Somos estudiantes de la escuela Tecnológico del Itsmo, con el propósito de enviar este trabajo como muestra de aprendizaje, y la vez, aprender. Esta unidad veras del tema de "Los Sistema Operativos" y sus características de que estén conformado, con ilustración y detalles recalcados. "La computadora es el instrumento humano hoy en día"

1. Unidad 1: Los Sistemas
Operativos
Semestre: Enero-Junio (2020)
Equipo:
• Jorge Emilio Aragón Ríos
• Andrés Armando Castillo Gutiérrez
• Giovanni Fuentes Cabrera
Profesor:
• Toledo Torres Jacinto
Carrera:
Ing. Informática
Materia:
• Sistemas Operativos 1
Grado y Grupo:
• 4 S

2. 1.1. Definición y Concepto
El sistema operativo es el software que coordina y dirige todos los
servicios y aplicaciones que utiliza el usuario, por eso es el más
importante y fundamental en una computadora. Se trata de
programas que permiten y regulan los aspectos más básicos del
sistema. Los sistemas operativos más utilizados son Windows, Linux,
OS/2 y DOS.

3. Los sistemas operativos, llamados también núcleos o kernels, suelen
ejecutarse de manera privilegiada respecto al resto del software, sin
permitir que un programa cualquiera realice cambios de importancia
sobre él que puedan comprometer su funcionamiento. El sistema
operativo es el protocolo básico de operatividad del computador, que
coordina todas sus demás funciones: de comunicaciones, de
procesamiento, de interfaz con el usuario, etc.
Los sistemas operativos consisten en interfaces gráficas, entornos de
escritorio o gestores de ventanas, que brindan al usuario una
representación gráfica de los procesos en marcha. También puede ser
una línea de comandos, es decir, un conjunto de instrucciones
ordenado en base a su prioridad y que funciona en base a comandos
y órdenes introducidos por el usuario.

4. 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.
Un sistema operativo es un conjunto de programas o software,
destinado a permitir la comunicación entre el usuario y la máquina
de forma cómoda y eficiente; se encarga de gestionar los recursos del
ordenador, esto incluye la gestión del hardware desde los niveles más
básicos.

5. 1.2. Funciones y Características
Las funciones de un sistema operativo más importantes son la
gestión de procesos, gestión de la memoria, la comunicación entre
aplicaciones, entre otras. Un sistema operativo es el software
principal o conjunto de programas que gestionan todos los procesos
que surgen dentro de un aparato electrónico.
No son los programas y aplicaciones que usamos habitualmente para
el manejo por ejemplo del ordenador, sino las características que
permiten que esas aplicaciones funcionen.

6. Funciones:
• Administración del procesador: El sistema operativo administra la distribución
del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de
programación. El tipo de programador depende completamente del sistema
operativo, según el objetivo deseado.
• Gestión de la memoria de acceso aleatorio: El sistema operativo se encarga de
gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada
usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el
sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro,
denominada "memoria virtual". La memoria virtual permite ejecutar
aplicaciones que requieren una memoria superior a la Memoria RAM disponible
en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.
• Gestión de entradas/salidas: El sistema operativo permite unificar y controlar
el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers
(también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).
• Gestión de ejecución de aplicaciones: El sistema operativo se encarga de que
las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas
necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde
correctamente puede "sucumbir".

7. • Administración de autorizaciones: El sistema operativo se encarga de la
seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los
recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las
autorizaciones correspondientes.
• Gestión de archivos: El sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el
sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y
usuarios.
• Gestión de la información: El sistema operativo proporciona cierta cantidad de
indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto
del equipo.

8. Caracterizas:
• Conveniencia: Un Sistema Operativo hace más conveniente el uso de una
computadora y/o dispositivo electrónico
• Eficiencia: El SO permite que los recursos de la computadora y/o dispositivo se
usen de manera correcta y eficiente.
• Habilidad para evolucionar: Un SO debe de ser capaz de aceptar nuevas
funciones sin que tenga problemas al ejecutarse.
• Encargado de administrar el hardware: El SO debe de ser eficaz, recibiendo las
señales provenientes de los periféricos y Hardware en general.
• Relacionar dispositivos: Cuando el SO detecta otro sistema operativo
conectado en sí mismo.
• Algoritmos: Un SO hace el uso de la computadora o dispositivo más racional y
eficiente.

9. 1.3. Evolución Histórica
Los Sistemas Operativos, al igual que el Hardware de los
computadores, han sufrido una serie de cambios revolucionarios
llamados generaciones.
En el caso del hardware, las generaciones han sido marcadas por
grandes avances en los componentes utilizados, pasando de válvulas
(primera generación ) a transistores (segunda generación), a circuitos
integrados (tercera generación), a circuitos integrados de gran y muy
gran escala (cuarta generación).

10. Cada generación Sucesiva de hardware ha ido acompañada de
reducciones substanciales en los costos, tamaño, emisión de calor y
consumo de energía, y por incrementos notables en velocidad y
capacidad. En la actualidad existe gran variedad de Sistemas
Operativos como pueden ser Windows 98, Windows NT, Linux, etc.

11. Primera generación (Finales de la década de los 50's):
En esta década aparecen los sistemas de procesamiento por lotes, donde los
trabajos se reunían por grupos o lotes. Cuando se ejecutaba alguna tarea, ésta
tenía control total de la máquina. Al terminar cada tarea, el control era devuelto al
sistema operativo, el cual limpiaba, leía e iniciaba la siguiente tarea. Aparece el
concepto de nombres de archivo del sistema para lograr independencia de
información. Los laboratorios de investigación de General Motors poseen el crédito
de haber sido los primeros en poner en operación un sistema operativo para su
IBM 701.

12. Segunda generación (Mitad de la década de los 60's):
En esta generación se desarrollan los sistemas compartidos con
multiprogramación, en los cuales se utilizan varios procesadores en un solo
sistema, con la finalidad de incrementar el poder de procesamiento de la máquina.
El programa especificaba tan sólo que un archivo iba a ser escrito en una unidad de
cinta con cierto número de pistas y cierta densidad. El sistema operativo localizaba
entonces una unidad de cinta disponible con las características deseadas, y le
indicaba al operador que montara una cinta en esa unidad.

13. Tercera generación:
En esta época surge la familia de computadores IBM/360 diseñados como sistemas
para uso general, por lo que requerían manejar grandes volúmenes de información
de distinto tipo, lo cual provocó una nueva evolución de los sistemas operativos:
los sistemas de modos múltiples, que soportan simultáneamente procesos por
lotes, tiempo compartido, procesamiento en tiempo real y |multiprocesamiento.

14. Cuarta generación (Mitad de la década de los 70's hasta nuestros días):
Los sistemas operativos conocidos en la época actual son los considerados sistemas
de cuarta generación. Con la ampliación del uso de redes de computadoras y del
procesamiento en línea es posible obtener acceso a computadoras alejadas
geográficamente a través de varios tipos de terminales. Con estos sistemas
operativos aparece el concepto de máquinas virtuales, en el cual el usuario no se
involucra con el hardware de la computadora con la que se quiere conectar y en su
lugar el usuario observa una interfaz gráfica creada por el sistema operativo.

15. Línea de Tiempo de
Sistemas Operativos

16. Linux:

18. Windows:

19. Android:

20. ¡OS:

21. 1.4. Clasificación
Debido a la evolución de los sistemas operativos fue necesario
realizar una clasificación; considerando las diferencias existentes
entre sus componentes los podemos clasificar en:
• Sistemas operativos por lotes.
• Sistemas operativos multiprogramación.
• Sistemas operativos multiusuario.
• Sistemas operativos de tiempo compartido.
• Sistemas operativos de tiempo real.

22. Sistemas operativos por lotes:
Los sistemas operativos por lotes requieren que la información esté reunida en
bloque o "lote" (el programa, los datos, y las instrucciones). Los trabajos son
procesados en el orden de admisión, según el modelo de "primero en llegar
primero en ser atendido". En estos sistemas la memoria se divide en dos zonas.
Una de ellas es ocupada por el sistema operativo, y la otra se usa para cargar
programas transitorios para su ejecución. Cuando termina la ejecución de un
programa se carga un nuevo programa en la misma zona de memoria.

23. Sistemas operativos multiprogramación:
Los sistemas de multiprogramación son capaces de soportar dos o más procesos
concurrentes múltiples, permiten que residan al mismo tiempo en la memoria
primaria las instrucciones y los datos procedentes de dos o más procesos. Estos
sistemas implican la operación de multiproceso, para el manejo de la información.
Se caracterizan principalmente por un gran número de programas activos
simultáneamente que compiten por los recursos del sistema, como el procesador,
la memoria, y los "dispositivos de E/S". Estos sistemas monitorean el estado de
todos los programas activos y recursos del sistema.

24. Sistemas operativos multiusuario:
Los sistemas operativos multiusuario permiten acceder simultáneamente a un
sistema de computadoras a través de dos o más terminales. Este tipo de sistema
operativo es fundamental en el manejo de redes de computadoras actualmente.

25. Sistemas operativos de tiempo compartido:
Los sistemas operativos de tiempo compartido tratan de proporcionar un reparto
equitativo de los recursos comunes para dar la impresión a los usuarios de que
poseen una computadora independiente. En estos sistemas el administrador de
memoria proporciona aislamiento y protección de los programas, ya que
generalmente no tienen necesidad de comunicarse entre ellos. El control de E/S se
encarga de proporcionar o retirar la asignación a los dispositivos de forma que se
preserve la integridad del sistema y se proporcione servicio a todos los usuarios. El
administrador de archivos proporciona protección y control en el acceso de la
información, dada la posibilidad de concurrencia y conflictos al tratar de acceder a
los archivos.

26. Sistemas operativos de tiempo real:
Estos sistemas tienen como objetivo proporcionar tiempos más rápidos de
respuesta, procesar la información sin tiempos muertos. En estos sistemas el
administrador de memoria es relativamente menos solicitado debido a que
muchos procesos residen permanentemente en memoria. El administrador de
archivos se encuentra normalmente en grandes sistemas de tiempo real y su
objetivo principal es manejar la velocidad de acceso, más que la utilización eficaz
del almacenamiento secundario.

27. 1.5. Estructura: niveles o
estratos de diseño
Estructura monolítica.
Primeros sistemas operativos constituidos fundamentalmente por un sólo
programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma
que cada una puede llamar a cualquier otra.
Características:
• Construcción del programa final a base de módulos compilados
separadamente que se unen a través del encadenador (linker).
• Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas
existentes.
• Carecen de protecciones y privilegios al entrar a rutinas que manejan
diferentes aspectos de los recursos de la computadora.
• Generalmente hechos a la medida, eficientes y rápidos en ejecución y
gestión.
• Poco flexibles para soportar diferentes ambientes de trabajo o
aplicaciones.
• Estructura jerárquica.

28. Mayores necesidades de los usuarios, mayor organización del
software. Se dividió el sistema operativo en pequeñas partes, cada
una bien definida y con una clara interfase con el resto de elementos.
Se constituyó una estructura jerárquica, el primero de los cuales fue
denominado THE (Technische Hogeschool, Eindhoven).
• Capa 5 – Control de programas de usuario.
• Capa 4 – Gestión de Archivos.
• Capa 3 – Control de operaciones entrada/salida.
• Capa 2 – Control de la Consola de operación.
• Capa 1 – Gestión de memoria.
• Capa 0 – Planificación de CPU.
• Capa -1 – Hardware.

29. En esta estructura se basan la mayoría de los sistemas operativos
actuales. Otra forma es la de anillos.
Cada uno tiene una apertura por donde pueden entrar las llamadas
de las capas inferiores.
Las zonas más internas del sistema operativo o núcleo estarán más
protegidas de accesos indeseados desde las capas más externas.
Las internas serán más privilegiadas que las externas.
Cliente-servidor:
El más reciente, puede ser ejecutado en la mayoría de las
computadoras, para toda clase de aplicaciones, es de propósito
general.
El núcleo establece la comunicación entre los clientes y los
servidores. Los procesos pueden ser tanto servidores como clientes.
Por ejemplo, un programa de aplicación normal es un cliente que
llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar
una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su
vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro.

30. 1.6. Núcleo
El Núcleo (o kernel) es una colección de módulos de software que se
ejecutan en forma privilegiada –lo que significa que tienen acceso
pleno a los recursos del sistema. El núcleo normalmente representa
sólo una pequeña parte de lo que por lo general se piensa que es
todo el sistema operativo, pero es tal vez el código que más se utiliza.
Por esta razón, el núcleo reside por lo regular en la memoria
principal, mientras que otras partes del sistema operativo son
cargadas en la memoria principal sólo cuando se necesitan .Los
núcleos se diseñan para realizar “el mínimo” posible de
procesamiento en cada interrupción y dejar que el resto lo realice el
proceso apropiado del sistema, que puede operar mientras el núcleo
se habilita para atender otras interrupciones. El núcleo de un sistema
operativo normalmente contiene el código necesario para realizar las
siguientes funciones:

31. • Manejo de interrupciones.
• Creación y destrucción de procesos.
• Cambio de estado de los procesos.
• Despacho.
• Suspensión y reanudación de procesos.
• Sincronización de procesos.
• Comunicación entre procesos.
• Manipulación de los bloques de control de procesos.
• Apoyo para las actividades de entrada/salida.
• Apoyo para asignación y liberación de memoria.
• Apoyo para el sistema de archivos.
• Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un
procedimiento.
• Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.

32. Resumen/Conclusión
Luego de haber investigado y analizado se puede ver que se han
desarrollado varios tipos de sistemas operativos con diferentes
interfaces y categorías. Pero hemos podido observar que todos los
sistemas operativos han sufrido cambios por parte de los
programadores, y siguen evolucionando.
El diálogo entre el usuario y la máquina suele realizarse a través de
una interfaz de línea de comandos o de una Interfaz Gráfica de
Usuario (GUI, siglas en inglés). Las interfaces de línea de comandos
exigen que se introduzcan instrucciones breves mediante un teclado.
Las GUI emplean ventanas para organizar archivos y aplicaciones con
iconos y menús que presentan listas de instrucciones. El usuario
manipula directamente estos objetos visuales en el monitor
señalándolos, seleccionándolos y arrastrándolos o moviéndolos con
un Mouse.