Sistemas Operativos

1. 2018
Johan Silva
[Nombre de la compañía]
12-4-2018
Fundamentos de Sistemas
Operativos
LOGRO DE APRENDIZAJE:
Al finalizar, el estudiante será capaz
de interpretar, analizar y proponer
configuraciones de trabajo del Sistema
Operativo Windows.

2. Introducción a los sistemas operativos. Fundamentos
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1. Fundamentos de sistemas operativos
1.1. Introducción
Un sistema operativo es el conjunto software que maneja tanto el hardware de un computador como los
procesos que en él se ejecutan, a los cuales ofrece una serie de herramientas y servicios. De ello, podemos
concluir que:
1. Las aplicaciones no forman parte del sistema operativo.
2. No cualquier sistema operativo puede ejecutarse en cualquier hardware.
En la actualidad existen diferentes tipos de sistemas operativos, orientados a cubrir diferentes necesidades:
Multitarea. Permite la ejecución de diferentes tareas simultáneamente.
Multiproceso. Soporta ejecutar programas en más de una CPU.
Multiusuario. Permite que dos o más usuarios ejecuten programas simultáneamente.
Multithread. Soporta que diferentes partes de un mismo programa se ejecuten concurrentemente.
Tiempo real. Garantiza el procesado de eventos o datos en un tiempo específico.
Embebido / Móvil. Diseñado para ejecutarse en pequeños dispositivos con autonomía y recursos
limitados. Son compactos y hacen un uso del hardware extremadamente eficiente.
Distribuido. Se ejecutan en diferentes computadores conectados por red, mostrándolos como uno
único.

3. Introducción a los sistemas operativos. Fundamentos
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Así, por ejemplo, Android Marshmallow sería un sistema operativo móvil, multitarea,
multiproceso, multiusuario y multithread.
1.2. Funciones de los sistemas operativos
Un sistema operativo debe ofrecer las siguientes funcionalidades:
1. Facilitar el desarrollo de programas. Debe proporcionar herramientas (tales como editores,
compiladores, depuradores, etc.) que faciliten la creación de nuevos programas.
2. Ejecución de programas. Ha de permitir la ejecución de programas de forma transparente para el
usuario (carga del programa en memoria, acceso a periféricos…), así como facilitar la ejecución
concurrente o paralela de los mismos.
3. Acceso a periféricos (E/S). Debe dar una visión unificada para acceder a los dispositivos que
controla.
4. Acceso controlado a ficheros.
5. Acceso al sistema. En sistemas compartidos o públicos, debe controlar el acceso al sistema
completo y sus dispositivos.
6. Detección y gestión de errores. Durante la ejecución se pueden producir errores, tanto hardware
como software. El sistema operativo debe dar una respuesta adecuada cuando el error se produce,
demostrando estabilidad y fiabilidad.
7. Monitorización. Colección de datos de rendimiento: tiempo de respuesta, tiempo de acceso,
porcentaje de uso de los recurso, etc.
1.3. Arquitectura
Cualquier sistema operativo está formado por 4 módulos o subsistemas. El conjunto de estos cuatro
bloques se conoce como kernel:
1. Núcleo. Proporciona el nivel más básico de control sobre el hardware del computador (con la
ayuda de los controladores de dispositivos - drivers), gestiona (y si es necesario inhabilita) las
interrupciones provocadas por el hardware, conmuta la CPU entre las diferentes tareas, decide qué
proceso accede a dichos recursos hardware y ofrece los mecanismos y servicios básicos para el
correcto desarrollo y ejecución de los procesos.
2. Sistema de entrada/salida. Gestiona cualquier acceso, tanto de entrada como de salida, a
los periféricos. Cualquier bloque que quiera dialogar con el hardware tiene que
comunicarse con esta capa.
3. Gestión de memoria. Maneja el uso de la memoria por parte de los procesos en ejecución
concurrente (creación, indexación, destrucción…). Debe garantizar que un proceso no interfiere
en la memoria de otro. Es el encargado de la gestión de la memoria virtual, en caso de haberla.
4. Sistema de ficheros. Provee una visión estructurada de los datos almacenados en el disco.
El objetivo de esta capa es proporcionar un acceso rápido y fiable a la información,
maximizando el uso de las capacidades del disco (o discos).

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Sistema de ficheros
Gestión de memoria
Sistema de E/S
Núcleo
Además de estos bloques básicos, podemos encontrar otros, dependiendo de las características,
funcionalidades y dimensiones del sistema:
5. Gestión de redes. Soporte de los diferentes protocolos de comunicación, del hardware de redes y de
las aplicaciones que los usan. Computadores usando diferentes sistemas operativos han de ser
capaces de comunicarse entre ellos.
6. Seguridad. Para que un computador sea seguro, el sistema operativo debe controlar a qué permite y
a qué deniega acceso en el sistema. En sistemas multiusuario, métodos de autenticación son
requeridos, así como el establecimiento de roles y niveles de privilegios.
7. Interfaz de usuario. Modo en el que el sistema va a mostrarse visualmente al usuario.
1.4. Espacios y tipos de kernels
Dentro de la memoria del computador tenemos el sistema operativo y los procesos (programas en
ejecución). Para evitar que los procesos accedan a la memoria usada por el sistema operativo de manera
incontrolada, el sistema segrega virtualmente (y a veces incluso físicamente) la memoria en espacio de
sistema y espacio de usuario. Aquello que se ubica en el espacio de usuario puede acceder a aquello
ubicado en el espacio de sistema mediante llamadas al sistema (syscall). Elementos en el espacio de
sistema no pueden acceder a elementos en el espacio de usuario. Ello conlleva que la distribución en
memoria sea un rompecabezas con diferentes ventajas y desventajas.
Espacio de sistema Espacio de usuario
syscall
Prohibido
Dependiendo de donde se ubican los diferentes bloques, tendremos diferentes tipos de kernel:
 Kernel monolítico. La mayoría de servicios se encuentran en el espacio de sistema. Fáciles de
desarrollar, se caracterizan por conllevar pocos cambios de contexto (alto rendimiento),
pero los drivers (desarrollados por terceras partes) se instalan en el espacio

5. Introducción a los sistemas operativos. Fundamentos
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o del sistema, lo cual supone una vulnerabilidad. Habitual en sistemas Linux. Un aspecto
muy crítico es la portabilidad: suelen ser muy difíciles de portar a arquitecturas diferentes de
aquellas para las que han sido diseñados, ya que son grandes porciones de código ligadas a
un hardware en concreto. Aun así, podemos encontrar que muchos kernels han sido
portados a diferentes arquitecturas mediante el uso de directivas de pre-compilación.
 Microkernel. El espacio de sistema contiene lo mínimo, lo más crítico (abstracción del hardware).
Todo el resto se ubica en la memoria de usuario. Es mucho más seguro y estable, tiene un mejor
tiempo de respuesta, pero el rendimiento es bajo debido a la enorme cantidad de cambios de
contexto. Son mucho más fáciles de portar, ya que hay menos código a adaptar.
 Kernel híbrido. Son una mezcla de kernel monolítico y microkernel. Además de los servicios
más críticos, se analiza el sistema para ubicar aquellos servicios del sistema más usados en el espacio
de sistema, reduciendo así los cambios de contexto. Es el usado por la mayoría de sistemas
operativos comerciales (Windows, Mac OS X).
 Exokernels. Enfoque completamente distinto. Reduce la gestión y abstracción del
o hardware, dando más responsabilidades y acceso más directo a las aplicaciones. Mantiene
simplemente las tareas de protección y multiplexado de los recursos.
 Nanokernel. Delega casi todos los servicios, incluidos los de gestión de interrupciones, a los
controladores de dispositivos (drivers), haciendo que el kernel casi no necesite memoria. Hay
quienes lo consideran una variante de exokernel y no un tipo propio.
2. Historia y Evolución del Sistemas Operativo Windows
Vamos a recorrer los últimos 30 años de Windows, comenzando como es natural en Windows 1 hasta llegar a
Windows 10. Empezamos:
Windows 1 (1985)
Aunque fue anunciado en 1983 por Bill Gates, su lanzamiento no se produjo hasta dos años más tarde,
concretamente el 20 de noviembre de 1985. Se popularizó gracias a su interfaz gráfica basada en ventanas que
le da su nombre.

6. Introducción a los sistemas operativos. Fundamentos
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Entre sus características de escritorio destacaban el manejo de archivos MS-DOS, calendario, bloc de notas,
calculadora y reloj.
Windows 2 (1987)
Dos años más tarde (9/12/1987) Microsoft lanza Windows 2.0 con iconos de escritorio, memoria ampliada,
mejores gráficos y la posibilidad de superponer ventanas, controlar el diseño de la pantalla y usar atajos con el
teclado para acelerar el trabajo.
Constituyó la primera plataforma de Windows para aplicaciones hoy en día tan comunes como Word o Excel.
Windows 3 (1990)
El 22 de mayo de 1990 aparece Windows 3.0, la primera versión que alcanzó éxito comercial, con varios
millones de ventas en el primer año. Se introdujeron cambios en la interfaz de usuario importantes, además de
mejorar la explotación de la capacidad de gestión de la memoria de los procesadores.

7. Introducción a los sistemas operativos. Fundamentos
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El Administrador de Programas y el Administrador de Archivos hicieron su primera aparición en esta versión,
junto con el panel de control rediseñado y algunos juegos como el Solitario, Corazones y Buscaminas. ¿Quién no
ha jugado alguna vez al mítico solitario?
Windows NT (1993)
Aunque la gente de marketing de Microsoft intenta convencer al mundo de que NT significa New Technology, lo
cierto es es que las siglas NT provienen del nombre en clave que tenía el proyecto cuando estaba en fase de
desarrollo N-Ten. El proyecto final vio la luz el 27 de julio de 1993.
Para llevar a cabo este desarrollo desde cero, se asociaron IBM con Microsoft. Construyeron un SO de 32bytes
multitarea, multihilo, multiprocesamiento, multiusuario con un núcleo híbrido y una capa de hardware de
abstracción para facilitar la portabilidad entre plataformas.
Windows 95 (1994)
Un año y mes después, el 24 de julio de 1994, Microsoft lanzó Windows 95. Llevaron a cabo una campaña
publicitaria sin precedentes que incluía la canción de los Rolling Stones "Start me up". Los detractores de
Windows no desaprovecharon la oportunidad de mofarse indicando que la letra de la canción decía "...you
make a grown man cry...", pero no esto no evitó que en solo 5 semanas se vendieran 7 millones de copias ¡todo
un récord!

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Windows 95 estaba más orientado al consumidor, poseía una interfaz de usuario completamente nueva y
características que hoy nos resultan muy familiares, pero que entonces constituyeron algo revolucionario, como
por ejemplo el botón de Inicio, la Barra de Tareas, el Área de Notificaciones (recordemos que era la época del
módem, fax,...), etc.
Windows 98 (1998)
El 25 de junio de 1998 ve la luz la primera versión diseñada específicamente para el consumidor. Se introducen
una serie de mejoras en la interfaz de usuario a través del paquete de actualizaciones de escritorio de Windows
de Internet Explorer 4. Por ejemplo, la posibilidad de minimizar una ventana con un simple clic en el icono de la
barra de herramientas, los botones de navegación hacia "Adelante" y "Regresar", etc..
Con Windows 98 se mejoró el reconocimiento de escáneres, ratones, teclados y palancas.

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Windows Me (2000)
El 14 de septiembre de 2000 sale a la venta el último de la línea de Windows 9x basado en DOS, Windows
Millennium Edition, considerado como una de las peores versiones de Windows que ha existido. (Aunque como
dice el refrán, alguien vendrá que bueno me hará ;P)
A diferencia de W95 y W98 les faltaba el soporte en modo real de DOS. A su favor hay que decir que poseía una
característica muy útil, a saber "Restaurar el Sistema" lo cual permitía a los usuarios establecer una
configuración estable del sistema anterior al actual.
Windows XP (2001)
Tan solo una año después, el 25 de octubre de 2001, el primer sistema operativo de consumo basado en
arquitectura NT, cuyo nombre en clave era Whistler, se puso a la venta con el nombre de XP de eXPeriencie.
Resultó ser uno de los más exitosos, en diciembre de 2013 su cuota de mercado alcanzó los 500 millones de
ordenadores. Tras 12 años en el mercado ¡12 años!, en abril de 2014 Microsoft dejó de dar soporte.
Windows XP introdujo nuevas características como el uso de una nueva interfaz de manejo más sencillo, la
posibilidad de utilizar varias cuentas de usuario a la vez, la capacidad de agrupar aplicaciones similares en la
barra de tareas, por solo nombrar unas cuantas.

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Windows Vista (2007)
Nunca habíamos esperado tanto tiempo por un cambio de SO, ¡más de 5 años! A Microsoft le hubiese gustado
tenerlo listo para poder hacer caja en la Navidad de 2006, pero tuvo que esperar hasta el 30 de enero de 2007
para lanzarlo mundialmente. Se recuerda como un sistema que llegó tarde, mal y arrastro. Las principales
quejas se centraron en las funciones de seguridad, administración de derechos digitales, los requisitos de
hardware y el rendimiento y la compatibilidad del software.
A su favor hay que recordar las características por las cuales todo el mundo lo identifica, a saber: la nueva
interfaz gráfica que permitía la transparencia en las ventanas, la aplicación Flip-3D que se activaba con la
combinación de teclas Win + Tab, y mostrando con un efecto 3D las ventanas que estaban abiertas podías
cambiar de una a otra. Además, permitía tener una vista preliminar de las ventanas abiertas, con solo pasar el
ratón sobre los botones en la barra de tareas.
Windows 7 (2009)
Muchos consideran a Windows 7 como el SO que a Windows Vista le gustaría haber sido. De hechos, en sus
orígenes fue concebido como una especie de actualización de Windows Vista, lo que permitió mantener cierto
grado de compatibilidad con aplicaciones y hardware. En cuanto salió al mercado el 22 de octubre de 2009
comenzó a comerse la cuota de mercado de sus predecesores.
Windows 7 destaca por ofrecer una interfaz rediseñada, una nueva barra de tareas, mejoras importantes en el
rendimiento del SO y sobre todo porque W7 marcó el debut de Windows Touch, que permite explorar la web
desde pantallas táctiles.

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Windows 8 (2012)
El 25 de octubre de 2012 hizo su puesta de larga el polémico Windows 8. Los usuarios se desgarraban las
vestiduras... ¡no tenía botón de Inicio! ¿Cómo iban a sobrevivir sin él?
Su interfaz de usuario fue modificada para hacerla más amigable y fácil de usar con la pantallas táctiles, además
de poder seguir usando obviamente el teclado y ratón. Es el momento de las Apps cuyos iconos de diferentes
tamaños ocupan la pantalla, se pueden agrupar, mostrar notificaciones,... El explorador de archivos ahora deja
a solo un clic de ratón, funciones que antes estaban escondidas y como esto podríamos enumerar cientos de
nuevas características, pero sabemos que estáis impacientes por llegar al siguiente.
Windows 10 (2015)
Tras tres años de dura travesía por el desierto sin botón de inicio, el 29 de julio de 2015 hace su aparición
estelar Windows 10. ¿Y ahora qué?