UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS
1.1 DEFINICION OBJETIVOS FUNCION SISTEMA OPERATIVO
1.2 HISTORIA EVOLUCION SISTEMA OPERATIVO
1.3 SUBSISTEMAS DE SISTEMAS OPERATIVOS
1.4 ESTRUCTURAS DE SISTEMAS OPERATIVOS
1.5 ANALISIS DE SO COMERCIALES
Definición De Sistema Operativo.
Es un conjunto de programas que sirve para administrar los recursos del software y hardware de una computadora.
Los sistemas operativos pueden ser clasificados de la siguiente forma:
•Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o millares de usuarios al mismo tiempo.
•Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.
•Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.
•Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.
Cómo funciona un Sistema Operativo
Los sistemas operativos proporcionan una plataforma de software encima de la cual otros programas, llamados aplicaciones, puedan funcionar. Las aplicaciones se programan para que funcionen encima de un sistema operativo particular, por tanto, la elección del sistema operativo determina en gran medida las aplicaciones que puedes utilizar.
Los sistemas operativos más utilizados en los PC son DOS, OS/2, y Windows, pero hay otros que también se utilizan, como por ejemplo Linux.
El objetivo fundamental de los sistemas operativos
Es gestionar y administrar eficientemente los recursos hardware, permitiendo que se ejecuten concurrentemente varios programas, sin que haya conflictos en el acceso de cada uno de ellos a cada uno de los recursos que necesite, y sin que ningún programa monopolice alguno de ellos.
1.1 HISTORIA EVOLUCION SISTEMA OPERATIVO
INTRODUCCION
Los sistemas operativos han venido evolucionando a través de los años. Ya que los sistemas operativos se han apegado íntimamente a la arquitectura de las computadoras en las cuales se ejecutan.
Historia de los sistemas operativos
Los Sistemas Operativos, al igual que el Hardware de los computadores, han sufrido una serie de cambios revolucionarios llamados generaciones. En el caso del Hardware, las generaciones han sido marcadas por grandes avances en los componentes utilizados, pasando de válvulas ( primera generación ) a transistores ( segunda generación ), a circuitos integrados ( tercera generación), a circuitos integrados de gran y muy gran escala (cuarta generación). Cada generación Sucesiva de hardware ha ido acompañada de reducciones substanciales en los costos, tamaño, emisión de calor y consumo de energía, y por incrementos notables en velocidad y capacidad.
Generacion Cero (década de 1940)
Los primeros sistemas computacionales no poseían sistemas operativos. Los usuarios tenían completo acceso al lenguaje de la maquina. Todas las instrucciones eran codificadas a mano.
Primera Generacion (1945 - 1955) Tubos de vacio y tableros enchufables
Los sistemas operativos de los años cincuenta fueron diseñados para hacer mas fluida la transición entre trabajos. Antes de que los sistemas fueran diseñados, se perdía un tiempo considerable entre la terminación de un trabajo y el inicio del siguiente. Este fue el comienzo de los sistemas de procesamiento por lotes, donde los trabajos se reunían por grupos o lotes. Cuando el trabajo estaba en ejecución, este tenia control total de la maquina. Al terminar cada trabajo, el control era devuelto al sistema operativo, el cual limpiaba y leía e iniciaba el trabajo siguiente.
Al inicio de los 50′s esto había mejorado un poco con la introducción de tarjetas perforadas (las cuales servían para introducir los programas de lenguajes de máquina), puesto que ya no había necesidad de utilizar los tableros enchufables.
La introducción del transistor a mediados de los 50′s cambió la imagen radicalmente.
Se crearon máquinas suficientemente confiables las cuales se instalaban en lugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandes universidades y las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno se podían dar el lujo de tenerlas.
Para poder correr un trabajo (programa), tenían que escribirlo en papel (en Fortran o en lenguaje ensamblador) y después se perforaría en tarjetas. Enseguida se llevaría la pila de tarjetas al cuarto de introducción al sistema y la entregaría a uno de los operadores. Cuando la computadora terminara el trabajo, un operador se dirigiría a la impresora y desprendería la salida y la llevaría al cuarto de salida, para que la recogiera el programador.
Segunda Generacion (1955 - 1965) Transistores y sistemas de lote
La característica de los sistemas operativos fue el desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento. En los sistemas de multiprogramación, varios programas de usuario se encuentran al mismo tiempo en el almacenamiento principal, y el procesador se cambia rápidamente de un trabajo a otro. En los sistemas de multiprocesamiento se utilizan varios procesadores en un solo sistema computacional, con la finalidad de incrementar el poder de procesamiento de la maquina.
La independencia de dispositivos aparece después. Un usuario que desea escribir datos en una cinta en sistemas de la primera generación tenia que hacer referencia especifica a una unidad de cinta particular. En la segunda generación, el programa del usuario especificaba tan solo que un archivo iba a ser escrito en una unidad de cinta con cierto número de pistas por lotes y cierta densidad.
Tercera Generación (1965 - 1980) Circuitos integrados (CI) y multiprogramación.
Se inicia en 1964, con la introducción de la familia de computadores Sistema/360 de IBM. Los computadores de esta generación fueron diseñados como sistemas para usos generales. Casi siempre eran sistemas grandes, voluminosos, con el propósito de serlo todo para toda la gente. Eran sistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simultáneamente procesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real y multiprocesamiento. Eran grandes y costosos, nunca antes se había construido algo similar, y muchos de los esfuerzos de desarrollo terminaron muy por arriba del presupuesto y mucho después de lo que el planificador marcaba como fecha de terminación.
Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientes computacionales; una complejidad a la cual, en un principio, no estaban acostumbrados los usuarios.
Cuarta Generación (1980 - 1990) Computadoras personales.
Los sistemas de la cuarta generación constituyen el estado actual de la tecnología. Muchos diseñadores y usuarios se sienten aun incómodos, después de sus experiencias con los sistemas operativos de la tercera generación.
Con la ampliación del uso de redes de computadores y del procesamiento en línea los usuarios obtienen acceso a computadores alejados geográficamente a través de varios tipos de terminales.
Los sistemas de seguridad se han incrementado mucho ahora que la información pasa a través de varios tipos vulnerables de líneas de comunicación. La clave de cifrado esta recibiendo mucha atención; han sido necesario codificar los datos personales o de gran intimidad para que; aun si los datos son expuestos, no sean de utilidad a nadie mas que a los receptores adecuados.
1.2 SUBSISTEMAS DE SISTEMAS OPERATIVOS
*Gestión de Archivos
*Dispositivos de E/S
Subsistemas del *Gestión de Memoria
Sistema operativo *Gestión de procesos
*Gestión de Archivos.
Funciones que realiza son:
· Crea el directorio raíz
· Organiza las carpetas y archivos
Políticas para archivos y carpetas
· No pueden existir archivos con el mismo nombre.
· Y es recomendable no utilizar símbolos.
*Dispositivos de E/S
El código destinado a manejar la entrada y salida de los diferentes periféricos en un sistema operativo es de una extensión considerable y sumamente complejo. Resuelve las necesidades de sincronizar, atrapar interrupciones y ofrecer llamadas al sistema para los programadores.
*Gestión de Memoria
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 puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada “memoria virtual”.
*Gestión de procesos
La planificación del procesador se refiere a la manera o técnicas que se usan para decidir cuánto tiempo de ejecución y cuando se le asignan a cada proceso del sistema. Obviamente, si el sistema es mono usuario y mono tarea no hay mucho que decidir, pero en el resto de los sistemas esto es crucial para el buen funcionamiento del sistema.
Funciones:
· Vacio
· Espera
· Ejecución
Sistemas Operativos por su Estructura
Estructura monolítica.
Es la estructura de los primeros sistemas operativos constituídos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra .
Estructura jerárquica.
A medida que fueron creciendo las necesidades de los usuarios y se perfeccionaron los sistemas, se hizo necesaria una mayor organización del software, del sistema operativo, donde una parte del sistema contenía subpartes y esto organizado en forma de niveles.
Se dividió el sistema operativo en pequeñas partes, de tal forma que cada una de ellas estuviera perfectamente definida y con un claro interface con el resto de elementos.
En el sistema de anillos, cada uno tiene una apertura, conocida como puerta o trampa (trap), por donde pueden entrar las llamadas de las capas inferiores. De esta forma, las zonas más internas del sistema operativo o núcleo del sistema estarán más protegidas de accesos indeseados desde las capas más externas. Las capas más internas serán, por tanto, más privilegiadas que las externas.
Cliente-servidor ( Microkernel)
El tipo más reciente de sistemas operativos es el denominado Cliente-servidor, que puede ser ejecutado en la mayoría de las computadoras, ya sean grandes o pequeñas.
Este sistema sirve para toda clase de aplicaciones por tanto, es de propósito general y cumple con las mismas actividades que los sistemas operativos convencionales.
El núcleo tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores. Los procesos pueden ser tanto servidores como clientes.
Estos servidores deben tener mecanismos de seguridad y protección que, a su vez, serán filtrados por el núcleo que controla el hardware. Actualmente se está trabajando en una versión de UNIX que contempla en su diseño este paradigma.
Sistemas Operativos por Servicios
Esta clasificación es la más comúnmente usada y conocida desde el punto de vista del usuario final.
Monousuarios
Los sistemas operativos monousuarios son aquéllos que soportan a un usuario a la vez, sin importar el número de procesadores que tenga la computadora o el número de procesos o tareas que el usuario pueda ejecutar en un mismo instante de tiempo. Las computadoras personales típicamente se han clasificado en este renglón.
Multiusuarios
Los sistemas operativos multiusuarios son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, ya sea por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente.
Multitareas
Un sistema operativo multitarea es aquél que le permite al usuario estar realizando varias labores al mismo tiempo. Por ejemplo, puede estar editando el código fuente de un programa durante su depuración mientras compila otro programa, a la vez que está recibiendo correo electrónico en un proceso en background. Es común encontrar en ellos interfaces gráficas orientadas al uso de menús y el ratón, lo cual permite un rápido intercambio entre las tareas para el usuario, mejorando su productividad.
Multiproceso
Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente. Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos. Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos (threads) son enviados indistintamente a cualesquira de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema.
ANALISIS DE SISTEMAS OPERATIVOS COMERCIALES
WINDOWS
Es un Sistema operativo desarrollado por la empresa multimillonaria Microsoft y es el Sistema Operativo mas usado del mundo teniendo a si favor mas del 90% del mercado.Windows es el Sistema Operativo mas usado de todos los tiempos, y al ser el mas usado todos los desarrolladores de programas, juegos etc, crean sus productos para este Sistema Operativo.
MAC
Es el primer Sistema Operativo de la empresa Apple para las Mac. Apple ignoro la existencia de otros Sistemas Operativos en los primeros años de la Mac para lograr que fuera mas agradable para los usuarios, y para distanciarla de otros sistemas como MS-DOS que eran un gran desafío técnico. Este Sistema Operativo estaba basado en Unix y tenia una interfaz gráfica llamada "Aqua" que fue creado por el mismo Apple.Sin duda alguna Mac OS X es el Sistema Operativo con mejor interfaz gráfica y casi siempre tiene versiones de programas de Windows.
GNU/LINUX
Es el núcleo o kernel del Sistema Operativo libre denominado GNU/Linux (Linux). Es un Sistema Operativo Tipo Unix y distribuye bajo la Licencia Pública General de GNU (GNU GPL), osea que es Software libre.Sin duda alguna GNU/Linux a crecido enormemente gracias a que el internet llega a millones de personas, y puedes encontrar siempre alternativas totalmente gratuitas y algunas mejores a los programas de Windows.Distribuciones FNU/Linux : ubuntu, linux Mint, OpenSUSE, PClinuxOS, entre otras
Evolucion de los Sistemas Operativos
Los Sistemas Operativos, al igual que el Hardware de loscomputadores, han sufrido una serie de cambios revolucionarios llamadosgeneraciones. En el caso del Hardware, las generaciones han sido marcadas porgrandes avances en los componentes utilizados, pasando de válvulas ( primerageneración ) a transistores ( segunda generación ), a circuitos integrados (tercera generación), a circuitos integrados de gran y muy gran escala (cuartageneración). Cada generación Sucesiva de hardware ha ido acompañada dereducciones substanciales en los costos, tamaño, emisión de calor y consumo deenergía, y por incrementos notables en velocidad y capacidad.
Generacion Cero (década de 1940)
Los primeros sistemas computacionales no poseían sistemasoperativos. Los usuarios tenían completo acceso al lenguaje de la maquina.Todas las instrucciones eran codificadas a mano.
Primera Generacion (década de 1950)
Los sistemas operativos de los años cincuenta fueron diseñadospara hacer mas fluida la transición entre trabajos. Antes de que los sistemasfueran diseñados, se perdía un tiempo considerable entre la terminación de untrabajo y el inicio del siguiente. Este fue el comienzo de los sistemas deprocesamiento por lotes, donde los trabajos se reunían por grupos o lotes.Cuando el trabajo estaba en ejecución, este tenia control total de la maquina.Al terminar cada trabajo, el control era devuelto al sistema operativo, el cuallimpiaba y leía e iniciaba el trabajo siguiente.
Al inicio de los 50's esto había mejorado un poco con laintroducción de tarjetas perforadas (las cuales servían para introducir losprogramas de lenguajes de máquina), puesto que ya no había necesidad deutilizar los tableros enchufables.
Además el laboratorio de investigación General Motorsimplementó el primer sistema operativo para la IBM 701. Los sistemas de los50's generalmente ejecutaban una sola tarea, y la transición entre tareas sesuavizaba para lograr la máxima utilización del sistema. Esto se conoce comosistemas de procesamiento por lotes de un sólo flujo, ya que los programas ylos datos eran sometidos en grupos o lotes.
La introducción del transistor a mediados de los 50's cambióla imagen radicalmente.
Se crearon máquinas suficientemente confiables las cuales seinstalaban en lugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandesuniversidades y las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno sepodían dar el lujo de tenerlas.
Para poder correr un trabajo (programa), tenían queescribirlo en papel (en Fortran o en lenguaje ensamblador) y después seperforaría en tarjetas. Enseguida se llevaría la pila de tarjetas al cuarto deintroducción al sistema y la entregaría a uno de los operadores. Cuando lacomputadora terminara el trabajo, un operador se dirigiría a la impresora ydesprendería la salida y la llevaría al cuarto de salida, para que larecogiera el programador.
Segunda Generacion (a mitad de la década de 1960)
La característica de los sistemas operativos fue eldesarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación, y los principiosdel multiprocesamiento. En los sistemas de multiprogramación, varios programasde usuario se encuentran al mismo tiempo en el almacenamiento principal, y elprocesador se cambia rápidamente de un trabajo a otro. En los sistemas demultiprocesamiento se utilizan varios procesadores en un solo sistemacomputacional, con la finalidad de incrementar el poder de procesamiento de lamaquina.
La independencia de dispositivos aparece después. Un usuarioque desea escribir datos en una cinta en sistemas de la primera generacióntenia que hacer referencia especifica a una unidad de cinta particular. En lasegunda generación, el programa del usuario especificaba tan solo que unarchivo iba a ser escrito en una unidad de cinta con cierto numero de pistas ycierta densidad.
Se desarrollo sistemas compartidos, en la que los usuariospodían acoplarse directamente con el computador a través de terminales.Surgieron sistemas de tiempo real, en que los computadores fueron utilizados enel control de procesos industriales. Los sistemas de tiempo real se caracterizanpor proveer una respuesta inmediata.
Tercera Generacion (mitad de década 1960 a mitad década de1970)
Se inicia en 1964, con la introducción de la familia decomputadores Sistema/360 de IBM. Los computadores de esta generación fuerondiseñados como sistemas para usos generales . Casi siempre eran sistemasgrandes, voluminosos, con el propósito de serlo todo para toda la gente. Eransistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simultáneamenteprocesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real ymultiprocesamiento. Eran grandes y costosos, nunca antes se había construidoalgo similar, y muchos de los esfuerzos de desarrollo terminaron muy por arribadel presupuesto y mucho después de lo que el planificador marcaba como fecha determinación.
Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientescomputacionales; una complejidad a la cual, en un principio, no estabanacostumbrados los usuarios.
Cuarta Generacion (mitad de década de 1970 en adelante)
Los sistemas de la cuarta generación constituyen el estadoactual de la tecnología. Muchos diseñadores y usuarios se sienten aun incómodos,después de sus experiencias con los sistemas operativos de la tercera generación.
Con la ampliación del uso de redes de computadores y delprocesamiento en línea los usuarios obtienen acceso a computadores alejadosgeográficamente a través de varios tipos de terminales.
Los sistemas de seguridad se ha incrementado mucho ahora quela información pasa a través de varios tipos vulnerables de líneas decomunicación. La clave de cifrado esta recibiendo mucha atención; han sidonecesario codificar los datos personales o de gran intimidad para que; aun silos datos son expuestos, no sean de utilidad a nadie mas que a los receptoresadecuados.
El porcentaje de la población que tiene acceso a uncomputador en la década de los ochenta es mucho mayor que nunca y aumenta rápidamente.
El concepto de maquinas virtuales es utilizado. El usuario yano se encuentra interesado en los detalles físicos de; sistema de computaciónque esta siendo accedida. En su lugar, el usuario ve un panorama llamado maquinavirtual creado por el sistema operativo.
Los sistemas de bases de datos han adquirido granimportancia. Nuestro mundo es una sociedad orientada hacia la información, y eltrabajo de las bases de datos es hacer que esta información sea convenienteaccesible de una manera controlada para aquellos que tienen derechos de acceso.
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