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UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS Conceptos y funciones Evolución Conceptos de hardware y software Estructura Clasificación
Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas destinados a permitir la comunicación del usuario con una computadora y gestionar sus recursos de manera eficiente. Es el conjunto de programas que establecen al usuario una interfaz (medio decomunicación) con la computadora (cpu) y sus periféricos. Conjunto de programas de base que controla al ordenador y que actúa de intermediario entre el usuario, el ordenador y los programas de aplicación, traduciendo las órdenes del usuario o de las aplicaciones en instrucciones que puede entender el ordenador. Software diseñado para controlar el hardware de un sistema especifico de procesamiento de datos con el objetivo de que los usuarios y los programas de aplicación puedan usar con facilidad dicho hardware. SISTEMA OPERATIVO ¿Qué es?
Funciones básicas de un sistema operativo Establece interfaz hardware - software - usuario. Controlar dispositivos. Controlar procesos. Detectar errores en el sistema. Planificar recursos entre usuarios. Recuperarse de errores. Compartir el hardware entre los usuarios.
Recursos que administra El (los) procesador(es). El almacenamiento primario y secundario. Dispositivos de entrada – salida. Datos.
1. En serie   En un trabajo en serie el sistema operativo va atendiendo las operaciones una por una.  Hasta que termina una operación se ejecuta la siguiente. El sistema operativo MS-DOS trabaja en serie. Ventaja: Garantiza que se ejecuten completamente los procesos. Desventaja: Es muy lento. 2. En paralelo (concurrente) Hay un tiempo determinado en cada tarea para su ejecución.  Al terminar su tiempo de ejecución, se sigue con la siguiente operación. El sistema operativo Windows trabaja en paralelo. Ventaja: En menos tiempo se atiende a todos los usuarios. Desventaja: No garantiza que se ejecuten completamente los procesos. ¿Cómo trabaja un sistema operativo?
Evolución de los sistemas operativos El desarrollo y evolución de los sistemas operativos va de la mano con la evolución de los sistemas computacionales. Generación 0 No había sistemas operativos. Década de los 40’s. Codificación en lenguaje máquina (0,1). Los programas se introducían bit a bit. 1ª Generación 1945-1965 Máquinas enormes. Bulbos y conexiones. Lenguaje máquina absoluto. Tarjetas perforadas. Máquinas lentas y costosas. Lenguajes de programación desconocidos.
2ª Generación 1955-1965 Transistores. Procesamiento por lotes (unitarea). Cintas magnéticas. Se empieza a hablar de sistemas operativos. Primer sistema operativo desarrollado por la General Motors para una IBM 701 y la 7094. Los sistemas se utilizan para cálculos científicos e ingeniería. Lenguaje ensamblador. FORTRAN, IBSYS. 3ª Generación 1965-1980 Circuitos integrados. Multiprogramación. Tiempos compartidos. Lenguaje de alto nivel C. Etapa inicial de las PC’s. Estándares de comunicación. Lectura de trabajos de tarjetas a discos. Ejecución de trabajos en serie. Sistemas de tiempo real. Manejo por cola de impresión.
4ª Generación Década de los 80’s a nuestros días. Surgen PC’s.  MS-DOS, UNIX, LINUX. Diseño de interfaz amigables gráficas, SW amable con el usuario VLCI Redes de computadoras Sistemas operativos de redes - Sistemas operativos distribuidos Máquinas virtuales Comunicación remota Programación orientada a objetos / eventos Internet Robótica HTML, PHP Agentes
Conceptos de hardware y software HARDWARE Se refiere al soporte físico, al conjunto de elementos materiales que componen una computadora.
Compaginación de almacenamiento Se utiliza para acelerar el acceso al almacenamiento primario (memoria RAM), al dividir el dispositivo de almacenamiento en localidades de memoria para almacenar la información.
Registro de relocalización (reubicación) Permite relocalizar de forma dinámica los programas y/o información en memoria. Se añade a cada dirección que genere el programa o información en memoria, de esta manera el sistema proporciona un registro para localizar el programa donde quiera que se encuentre.
Utilización del Buffer Un buffer (o búfer) es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede en algún momento sin datos.
[object Object]
 Dispositivos de salida
 Dispositivos de almacenamiento
 Dispositivos de comunicacionesDispositivos periféricos El s.o. debe reconocer los diferentes controladores que controlan los dispositivos periféricos.
Protección de almacenamiento ,[object Object]
  Evita que los programas se interfieran entre sí.
  S.O. debe ser capaz de proteger determinadas áreas del acceso a usuarios, mediante registros límites o claves de protección de almacenamiento.,[object Object]
Relojes El reloj controla las actividades dentro del sistema. Reloj horario. Lleva la hora y fecha del sistema. 2. Reloj de procesos. Envía interrupciones al cpu de manera periódica para la sincronización en los procesos (tiempo de ejecución)
Operación en línea & Operación fuera de línea Los dispositivos periféricos son manejados por unidades de control que no están conectadas al cpu.  Estas unidades de control hacen posible manejar los dispositivos periféricos sin cargar directamente al procesador. Los dispositivos periféricos están conectados al procesador. CONTROLADORES
Canales de entrada/salida Son sistemas computacionales de propósito especial dedicados al manejo de la entrada/salida con independencia del procesador central. Aumenta en gran medida la cantidad de actividad concurrente de hw posible y evita al procesador la mayor parte de la carga de manejar E/S, incrementando la concurrencia.
Robo de ciclo En la competencia entre el procesador y los canales para acceder a un determinado banco de almacenamiento primario, se da prioridad a los canales. Se optimiza el uso de los dispositivos de entrada/salida. Esto se llama robo de ciclo, los canales literalmente, roban ciclos al procesador.
Estado problema    &    Estado supervisor Cuando el cpu se encuentra ejecutando una actividad y se impide la ejecución directa de operaciones de entrada/salida. (Estado de usuario) S.O. trabajando en un sistema con todos los privilegios necesarios para cumplir con las tareas designadas.
Almacenamiento virtual Permiten a los programas hacer referencia a espacios de direcciones mucho mayores que los espacios de direcciones disponibles en el almacenamiento primario.
SOFTWARE Conjunto de programas, y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica.  Esto incluye aplicaciones informáticas y software de sistema, que facilitan la interacción con los componentes físicos y el resto de aplicaciones.
Lenguaje máquina SW de bajo nivel, utiliza código binario, dependiente de la máquina, instrucciones bastante primitivas. Lenguaje ensamblador Se desarrolla para aumentar la velocidad del proceso de programación y reducir los errores de codificación. Se considera la versión simbólica del lenguaje máquina. No es directamente entendible por la computadora, para ello requiere ser previamente traducido  (Ensamblador).
Compilador
Sistema Básico de Entrada-Salida  (BIOS) Conjunto de programas a través del cual se localiza y carga el sistema operativo en la RAM, y controla las actividades de entrada/salida que se generan en el sistema.
Spool – Spooling Operaciones periféricas simultáneas en línea. (Simultaneous Peripherical Operation on Line) Actividad que realiza el sistema operativo para hacer cambios de velocidad entre los diferentes dispositivos.    Es el empleo de un almacenamiento auxiliar como buffer  para reducir el retardo del procesamiento cuando se transfieren datos entre los equipos periféricos y los procesadores de un computador. Permite que las entradas y las salidas de un proceso tengan un paso intermedio en dispositivos de gran capacidad de almacenamiento.
Cargador Programa que se encarga de colocar las instrucciones y datos (fichero ejecutable) dentro de localidades del almacenamiento primario, asignando el espacio necesario en memoria y pasando el control a la primera de las instrucciones a ejecutar, comenzando a continuación la fase de ejecución.   Cargador absoluto.Reserva un espacio determinado de memoria específico para un determinado programa. Cargador de relocalización.Puede cargar un programa en diversos lugares de la memoria, dependiendo de la disponibilidad de memoria al momento de realizar la carga.
Estructura de un sistema operativo La organización interna de un sistema operativo debe observar: REQUISITOS DE USUARIO: ,[object Object]
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  • 1. UNIDAD I. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS Conceptos y funciones Evolución Conceptos de hardware y software Estructura Clasificación
  • 2. Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas destinados a permitir la comunicación del usuario con una computadora y gestionar sus recursos de manera eficiente. Es el conjunto de programas que establecen al usuario una interfaz (medio decomunicación) con la computadora (cpu) y sus periféricos. Conjunto de programas de base que controla al ordenador y que actúa de intermediario entre el usuario, el ordenador y los programas de aplicación, traduciendo las órdenes del usuario o de las aplicaciones en instrucciones que puede entender el ordenador. Software diseñado para controlar el hardware de un sistema especifico de procesamiento de datos con el objetivo de que los usuarios y los programas de aplicación puedan usar con facilidad dicho hardware. SISTEMA OPERATIVO ¿Qué es?
  • 3. Funciones básicas de un sistema operativo Establece interfaz hardware - software - usuario. Controlar dispositivos. Controlar procesos. Detectar errores en el sistema. Planificar recursos entre usuarios. Recuperarse de errores. Compartir el hardware entre los usuarios.
  • 4. Recursos que administra El (los) procesador(es). El almacenamiento primario y secundario. Dispositivos de entrada – salida. Datos.
  • 5. 1. En serie   En un trabajo en serie el sistema operativo va atendiendo las operaciones una por una. Hasta que termina una operación se ejecuta la siguiente. El sistema operativo MS-DOS trabaja en serie. Ventaja: Garantiza que se ejecuten completamente los procesos. Desventaja: Es muy lento. 2. En paralelo (concurrente) Hay un tiempo determinado en cada tarea para su ejecución. Al terminar su tiempo de ejecución, se sigue con la siguiente operación. El sistema operativo Windows trabaja en paralelo. Ventaja: En menos tiempo se atiende a todos los usuarios. Desventaja: No garantiza que se ejecuten completamente los procesos. ¿Cómo trabaja un sistema operativo?
  • 6. Evolución de los sistemas operativos El desarrollo y evolución de los sistemas operativos va de la mano con la evolución de los sistemas computacionales. Generación 0 No había sistemas operativos. Década de los 40’s. Codificación en lenguaje máquina (0,1). Los programas se introducían bit a bit. 1ª Generación 1945-1965 Máquinas enormes. Bulbos y conexiones. Lenguaje máquina absoluto. Tarjetas perforadas. Máquinas lentas y costosas. Lenguajes de programación desconocidos.
  • 7. 2ª Generación 1955-1965 Transistores. Procesamiento por lotes (unitarea). Cintas magnéticas. Se empieza a hablar de sistemas operativos. Primer sistema operativo desarrollado por la General Motors para una IBM 701 y la 7094. Los sistemas se utilizan para cálculos científicos e ingeniería. Lenguaje ensamblador. FORTRAN, IBSYS. 3ª Generación 1965-1980 Circuitos integrados. Multiprogramación. Tiempos compartidos. Lenguaje de alto nivel C. Etapa inicial de las PC’s. Estándares de comunicación. Lectura de trabajos de tarjetas a discos. Ejecución de trabajos en serie. Sistemas de tiempo real. Manejo por cola de impresión.
  • 8. 4ª Generación Década de los 80’s a nuestros días. Surgen PC’s. MS-DOS, UNIX, LINUX. Diseño de interfaz amigables gráficas, SW amable con el usuario VLCI Redes de computadoras Sistemas operativos de redes - Sistemas operativos distribuidos Máquinas virtuales Comunicación remota Programación orientada a objetos / eventos Internet Robótica HTML, PHP Agentes
  • 9. Conceptos de hardware y software HARDWARE Se refiere al soporte físico, al conjunto de elementos materiales que componen una computadora.
  • 10. Compaginación de almacenamiento Se utiliza para acelerar el acceso al almacenamiento primario (memoria RAM), al dividir el dispositivo de almacenamiento en localidades de memoria para almacenar la información.
  • 11. Registro de relocalización (reubicación) Permite relocalizar de forma dinámica los programas y/o información en memoria. Se añade a cada dirección que genere el programa o información en memoria, de esta manera el sistema proporciona un registro para localizar el programa donde quiera que se encuentre.
  • 12. Utilización del Buffer Un buffer (o búfer) es un espacio de memoria, en el que se almacenan datos para evitar que el programa o recurso que los requiere, ya sea hardware o software, se quede en algún momento sin datos.
  • 13.
  • 15. Dispositivos de almacenamiento
  • 16. Dispositivos de comunicacionesDispositivos periféricos El s.o. debe reconocer los diferentes controladores que controlan los dispositivos periféricos.
  • 17.
  • 18. Evita que los programas se interfieran entre sí.
  • 19.
  • 20. Relojes El reloj controla las actividades dentro del sistema. Reloj horario. Lleva la hora y fecha del sistema. 2. Reloj de procesos. Envía interrupciones al cpu de manera periódica para la sincronización en los procesos (tiempo de ejecución)
  • 21. Operación en línea & Operación fuera de línea Los dispositivos periféricos son manejados por unidades de control que no están conectadas al cpu. Estas unidades de control hacen posible manejar los dispositivos periféricos sin cargar directamente al procesador. Los dispositivos periféricos están conectados al procesador. CONTROLADORES
  • 22. Canales de entrada/salida Son sistemas computacionales de propósito especial dedicados al manejo de la entrada/salida con independencia del procesador central. Aumenta en gran medida la cantidad de actividad concurrente de hw posible y evita al procesador la mayor parte de la carga de manejar E/S, incrementando la concurrencia.
  • 23. Robo de ciclo En la competencia entre el procesador y los canales para acceder a un determinado banco de almacenamiento primario, se da prioridad a los canales. Se optimiza el uso de los dispositivos de entrada/salida. Esto se llama robo de ciclo, los canales literalmente, roban ciclos al procesador.
  • 24. Estado problema & Estado supervisor Cuando el cpu se encuentra ejecutando una actividad y se impide la ejecución directa de operaciones de entrada/salida. (Estado de usuario) S.O. trabajando en un sistema con todos los privilegios necesarios para cumplir con las tareas designadas.
  • 25. Almacenamiento virtual Permiten a los programas hacer referencia a espacios de direcciones mucho mayores que los espacios de direcciones disponibles en el almacenamiento primario.
  • 26. SOFTWARE Conjunto de programas, y procedimientos necesarios para hacer posible la realización de una tarea específica. Esto incluye aplicaciones informáticas y software de sistema, que facilitan la interacción con los componentes físicos y el resto de aplicaciones.
  • 27. Lenguaje máquina SW de bajo nivel, utiliza código binario, dependiente de la máquina, instrucciones bastante primitivas. Lenguaje ensamblador Se desarrolla para aumentar la velocidad del proceso de programación y reducir los errores de codificación. Se considera la versión simbólica del lenguaje máquina. No es directamente entendible por la computadora, para ello requiere ser previamente traducido (Ensamblador).
  • 29. Sistema Básico de Entrada-Salida (BIOS) Conjunto de programas a través del cual se localiza y carga el sistema operativo en la RAM, y controla las actividades de entrada/salida que se generan en el sistema.
  • 30. Spool – Spooling Operaciones periféricas simultáneas en línea. (Simultaneous Peripherical Operation on Line) Actividad que realiza el sistema operativo para hacer cambios de velocidad entre los diferentes dispositivos. Es el empleo de un almacenamiento auxiliar como buffer para reducir el retardo del procesamiento cuando se transfieren datos entre los equipos periféricos y los procesadores de un computador. Permite que las entradas y las salidas de un proceso tengan un paso intermedio en dispositivos de gran capacidad de almacenamiento.
  • 31. Cargador Programa que se encarga de colocar las instrucciones y datos (fichero ejecutable) dentro de localidades del almacenamiento primario, asignando el espacio necesario en memoria y pasando el control a la primera de las instrucciones a ejecutar, comenzando a continuación la fase de ejecución.   Cargador absoluto.Reserva un espacio determinado de memoria específico para un determinado programa. Cargador de relocalización.Puede cargar un programa en diversos lugares de la memoria, dependiendo de la disponibilidad de memoria al momento de realizar la carga.
  • 32.
  • 33. Fácil de aprender
  • 36.
  • 37. Forma de operación
  • 41.
  • 42. Perfección de los sistemasORGANIZACIÓN DEL SW DEL SISTEMA OPERATIVO Estructura jerárquica THE (Technische Hogeschool, Eindhoven). Djikstra Niveles Fines didácticos
  • 43.
  • 44.
  • 45. Núcleo (Kernell) Es la parte primordial del sistema operativo. El núcleo o centro del sistema operativo administra todo el sistema, sincroniza todos los procesos. A nivel de núcleo solo se trabaja con procesos. Gestión de entrada/salida El sistema operativo administra los dispositivos externos a través de sus controladores. Gestión de memoria El sistema operativo administra todos los aspectos relativos a memoria real y memoria virtual. Sistemas de archivos El sistema operativo se ocupa de administrar los archivos del usuario a través de una estructura de directorios con algún tipo de organización. Intérprete de comandos Es un mecanismo de comunicación entre los usuarios y el sistema. Lee las instrucciones del usuario y hace que se ejecuten las funciones del sistema solicitadas.