1. U<br />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.[]<br />Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo, es decir, la inclusión en el mismo término de programas como el explorador de ficheros, el navegador y todo tipo de herramientas que permiten la interacción con el sistema operativo, también llamado 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 existen las llamadas distribuciones GNU. Este error de precisión, se debe a la modernización de la informática llevada a cabo a finales de los 80, cuando la filosofía de estructura básica de funcionamiento de los grandes computadores[2] se rediseñó a fin de llevarla a los hogares y facilitar su uso, cambiando el concepto de computador multiusuario, (muchos usuarios al mismo tiempo) por un sistema mono usuario (únicamente un usuario al mismo tiempo) más sencillo de gestionar<br />(Véase Amiga OS, be OS o MacOS como los pioneros[4] de dicha modernización, cuando los Amiga, fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters[5] por su capacidad para la Edición de vídeo en entorno multitarea round robin, con gestión de miles de colores e interfaces intuitivos para diseño en 3D.<br />Uno de los propósitos del sistema operativo que gestiona el núcleo intermediario consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. Se encuentran en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar. (Teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, etc.).<br />Perspectiva histórica<br />L<br />os primeros sistemas (1945-1960) eran grandes máquinas operadas desde la consola maestra por los 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.<br />A finales de los años 80, una computadora Commodore Amiga equipada con una aceleradora Video Toaster era capaz de producir efectos comparados a sistemas dedicados que costaban el triple. Un Video Toaster junto a Lightwave ayudó a producir muchos programas de televisión y películas, entre las que se incluyen Babylon 5, Seaquest DSV y Terminator II.<br />1482090273685<br />Problemas de explotación y soluciones iníciales<br />El problema principal de los primeros sistemas era la baja utilización de los mismos, la primera solución fue poner un operador profesional que lo manejase, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorró tiempo y se aumentó la velocidad.<br />Para ello, los trabajos se agrupaban de forma manual en lotes mediante lo que se conoce como procesamiento por lotes (batch) sin automatizar.<br />Monitores residentes<br />F<br />ichas en lenguaje de procesamiento por lotes, con programa y datos, para ejecución secuencial.<br />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.<br />Un monitor residente estaba compuesto por un cargador, un Intérprete de comandos y un Controlador (drivers) para el manejo de entrada/salida<br /> <br />Sistemas con almacenamiento temporal de E/S<br />Los 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 un trabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistema de buffers con el siguiente funcionamiento:<br />Un programa escribe su salida en un área de memoria (buffer 1).<br />El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el programa de aplicación calcula depositando la salida en el buffer 2.<br />La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo cálculo también.<br />Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro nuevo cálculo dirige su salida al buffer 1.<br />El proceso se puede repetir de nuevo.<br />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).<br />Perspectiva histórica<br /> los spoolers primeros sistemas (1945-1950) eran grandes máquinas operadas desde la consola maestra por los 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 <br />Un avance en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos, etc.<br />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 Operación On-Line).<br />1205865130810<br />Sistemas operativos multiprogramados<br />S<br />urge un nuevo avance en el hardware: el hardware con protección de memoria. Lo que ofrece nuevas soluciones a los problemas de rendimiento:<br />Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de otros trabajos.<br />Se pueden mantener en memoria varios programas.<br />Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en memoria.<br />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:<br /> Administrar la memoria.<br />Gestionar el uso de la CPU (planificación).Administrar el uso de los dispositivos de E/S.<br />Cuando desempeña esas tareas, el monitor residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado. Llamadas al sistema operativo.<br />Definición breve: llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al SO.<br />Cada SO implementa un conjunto propio de llamadas al sistema. Ese conjunto de llamadas es la interfaz del SO frente a las aplicaciones. Constituyen el lenguaje que deben usar <br />Aplicaciones para comunicarse con el SO. Por ello si cambiamos de SO, y abrimos un programa 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:<br />Las llamadas correspondientes deben tener el mismo formato.<br />Cada llamada al nuevo SO tiene que dar los mismos resultados que la correspondiente del anterior.<br />Modos de ejecución en un CPU<br />Las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU. No obstante el Sistema Operativo, tiene que poder utilizar todo el juego de <br />Instrucciones del CPU. Por ello, una CPU debe tener (al menos) dos modos de operación diferentes.<br />Llamadas al sistema<br />U<br />na aplicación, normalmente no sabe dónde está situada la rutina de servicio de la llamada. Por lo que si ésta se codifica como una llamada de función, cualquier cambio en el S.O. haría que hubiera que reconstruir la aplicación.<br />Pero lo más importante es que una llamada de función no cambia el modo de ejecución de la CPU. Con lo que hay <br />Que conseguir llamar a la rutina de servicio, sin tener que conocer su ubicación, y hacer que se fuerce un cambio de modo de operación de la CPU en la llamada (y la recuperación del modo anterior en el retorno).<br />Esto se hace utilizando instrucciones máquina diseñadas específicamente para este cometido, distintas de las que se usan para las llamadas de función.<br />Interrupciones y excepciones<br />El SO ocupa una posición intermedia entre los programas de aplicación y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a petición de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute código del SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones:<br />Algún dispositivo de E/S necesita atención.<br />Se ha producido una situación de error al intentar ejecutar una instrucción del programa (normalmente de la aplicación).<br />En ambos casos, la acción realizada no está ordenada por el programa de aplicación, es decir, no figura en el programa.<br />Según los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y la excepciones:<br />Interrupción: señal que envía un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que la operación de la que se estaba ocupando, ya ha terminado.<br />Excepción: una situación de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instrucción, que requiere tratamiento por parte del SO.<br />Clases de excepciones<br />Las instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversas razones:<br />El código de operación puede ser incorrecto.<br />Se intenta realizar alguna operación no definida, como dividir por cero.<br />La instrucción puede no estar permitida en el modo de ejecución actual.<br />La dirección de algún operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso.<br />Importancia de las excepciones<br />E<br />l mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir, junto a los modos de ejecución de la CPU y los mecanismos de protección de la memoria, que las aplicaciones realicen operaciones que no les están permitidas. En cualquier caso, el tratamiento específico de una excepción lo realiza el SO.<br />Como en el caso de las interrupciones, el hardware se limita a dejar el control al SO, y éste es el que trata la situación como convenga.<br />Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepción no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepción, sino que el SO aborte la ejecución de ese programa. Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepción adecuadamente.<br />3063240238125Componentes de un sistema operativo<br />Gestión de procesos<br />Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de:<br />Crear y destruir los procesos.<br />Parar y reanudar los procesos.<br />Ofrecer mecanismos para que se comuniquen y sincronicen.<br />La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.<br />Gestión de la memoria principal<br />La Memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido accesos es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S, es volátil y pierde su contenido en los fallos del sistema. <br />164401533020<br />Gestión del almacenamiento secundario<br />U<br />3434715548005n sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. <br />El sistema de E/S<br />Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.<br />Sistema de archivos<br />Los archivos son colecciones de información relacionada, definidas por sus creadores. Éstos almacenan programas (en código fuente y objeto) y datos tales como imágenes, textos, información de bases de datos, etc. El SO es responsable de:<br />Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios.<br />Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de almacenamiento.<br />Realizar copias de seguridad de archivos.<br />Existen diferentes Sistemas de Archivos, es decir, existen diferentes formas de organizar la información que se almacena en las memorias (normalmente discos) de los ordenadores. Por ejemplo, existen los sistemas archivos FAT, FAT32, EXT3, NTFS, etc.<br />Descripción del sistema operativo<br />p<br />ara que un ordenador pueda hacer funcionar un programa informático (a veces conocido como aplicación o software), debe contar con la capacidad necesaria para realizar cierta cantidad de operaciones preparatorias que puedan garantizar el intercambio entre el procesador, la memoria y los recursos físicos (periféricos). <br />El sistema operativo (a veces también citado mediante su forma abreviada OS en inglés) se encarga de crear el vínculo entre los recursos materiales, el usuario y las aplicaciones (procesador de texto, videojuegos, etcétera). Cuando un programa desea acceder a un recurso material, no necesita enviar información específica a los dispositivos periféricos; simplemente envía la información al sistema operativo, el cual la transmite a los periféricos correspondientes a través de su driver (controlador). Si no existe ningún driver, cada programa debe reconocer y tener presente la comunicación con cada tipo de periférico. <br />De esta forma, el sistema operativo permite la quot;
disociaciónquot;
de programas y hardware, principalmente para simplificar la gestión de recursos y proporcionar una interfaz de usuario (MMI por sus siglas en inglés) sencilla con el fin de reducir la complejidad del equipo. <br />Funciones del sistema operativo El sistema operativo cumple varias funciones: <br />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. <br />293941558420Gestión 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.<br />puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada quot;
memoria virtualquot;
. 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<br />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). <br />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 quot;
sucumbirquot;
. <br />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. <br />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. <br />Componentes del sistema operativo<br />El sistema operativo está compuesto por un conjunto de paquetes de software que pueden utilizarse para gestionar las interacciones con el hardware. Estos elementos se incluyen por lo general en este conjunto de software: <br />El núcleo, que representa las funciones básicas del sistema operativo, como por ejemplo, la gestión de la memoria, de los procesos, de los archivos, de las entradas/salidas principales y de las funciones de comunicación. <br />El intérprete de comandos, que posibilita la comunicación con el sistema operativo a través de un lenguaje de control, permitiendo al usuario controlar los periféricos sin conocer las características del hardware utilizado, la gestión de las direcciones físicas, etcétera. <br />El sistema de archivos, que permite que los archivos se registren en una estructura arbórea. <br />Sistemas de multipro<br />U<br />n sistema se considera preventivo cuando cuenta con un programador (también llamado planificador) el cual, según los criterios de prioridad, asigna el tiempo de los equipos entre varios procesos que lo solicitan. <br />Se denomina sistema de tiempo compartido a un sistema cuando el programador asigna una cantidad determinada de tiempo a cada proceso. Éste es el caso de los sistemas de usuarios múltiples que permiten a varios usuarios utilizar aplicaciones <br />diferentes o similares en el mismo equipo al mismo tiempo. De este modo, el sistema se denomina quot;
sistema transaccionalquot;
. Para realizar esto, el sistema asigna un período de tiempo a cada usuario. <br />Sistemas de multiprocesadores<br />La técnica de multiprocesamiento consiste en hacer funcionar varios procesadores en forma paralela para obtener un poder de cálculo mayor que el obtenido al usar un procesador de alta tecnología o al aumentar la disponibilidad del sistema (en el caso de fallas del procesador). <br />Las siglas SMP (multiprocesamiento simétrico o multiprocesador simétrico) hacen referencia a la arquitectura en la que todos los procesadores acceden a la misma memoria compartida. <br />Un sistema de multiprocesadores debe tener capacidad para gestionar la repartición de memoria entre varios procesadores, pero también debe distribuir la carga de trabajo. <br />Sistemas fijos<br />Los sistemas fijos son sistemas operativos diseñados para funcionar en equipos pequeños, como los PDA (asistentes personales digitales) o los dispositivos electrónicos autónomos (sondas espaciales, robots, vehículos con ordenador de a bordo, etcétera) con autonomía reducida. En consecuencia, una característica esencial de los sistemas fijos es su avanzada administración de energía y su capacidad de funcionar con recursos limitados. <br />Los principales sistemas fijos de quot;
uso generalquot;
para PDA son los siguientes: <br />Palmos <br />Windows CE / Windows Mobile / Window Smartphone <br />Sistemas de tiempo real<br />L<br />os sistemas de tiempo real se utilizan principalmente en la industria y son sistemas diseñados para funcionar en entornos con limitaciones de tiempo. <br />Sistema de tiempo real debe tener capacidad para operar en forma fiable según limitaciones de tiempo específicas; en otras palabras, debe tener capacidad para procesar adecuadamente la información recibida a intervalos definidos claramente (regulares o de otro tipo). <br />Estos son algunos ejemplos de sistemas operativos de tiempo real: <br />OS-9; <br />RTLinux (RealTime Linux); <br />QNX; <br />VxWorks. <br />Tipos de sistemas operativos<br />Existen varios tipos de sistemas operativos, definidos según su capacidad para administrar simultáneamente información de 16 bits, 32 bits, 64 bits o más. <br />sistemaprogramaciónUsuario únicoUsuario múltipleTarea únicaMultitareados16 bitsX XWindows3.116/32 bitsX no preventivoWindows95/98/Me32 bitsX cooperativoWindows/200032 bits X preventivoWindows XP32/64 bits X preventivoUnix / Linux32/64 bits X preventivoMAC/OS X32 bits X preventivoVMS 932 bits X preventivo<br />C<br />omo se dijo anteriormente en quot;
¿Qué es un Sistema Operativo? – Nociones básicasquot;
, el conocimiento, en forma general, sobre el funcionamiento de un Sistema Operativo, nos abrirá las puertas a una mejor comprensión de Linux.<br />Con estas series de publicaciones, queda abierta la temática de quot;
Curso Sobre Linuxquot;
, en el cual quedan invitados a todos aquellos que quieran profundizar en el conocimiento de este Sistema Operativo. En esta temática, no se pretende escribir artículos sobre como es el manejo de tal o cual programa. Lo que se pretende, es que el lector pueda adquirir una series de conocimientos para salir de la franja que muchos la llaman quot;
Novatosquot;
.<br />Seguimos hoy con las funciones de los Sistemas Operativos. Un Ordenador sin él no hace nada ni nos sirve para nada. Muchos sabrán, y sobre todo los usuarios de Windows, cuando se nos fastidia nuestro Sistema Operativo ( el Windows cuando le entra un arsenal de virus o, el linux, cuando entra en un Kernel Panic) tomamos conciencia de la funcionalidad de los Sistemas Operativos, tal vez para muchos, en forma intuitiva. Pues bueno, conozcamos cuál es esa funcionalidad:<br />Una aclaración: Un sistema informático como todo sistema, es el conjunto de partes interrelacionadas, hardware, software y de Recurso Humano (humanware). Un sistema informático típico emplea una computadora que usa dispositivos programables para capturar, almacenar y procesar datos.<br />958215457200<br />Comparación de los sistemas operativos<br />Los sistemas operativos y sus creadores<br />Sistema operativoWindows 7Windows VistaWindows XPWindows 2000HaikuMac OS XMac OSCreadorMicrosoftMicrosoftMicrosoftMicrosoftHaiku ProjectAppleAppleAño de primera distribución2009200720012000200920011984<br />Sistema operativoDebían GNU/LinuxFedora (Linux)SUSE LinuxMandriva LinuxFreeBSDOpenBSDSolariPlan CreadorProyecto DebíanProyecto FedorasuseMandriva (empresaUniversidad de CaliforniaTheo de RaadtsunBell LabsAño de primera distribución19932003199411981993199619891993<br />