Este documento describe los principales componentes y funciones de los sistemas operativos. Explica que los sistemas operativos permiten la ejecución concurrente de múltiples programas asignando los recursos del sistema de forma eficiente. También gestionan la entrada y salida de datos, la memoria y el almacenamiento en disco a través de funciones como la planificación, el control de recursos y la gestión de archivos.

1. Sistemas operativos
Profesor: Francisco Tejeda Capera

2. Funcionamiento de los
ordenadores y S. O.
 Ejecución de un solo programa a la vez.
 Batch: conjunto de programas que se ejecutan en
grupo.
 Multiprogramación: varios programas se ejecutan
a la vez y el S. O. Asigna los recursos.
 Entrada remota de trabajos
 Tratamiento de transacciones: permite la ejecución
múltiple de un mismo programas (multithreading)
 Multiacceso: varios usuarios actuando de forma
concurrente.
 Tiempo real: los ordenadores pueden interactuar
con otros equipos.

3. Definición de S. O.
Es un programa (o conjunto de programas) de
control que tienen por objeto facilitar el uso del
computador y conseguir que este se utilice
eficientemente.
Estos programas trabajan juntos para lograr ciertos
objetivos. Se encarga de gestionar ciertos recursos como:
Entrada/salida
Tratamiento de la información
Almacenamiento masivo
Actúa de intermediario entre el hardware y los programas
de aplicación.

4. Objetivos de los Sistemas Operativos
Hacer posible el uso eficiente de los
recursos del sistema:
Actúa coordinando las diferentes
velocidades de funcionamiento de los
dispositivos. P. E. Mas velocidad de
procesadores, mas lentitud de periféricos.
Simplificar la operación de trabajo con
el hardware:
Generan una máquina virtual: ordenador
simplificado en el que el S. O. Carga con el
trabajo de acercamiento al hardware.

5. Funciones de los Sistemas Operativos
 Asignación de tiempo de CPU:
 Planificar las diversas actividades.
 Control de recursos:
 Asignar recursos de forma racional. P. E. División de la
memoria del ordenador entre los programas, controlar
colas de e/s.
 Control de entrada/salida:
 Gestionar los datos desde y hacia los periféricos.
 Control de los errores y protección:
 Informar de las situaciones anómalas
 Interfaz con el usuario:
 Facilita el uso.
 Facilidades contables:
 Cálculo de costes de uso de CPU.

6. Tipos de Sistemas Operativos
 Estructura jerárquica

7. Tipos de S. O.

8. Estructura de un S. O.
 Núcleo
 Gestión de la memoria
 Control de entrada/salida
 Gestión de dispositivos de almacenamiento masivo
 Asignación de recursos y planificación
 Protección
 Interfaz de usuario

9. Núcleo
 Descansa directamente sobre el hardware y proporciona
una serie de servicios a las capas superiores del sistema.
 Las tareas principales son:
 Manejo de interrupciones
 Asignación de trabajo al procesador
 Proporcionar una vía de comunicación entre los diferentes
programas

10. Núcleo
 Manejo de interrupciones:
 Cuando el hardware detecta una interrupción, el control se
transfiere a este módulo,
 el cual analiza el carácter de la interrupción y toma las
acciones apropiadas:
 Transferir el control a otro módulo del S. O.
 Iniciar otro programa
 Continuar la ejecución del programa interrumpido

11. Núcleo
 Asignación de trabajo al procesador y
comunicación entre programas
 El núcleo transfiere el control al programa que
el planificador ha determinado para que sea el
próximo en ejecutarse.
 La comunicación entre programas se logra
manteniendo una cola de mensajes en espera
para cada uno de los programas activos.
 El núcleo recibe los mensajes y los va
almacenando en la cola apropiada al destino en
cuestión, para distribuirlos cuando el programa
destino se active.

12. GESTIÓN DE LA MEMORIA
 La memoria principal de la mayoría de los
ordenadores es mucho mas pequeña de lo que
sería necesario para manejar todos los
programas y datos.
 El módulo de gestión de memoria es el
encargado de asignar ciertas porciones de la
memoria principal a los diferentes programas,
mientras el resto de programas y datos se
mantienen en los dispositivos de
almacenamiento masivo.
 La forma mas común de gestión de memoria
es crear una memoria virtual utilizando los
dispositivos de almacenamiento masivo.

13. División de la memoria
entre las tareas
 Por páginas: bloques de bytes de igual tamaño para
todos los procesos y tareas.
 Por segmentos: bloques de bytes con distinto tamaño
según el proceso.
 Por segmentos paginados: Los segmentos de tamaño
distinto se dividen a su vez en páginas de distinto
tamaño.

14. CONTROL DE LA ENTRADA/SALIDA
Los problemas derivados de las
diferentes velocidades de
funcionamiento de los dispositivos son
tratados por este módulo
presentándolo como una cuestión
independiente del dispositivo.
P.e. En las salidas es frecuente la
utilización de spoolers, los datos se
almacenan temporalmente en una cola
situada en un dispositivo de
almacenamiento masivo hasta que el
periférico requerido quede libre.

15. Gestión de los dispositivos de
almacenamiento masivo
Los datos y programas de un
dispositivo de almacenamiento masivo
se mantienen en ficheros.
Supervisa la creación, actualización y
eliminación de estos ficheros.
Mantiene un directorio con todos los
ficheros que existen en el sistema en
cada momento.
Cada fichero está dotado de un
conjunto de privilegios de acceso, que
indican la extensión con la que pueden
compartir la información contenida en
el fichero. El S. O. Vigila que estos
privilegios no sean violados.

16. Sistema de archivos
 Todas las aplicaciones computarizadas necesitan almacenar y recuperar la
información Superando las limitaciones del almacenamiento real.
 Trascendiendo a la duración de los procesos que las utilizan o generan.
 Independizando a la información de los procesos permitiendo el acceso a la
misma a través de varios procesos.
 Las condiciones esenciales para el almacenamiento de la información a largo
plazo son:
 Debe ser posible almacenar una cantidad muy grande de información.
 La información debe sobrevivir a la conclusión del proceso que la utiliza.
 Debe ser posible que varios procesos tengan acceso concurrente a la
información.
 La solución es el almacenamiento de la información en discos y otros medios
externos en unidades llamadas archivos:
 Los archivos deben ser persistentes, es decir que no deben verse afectados por
la creación o terminación de un proceso.
 Los archivos son una colección de datos con nombre.
 Pueden ser manipulados como una unidad por operaciones como: open, close,
create, destroy, copy, rename, list.
 Los elementos de datos individuales dentro del archivo pueden ser manipulados
por operaciones como: read, write, update, insert, delete.
 El “Sistema de Archivos” es la parte del sistema de administración del
almacenamiento responsable, principalmente, de la administración de los
archivos del almacenamiento secundario.
 Es la parte del S. O. responsable de permitir “compartir controladamente” la
información de los archivos.

17. Sistema de archivos
 Los usuarios deben poder crear, modificar y borrar archivos.
 Se deben poder compartir los archivos de una manera cuidadosamente controlada
 El mecanismo encargado de compartir los archivos debe proporcionar varios tipos de acceso
controlado:
 Ej.: “Acceso de Lectura”, “Acceso de Escritura”, “Acceso de Ejecución”, varias combinaciones de estos,
etc.
 Se debe poder estructurar los archivos de la manera más apropiada a cada aplicación. Los usuarios
deben poder ordenar la transferencia de información entre archivos.
 Se deben proporcionar posibilidades de “respaldo” y “recuperación” para prevenirse contra:
 La pérdida accidental de información.
 La destrucción maliciosa de información.
 Se debe poder referenciar a los archivos mediante “Nombres Simbólicos”, brindando
“Independencia de Dispositivos”. En ambientes sensibles, el sistema de archivos debe proporcionar
posibilidades de “Cifrado” y “Descifrado”.
 El sistema de archivos debe brindar una interfase favorable al usuario:
 Debe suministrar una “visión lógica” de los datos y de las funciones que serán ejecutadas, en vez
de una “visión física”.
 El usuario no debe tener que preocuparse por:
 Los dispositivos particulares.
 Dónde 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.

18. Sistema de archivos  Un “Archivo” es un conjunto de registros relacionados
 El “Sistema de Archivos” es un componente importante de un S. O. y suele
contener:
 “Métodos de acceso” relacionados con la manera de acceder a los datos
almacenados en archivos.
 “Administración de archivos” referida a la provisión de mecanismos para que los
archivos sean almacenados, referenciados, compartidos y asegurados.
 “Administración del almacenamiento auxiliar” para la asignación de espacio a los
archivos en los dispositivos de almacenamiento secundario.
 “Integridad del archivo” para garantizar la integridad de la información del
archivo.
 El sistema de archivos está relacionado especialmente con la administración del
espacio de almacenamiento secundario, fundamentalmente con el
almacenamiento de disco. Una forma de organización de un sistema de archivos
puede ser la siguiente:
 Se utiliza una “raíz ” para indicar en qué parte del disco comienza el “directorio
raíz ”.
 El “directorio raíz ” apunta a los “directorios de usuarios”.
 Un “directorio de usuario” contiene una entrada para cada uno de los archivos
del usuario.
 Cada entrada de archivo apunta al lugar del disco donde está almacenado el
archivo referenciado.
 Los nombres de archivos solo necesitan ser únicos dentro de un directorio de
usuario dado. El nombre del sistema para un archivo dado debe ser único para
el sistema de archivos.
 En sistemas de archivo “jerárquicos” el nombre del sistema para un archivo
suele estar formado como el “nombre de la trayectoria” del directorio raíz al
archivo.

19. Sistema de archivos

20. Asignación de recursos y
planificación
 La mayor parte del tiempo en que un
ordenador está funcionando, la demanda de
recursos es mayor que los realmente
existentes. Este problema se resuelve
aplicando una política de asignación de
recursos.
 El mecanismo sería sencillo si se pudiese
utilizar una política del tipo: “atender primero
al que antes lo solicite”, sin embargo esto
puede llevar a situaciones de deadlock
(sistema colgado o caido) cuando dos
programas solicitan insistentemente recursos
asignados a otro.
 El planificador cuenta con una política que
varia de un S. O. a otro. Una política muy
común consiste en el time slicing (asignación
de intervalos cortos de tiempo a los
programas)

21. Protección
 Actúa contra dos sucesos:
 Errores
 Abuso deliberado de los recursos del sistema

22. Bloqueos

23. Interfaz de usuario
 Interfaz gráfica
 Interfaz de comandos

24. MS DOS
 Desarrollado en 1979
 MS DOS, IBM, Bill Gates y Microsoft

25. LINUX
Interfaz gráfica