Este documento describe los componentes y características principales de los sistemas operativos. Explica que un sistema operativo es un conjunto de programas que permiten la administración de los recursos de hardware y la interacción con el usuario. Detalla los principales módulos de un sistema operativo como el núcleo, administrador de memoria, E/I y archivos. También resume la evolución de los sistemas operativos a través de las generaciones y clasifica los diferentes tipos de sistemas operativos.

2. Redes de Datos

3.  Qué es un Sistema Operativo?
 Componentes.
 Características.
 Funciones.
 Evolución.
 Clasificación.

4. “Un S. O. Es un grupo de programas de proceso con
las rutinas de control necesarias para mantener
continuamente operativos dichos programas”
“Un S. O. Es un conjunto de programas de
computadora destinado a permitir una administración
eficaz de sus recursos. Comienza a trabajar cuando
se enciende el computador, y gestiona el hardware de
la máquina desde los niveles más básicos,
permitiendo también la interacción con el usuario.”

5.  Núcleo o Kernel.
 Administrador de memoria.
 Sistema de entrada/salida.
 Administrador de archivos.
Se considera un quinto módulo: el intérprete de
comandos o intérprete de instrucciones, el cual se
encarga de "traducir" las órdenes que el usuario
ingresa mediante el teclado u otros dispositivos a
un "lenguaje" que la máquina pueda entender.

6.  Es el módulo de más bajo nivel de un sistema operativo,
pues descansa directamente sobre el hardware de la
computadora. Entre las tareas que desempeña se
incluyen el manejo de las interrupciones, la asignación de
trabajo al procesador y el proporcionar una vía de
comunicación entre los distintos programas.
 En general, el núcleo se encarga de controlar el resto de
los módulos y sincronizar su ejecución.
 El núcleo contiene un submódulo denominado
"planificador", el cual se encarga de asignar tiempo del
procesador a los programas, de acuerdo a una cierta
política de planificación que varía de un sistema operativo
a otro.

7.  Este módulo se encarga de asignar ciertas porciones de
la memoria principal (RAM) a los diferentes programas o
partes de los programas que la necesiten, mientras el
resto de los datos y los programas se mantienen en los
dispositivos de almacenamiento masivo. De este modo,
cuando se asigna una parte de la memoria principal se
hace de una forma estructurada, siguiendo un
determinado orden.
 La forma más común de administración de la memoria
supone crear una memoria virtual; con este sistema, la
memoria de la computadora aparece, para cualquier
usuario del sistema, mucho mayor de lo que en realidad
es.

8.  Este componente presenta al usuario la E/S de datos
como una cuestión independiente del dispositivo; es
decir, para los usuarios, todos los dispositivos tienen las
mismas características y son tratados de la misma
forma, siendo el sistema operativo el encargado de
atender las particularidades de cada uno de ellos (como
su velocidad de operación).
 Una técnica muy común, especialmente en salida, es el
uso de "spoolers". Los datos de salida se almacenan
de forma temporal en una cola situada en un dispositivo
de almacenamiento masivo (el spool), hasta que el
dispositivo periférico requerido se encuentre libre.

9.  Se encarga de mantener la estructura de los datos
y los programas del sistema y de los diferentes
usuarios (que se mantienen en archivos) y de
asegurar el uso eficiente de los medios de
almacenamiento masivo. El administrador de
archivos también supervisa la creación,
actualización y eliminación de los archivos,
manteniendo un directorio con todos los archivos
que existen en el sistema en cada momento y
coopera con el módulo administrador de memoria
durante las transferencias de datos desde y hacia
la memoria principal.

10.  Permitir la concurrencia de procesos, traslapándose el tiempo de entrada/salida
(E/S) con el de cálculo y ocupando la memoria con varios programas.
 Posibilitar la ejecución de cualquier proceso en el momento que se solicite siempre
y cuando haya suficientes recursos libres para él.
 Ser eficiente en cuanto a reducir: el tiempo medio que ocupa cada trabajo, el
tiempo que no se usa la CPU, el tiempo de respuesta en sistemas multiacceso y el
plazo entre dos asignaciones de CPU a un mismo programa.
 Ser eficiente en cuanto a aumentar la utilización de recursos en general, tales
como memoria, procesadores, dispositivos de E/S, discos magnéticos, datos, etc.
 Ser fiable, es decir, un sistema operativo no debe tener errores y debe prever
todas las posibles situaciones.
 Posibilitar y facilitar en lo posible el "diálogo" entre computadora y usuario de la
misma.
 Permitir compartir entre varios usuarios los recursos de hardware con que cuenta
una computadora.
 Permitir a los usuarios compartir datos entre ellos, en caso necesario.
 Facilitar la E/S de los diferentes dispositivos conectados a una computadora.

11.  Aceptar los trabajos y conservarlos hasta su finalización.
 Detectar errores y actuar de modo apropiado en caso de que se produzcan.
 Controlar las operaciones de E/S.
 Controlar las interrupciones.
 Planificar la ejecución de tareas.
 Entregar y retirar recursos a las tareas.
 Proteger la memoria contra el acceso indebido de los programas.
 Soportar el multiacceso.
 Proporcionar al usuario un sencillo manejo de todo el sistema.
 Aprovechar los tiempos muertos del procesador.
 Compartir los recursos de la máquina entre varios procesos al mismo tiempo.
 Administrar eficientemente el sistema de cómputo como un todo armónico.
 Permitir que los diferentes usuarios se comuniquen entre sí, así como protegerlos
unos de otros.
 Permitir a los usuarios almacenar información durante plazos medianos o largos.
 Dar a los usuarios la facilidad de utilizar de manera sencilla todos los recursos,
facilidades y lenguajes de que dispone la computadora.
 Administrar y organizar los recursos de que dispone una computadora para la mejor
utilización de la misma, en beneficio del mayor número posible de usuarios.
 Controlar el acceso a los recursos de un sistema de computadoras.

12.  Los sistemas operativos, al igual que el hardware,
han sufrido cambios a través del tiempo, los
cuales se pueden agrupar en generaciones. La
evolución del hardware ha marcado el paralelismo
de la evolución de los sistemas operativos.
◦ Primera Generación.
◦ Segunda Generación.
◦ Tercera Generación.
◦ Cuarta Generación.

13.  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.

14.  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.

15.  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.

16.  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.

17.  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.

18.  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.

19.  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.

20.  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.

21.  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 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.

22.  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.