo estuviera, pero sin
hacerlo indefinidamente. Es decir se deberá planificar correctamente el procesador y los trabajos a
realizar
- Se deben reforzar las políticas de protección impidiendo utilizar recursos o destruir datos de otro.
Tercera Etapa

36. Debido a esta nueva técnica fue necesario
replantearse la estructura del sistema
operativo.
A partir de ese momento se habla de núcleo
del mismo, o kernel, que se compone de
rutinas que gestionan la memoria central,
el procesador, los periféricos y otros
recursos, respondiendo a las peticiones
realizadas por los programas y a las
interrupciones de los dispositivos de E/S.
De hecho el núcleo entra en acción cuando lo
requiere un programa o un dispositivo.
Debido a que la CPU tenía que atender a
múltiples trabajos, en la memoria del
computador se debían encontrar este
conjunto de trabajos, tal como se muestra en
la figura 14 de abajo.
Tercera Etapa

37. Los sistemas de tiempo compartido se crearon para ofrecer un uso interactivo del sistema de
computación a un costo razonable.
El tiempo compartido (o multitarea) es una extensión lógica de la multiprogramación.
La CPU ejecuta las diversas tareas alternando entre ellas, pero estos cambios son tan frecuentes que
los usuarios pueden interactuar con el sistema de cómputo a través del programa que ejecuta sin
percatarse de estos cambios.
Un sistema operativo de tiempo compartido utiliza la planificación de la CPU y la multiprogramación
para proporcionar a cada usuario, que tiene su propio programa en memoria, una pequeña porción de
un computador en tiempo compartido.
En el tiempo compartido, el tiempo disponible se divide en períodos cortos, denominados segmentos
de tiempo que se otorgan a la diversas tareas en forma alternante.
Tercera Etapa

38. Los dispositivos de E/S que utilizaba el usuario inicialmente (cintas, perforadoras de
tarjetas) se sustituyen por terminales conversacionales o interactivos.
Con este sistema, los usuarios ya no tienen que suministrar todos los datos al principio de
la ejecución del programa, sino que pueden irlos alimentando según se necesiten durante
la ejecución.
Tercera Etapa

39. Aunque el tiempo compartido se concibe como una forma de instrumentar los
sistemas operativos multiusuario, también tiene aplicaciones importantes en los
sistemas monousuario.
Consideremos, por ejemplo, al usuario de un sistema de cómputo interactivo
individual, que desea que la máquina imprima un documento. Mientras se lleva
cabo esa tarea desea realizar una serie de cálculos en otro programa.
En otras palabras, el usuario quiere que el sistema operativo coordine la
ejecución de varias tareas al mismo tiempo, en forma muy similar a como haría si
cada una de las tareas hubiera sido solicitada por un usuario distinto.
Tercera Etapa

40. Con el desarrollo de la alta escala de integración de los circuitos integrados, se inició la era de la
computadora personal.
Mientras que las minicomputadoras permitieron que un departamento de una empresa o universidad
tuviera su propia computadora, el microprocesador hizo posible que una sola persona tuviera su
computadora personal.
Puesto que el sistema operativo ha sido la interfaz entre la máquina y el usuario; la interfaz que provee el
SO ha tenido un gran desarrollo.
Se ha perseguido desarrollar una interfaz amigable con el usuario, destinado a aquellos usuarios que no
poseen conocimientos profundos en el área de computación.
Otro desarrollo importante que comenzó a llevarse a cabo en esta etapa consistió en los sistemas
operativos de red de computadoras personales, así como los sistemas operativos distribuidos.
Cuarta Etapa

41. En un sistema operativo de red, los usuarios están conscientes de la existencia de
varias computadoras y pueden conectarse con máquinas remotas y copiar archivos
de una máquina a otra.
Cada máquina ejecuta su propio sistema operativo local y tiene su propio usuario (o
grupo de usuarios).
Por el contrario un sistema operativo distribuido es aquel que aparece ante sus
usuarios como un sistema tradicional de un solo procesador, aún cuando esté
compuesto por varios procesadores.
En un sistema distribuido, los usuarios, no deben ser conscientes del lugar donde su
programa se ejecute o del lugar donde se encuentran sus archivos; eso debe ser
manejado en forma automática y eficaz por el sistema operativo.
Cuarta Etapa

42. Conjunto de programas que relacionados entre sí dan coherencia a las acciones
que lleva a cabo la computadora.
Su importancia se centra en optimizar el uso del sistema de cómputo mediante un
aprovechamiento eficaz de todos sus recursos y una adecuada comunicación con
el usuario.
La mayoría de los Sistemas Operativos modernos pueden gestionar más de un
usuario, más de una tarea y más de una unidad de procesamiento.
SISTEMA OPERATIVO

43. Funciones del Sistema Operativo:
● Controla todos los recursos de la computadora
● Proporciona la base sobre la cual pueden escribirse los programas de
aplicación.
● Supervisa la ejecución de los programas de usuario
● Sirve de plataforma a partir de la cual se ejecutan dichos programas.
SISTEMAS OPERATIVOS

44. Roles:
1. Control del acceso al hardware
Se utilizan controladores para los dispositivos de Entrada y Salida y los usuarios se sienten cómodos
utilizando las conexiones Plug and Play (PnP) que se proveen vía buses y conectores USB.
. Maneja los archivos y documentos
Es transparente para el usuario, las estructuras de datos que el Sistema Operativo debe mantener para
crear, guardar, borrar archivos que utilizan sus aplicaciones.
. Provee una interfaz con el usuario
Existen dos tipos de interfaz con los usuarios, la interfaz gráfica, (GUI Graphical User Interface) con la que
la mayoría de usuarios están familiarizados y la interfaz de línea de comando (CLI Command Line
Interface) que es utilizada por usuarios con un nivel de experiencia más alto.
4. Administrar o manejar las aplicaciones
Esta capacidad ofrece al usuario moverse de una aplicación a otra, ya sea en sus móviles como en los
equipos de escritorio o laptop.
SISTEMAS OPERATIVOS

45. Sistemas operativos multiusuarios
Multiusuario: de multi: varios; y usuarios, "apto para ser utilizado por muchos usuarios"
En general se le llama multiusuario a la característica de un sistema operativo o programa que permite
proveer servicio y procesamiento a múltiples usuarios simultáneamente. Esto implica que dos o más
usuarios pueden utilizar los recursos del sistema y compartir los dispositivos periféricos.
Sistemas operativos multitarea
Es la capacidad del computador y su sistema operativo de correr varias aplicaciones al mismo tiempo.
Sistemas operativos multiprocesadores
Conocido como multiprocesamiento es la capacidad que tiene el sistema operativo de trabajar
simultáneamente con varias unidades de procesamiento.
Sistemas operativos multi-hilados
Es la capacidad del sistema operativo de descomponer en pequeñas tareas los procesos que se corren
sobre él y aprovechar la multiprogramación y el multiprocesamiento.
Tipos de sistemas operativos

46. Sistemas operativos para redes
Los sistemas operativos para redes, conocidos como NOS (Network Operating System), son el software
que permite la interconexión de computadores para acceder a todos los servicios y recursos que se
encuentren en la red de computadores.
Los sistemas operativos más utilizados que soportan la red son, Windows NT Server, UNIX, Personal
Netware, LAN Manager, Novell Netware, LANtastic.
Sus características principales son:
● Trabajan con múltiples usuarios
● Corre aplicaciones de múltiples usuarios
● Es muy robusto
● Exhibe un incremento de la seguridad con respecto a los sistemas tradicionales de una sola
máquina
Tipos de sistemas operativos

47. TIPOS DE SISTEMAS
OPERATIVOS

48. Los Sistemas Operativos más comunes
UNIX como el primer sistema operativo robusto y amigable con el usuario, sistema operativo portable,
multitarea y multiusuario, cuyo desarrollo comenzó en 1969 a manos de un grupo de empleados de los
laboratorios Bell de AT&T, entre los que figuraban Ken Thompson, Dennis Ritchie y Douglas McIlroy.
Distribuciones de UNIX: UNIX Versión 7 o UNIX System V, BSD, el AIX, el XENIX y las versiones GNU
iniciadas por Richard Stallman en el 83, que vendrían a poner al alcance de todos el conocido Linux.
Microsoft Windows traido al mundo por Bill Gates y Paul Allen a través de la empresa Microsoft.
MAC OS (del inglés Macintosh Operating System) es el nombre del sistema operativo creado por Apple
para su línea de computadoras Macintosh. Es conocido por haber sido uno de los primeros sistemas
dirigidos al usuario final ya que contaba con una interfaz gráfica compuesta por la interacción del mouse
con ventanas, iconos y menús.
Mac OS X fue base para la creación del iOS, conocido como el Sistema Operativo para iPhone, iPod Touch
y el iPad, así como la base para el sistema operativo utilizado en el Apple TV.
SISTEMAS OPERATIVOS

49. Es el encargado de organizar la forma en que se almacenan los archivos dentro del disco.
En los sistemas modernoS se presentan al usuario en forma gráfica (tipo Windows, Mac) o
en forma de texto.
El (File System) sistema de archivos, es el conjunto de métodos y estructuras de datos
que emplea el sistema operativo para manipular los archivos dentro de un disco, o
partición del mismo.
Cada sistema operativo tiene su propio administrador de archivos.
SISTEMA DE ARCHIVOS

50. Los primeros sistemas de archivos fueron creados para sistemas operativos con interfaces no
gráficas.
Y, representaban las unidades, particiones y directorios en su distribución física real.
Solo era posible llevar a cabo un número limitado de operaciones sobre los recursos de
información o archivos del sistema.
El primer desarrollo de FS visual en 1974 fue DIRED, desarrollado por Stanford Artificial
Intelligence Laboratory (SAIL) por Stan Kugell .
Este desarrollo sirvió de base para los administradores de archivos que surgieron a continuación
Con la llegada de las interfaces gráficas, los administradores de archivos fueron evolucionando
hacia la habilidad de asociar tipos de archivos a programas, así tenemos los .exe, .doc, .xls, .png,
etc.
Además al representar en forma icónica cada uno de los componentes en un dispositivo, se facilita
la comprensión de conceptos por parte del usuario.
SISTEMA DE ARCHIVOS
Historia

51. Un sistema de archivos debe proveer las herramientas para manejar:
● Cada dispositivo de almacenamiento.
● Dónde (en qué parte del dispositivo) serán almacenados los datos.
● El formato de los datos en los dispositivos.
● Los medios físicos de la transferencia de datos hacia y desde los dispositivos.
● Efectuar operaciones en los archivos tales como copiar, mover o eliminar archivos o
cambiarlos a donde el usuario los quiera ubicar.
FUNCIONES

52. Clusters
El dispositivo se divide en bloques de la misma longitud. En la mayoría de los casos se usan
sectores de 512 bytes de longitud.
El sistema administrador de archivos se encarga de organizar los clusters en archivos y
directorios, mantiene registro de qué es los que se está usando y qué está libre.
Archivo
Es una colección de datos que tiene un nombre y se almacena en un dispositivo de
almacenamiento. Se puede asegurar que es un conjunto de registros relacionados entre sí.
Un archivo debe tener nombre y atributos.
Los atributos varían de sistema a sistema. Algunos de ellos son los que proporcionan la
información sobre derechos de acceso (UGO en caso de Windows, Linux, Unix. User, Group,
Owner), pero existe una gran cantidad de ellos.
TÉRMINOS

53. Acceso Secuencial: Se lee en orden todos los registros del archivo comenzando por el
principio, sin poder:
● Saltar registros.
● Leer en otro orden.
Acceso Aleatorio: Se puede leer los registros en cualquier orden utilizando dos métodos
para determinar el punto de inicio de la lectura:
● Cada operación de lectura da la posición en el archivo con la cual iniciar.
● Una operación especial , establece la posición de trabajo pudiendo luego leerse el
archivo secuencialmente.
ACCESOS A ARCHIVOS

54. ACCESOS A ARCHIVOS
Un sistema de
archivo simple
Sistema de archivo con
apuntadores a datos
Utilización de apuntadores a
bloques de enlaces a datos

55. Es una pieza de software que emula a un
computador y puede ejecutar programas como
si fuese uno real.
MÁQUINAS VIRTUALES

56. Nacen ante la necesidad de probar un programa o realizar pruebas en otro
sistema operativo diferente al instalado en nuestras máquinas, se presenta la
disyuntiva de: ¿formatear el equipo e instalar este sistema operativo?, ¿crear una
partición e instalarlo? o ¿buscar otro equipo en el que sí esté instalado el Sistema
Operativo deseado?. La solución es: instalar una herramienta que emule el
sistema operativo que se quiere probar, así no hay necesidad de formatear ni de
cambiar de equipo. El sistema operativo emulado debería ser totalmente
independiente del sistema operativo real, conviviendo ambos en total armonía y
pudiendo pasar de uno a otro con facilidad. Lo anterior se consigue mediante el
uso de las máquinas virtuales.
MÁQUINAS VIRTUALES

57. Una máquina virtual se comporta exactamente igual que lo hace una máquina
física y contiene sus propios CPU, RAM, disco duro y tarjetas de interfaz de red
(NIC) virtuales (es decir, basados en software). La característica principal de
las máquinas virtuales es que los procesos que ejecutan están limitados por los
recursos y abstracciones proporcionados por ellas, en otras palabras, en el
momento de instalar una máquina virtual sobre la máquina real, se le asignan
recursos (CPU, RAM, etc.) que serán con los que ese sistema operativo
trabajará. Adicional a esto, cualquier máquina virtual se pueden copiar y mover
a otra máquina física de manera muy sencilla, lo que proporciona una manera
rápida y cómoda de hacer respaldos o de reutilizar máquinas existentes.
MÁQUINAS VIRTUALES

58. Por qué utilizar máquina virtuales
● Para probar un nuevo software en casa en un sistema operativo sin alterar nuestra
configuración.
● Para ver bondades y aprender un nuevo sistema operativo
● Proporcionan la ventaja de que no se crean particiones ni sectores de arranque para
otros sistemas operativos.
● El prendido y apagado de las máquinas virtuales es independiente del de su máquina.
● Se evitan problemas con virus, están completamente aisladas.
● El sistema de archivos es independiente del sistema de archivos de su máquina.
● Se pueden usar para trabajar con software antiguo.
Sin embargo como desventaja del uso de máquinas virtuales, se ralentiza nuestra propia
máquina (la pone un poco más lenta)
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59. Máquina Virtual de Sistema
Son llamadas Guest (Huésped) y la máquina en que se instala se llama Host (Anfitrión).
Constituyen el grupo más simple de máquinas y pueden emular hardware que no soportan. (Anfitrión)
Máquina Virtual de proceso
Una máquina virtual de proceso, a veces llamada "máquina virtual de aplicación", se ejecuta como un
proceso normal dentro de un sistema operativo y soporta un solo proceso. La máquina se inicia
automáticamente cuando se lanza el proceso que se desea ejecutar y se detiene cuando éste finaliza.
El hipervisor:
Esta capa de software (VMM) maneja, gestiona y arbitra los cuatro recursos principales de una
computadora (CPU, Memoria, Red, Almacenamiento) y reparte dinámicamente dichos recursos entre todas
las máquinas virtuales definidas en el computador anfitrión. En la actualidad todos los fabricantes tanto de
Software como de Hardware están trabajando para mejorar, ayudar al Hypervisor (VMM) para llegar a una
virtualización completa, fiable y robusta.
CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS
VIRTUALES

60. Técnicas de virtualización
Emulación del hardware subyacente (ejecución nativa)
Esta técnica se suele llamar virtualización completa (full virtualization) del hardware, y se puede
implementar usando un hypervisor de Tipo 1 o de Tipo 2.
El tipo 1 se ejecuta directamente sobre el hardware del host, tal como se muestra en la figura 21, lo
controla y administra los sistema operativos invitados. Un sistema operativo invitado, por tanto, se
ejecuta en otro nivel por encima del hipervisor.
CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS
VIRTUALES

61. Técnicas de virtualización
El tipo 2, se ejecuta sobre el sistema operativo, tal como se muestra en la figura 22. Con la capa
del hypervisor como un nivel distinto segundo software, los sistemas operativos invitados son
ejecutados en el tercer nivel por encima del hardware.
CLASIFICACIÓN DE MÁQUINAS
VIRTUALES
Cada máquina virtual puede ejecutar
cualquier sistema operativo soportado por
el hardware subyacente. Así los usuarios
pueden ejecutar dos o más sistemas
operativos distintos simultáneamente en
computadoras "privadas" virtuales.
Las máquinas virtuales también pueden
actuar como emuladores de hardware,
permitiendo que aplicaciones y sistemas
operativos concebidos para otras
arquitecturas de procesador se puedan
ejecutar sobre un hardware que en teoría
no soportan.

62. Técnicas de virtualización
Virtualización a nivel de sistema operativo
Esta técnica consiste en dividir una computadora en varios compartimentos independientes de
manera que en cada compartimento podamos instalar un servidor. A estos compartimentos se los
llama "entornos virtuales". Desde el punto de vista del usuario, el sistema en su conjunto actúa
como si realmente existiesen varios servidores ejecutándose en varias máquinas distintas. Dos
ejemplos son las zonas de Solaris (Solaris Zones) y la técnica de Micro Partioning de AIX.
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VIRTUALES