Segunda - Campus Virtual ORT

Evolución de los
Sistemas de Procesamiento
S. Herzovich - G. Séneca
AGENDA
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Evolución Histórica
Generaciones de Computadoras
Tipos de Computadoras
Evolución de los Sistemas Operativos
Sistemas Operativos para PC
Evolución Histórica

El ábaco constituyó el primer dispositivo de
cálculo.

1642 Pascal inventó la primera máquina
automática de calcular.

1805 Jacquard construyó un telar automático,
tarjetas perforadas contenían los datos para el
control de las figuras y dibujos que había que
tejer. Es considerada la primer máquina
mecánica programada.
Evolución Histórica

1833 Babbage diseñó la “máquina analítica” capaz de
realizar todas las operaciones matemáticas y con
posibilidad de ser programada por medio de tarjetas de
cartón perforado, siendo además capaz de almacenar en
su interior una cantidad de cifras considerable. Es
considerado el padre de la Informática.

1854 Boole desarrolló la teoría del álgebra de Boole,
que permitió a sus sucesores el desarrollo matemático
del álgebra binaria y con ella la representación de
circuitos de conmutación y la aparición de la “Teoría de
los Circuitos Lógicos”.
Evolución Histórica

1936 Turing desarrolló la teoría de una máquina
capaz de resolver todo tipo de problemas con
solución algorítmica. “Máquina de Turing”. Se
inició la Teoría matemática de la computación,
en la que se define un ALGORITMO como la
representación formal y sistemática de un
proceso.

1944 Von Neumann desarrolla la idea de
programa interno. “Modelo de Von Neumann”
Agenda
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
Primera
(1952-1958)
Tecnología
Válvulas electrónicas
Segunda
(1959-1964)
Velocidad de
procesamiento
* Científico
* Militar
Miles de
instrucciones por
segundo
Cuarta
(1972- ... )
* circuito integrado
* integración SSI y
MSI
* microprocesador
* integración VLSI
Se extiende a
Se extiende a
Fundamentalmente
en el ámbito
gubernamental y de
grandes
organizaciones
* Ámbito empresarial
en general
* Uso personal y
hogareño
Centenares de miles
de instrucciones por
segundo
Millones de
instrucciones por
segundo
Decenas de millones de
instrucciones por
segundo
Transistores
Se extiende a
* Administrativo
* Gestión
Campo de
aplicación
Tercera
(1964-1972)
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
Primera
(1952-1958)
Memoria
Principal
10.000 a 20.000 bytes
Alto Tiempo de
acceso
Segunda
(1959-1964)
Núcleos de ferrita
Disminuye el Tiempo
de acceso
Tercera
(1964-1972)
Memoria de
semiconductores
(chips)
Cuarta
(1972- ... )
Integración de chips de
memoria en tarjetas
Memoria virtual
(discos magnéticos)
•Floppy disk
Cintas magnéticas
Dispositivos de
Memoria Auxiliar
y E/S
Cinta magnética
Tarjetas y cintas de
papel perforadas
Tarjetas y cintas de
papel perforados
Impresoras
Discos magnéticos
•Discos ópticos
Predomina el uso del
disco rígido
•Lectoras de código barras
•Modem
•Scanners
* Cámaras digitales, etc.
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
Primera
(1952-1958)
Tercera
(1964-1972)
* Se universaliza el uso
de FORTRAN y COBOL
•BASIC (para cursos de
iniciación a la
computación)
•Ensamblador:
ASSEMBLER
Se generalizan los
lenguajes de alto nivel
* De alto nivel: surgen
FORTRAN, ALGOL
COBOL, PL/1
* PASCAL (para
enseñar programación
estructurada)
* Monoprogramación
* Multiprogramación
(multitasking o
multitarea)
* Tiempo real
* Modo interactivo
Lenguajes
Software
Segunda
(1959-1964)
Programas cargadores
y secuenciadores de
trabajos
Desarrollo relegado por
limitaciones del
hardware
Cuarta
(1972- ... )
Se impone la programación
estructurada
Aparece el paradigma de
Orientación a Objetos
*C
* Lenguajes visuales:
(Visual Basic, Visual C,
etc.)
* Lenguajes orientados a
objetos (SmallTalk, Simula,
C++, Pascal OO)
* HTML (para páginas Web)
* JAVA ( “escríbalo una
vez, ejecútelo donde sea”)
* Teleinformática
(procesamiento remoto)
* Entornos multimedia
QUINTA GENERACION (1981- ...)
 Tecnología
 Arquitectura basada en una máquina paralela (varios microprocesadores
realizando varias tareas simultáneamente, coordinados por otro)
 Circuitos electrónicos integrados más rápidos
 Velocidad de procesamiento
 Se busca procesar más datos e instrucciones por unidad de tiempo
 Características
 Computadora con Inteligencia Artificial
• Sistemas expertos
• Robótica
• Procesadores de lenguajes humanos
 Redes integradas
GENERACIONES DE COMPUTADORAS
 En las primeras generaciones la división se basa en la
tecnología circuital empleada, siendo que las computadoras de
una generación presentan mayor velocidad, mayor capacidad
de memoria y menor tamaño que las de la anterior resultando
a su vez más económicas.
 Las primeras generaciones marcan el cambio de tecnología
usada para representar el bit en el procesador (válvulas,
transistores, circuitos integrados). En las siguientes sólo se
integraron a mayor escala (en menor volumen) los circuitos,
pero no hubo un cambio claro a otra tecnología.
 En las generaciones primera a cuarta, predomina el modelo
Von Neumann, con sucesivas mejoras en velocidad. La quinta
generación se basa en arquitecturas “no Von Neumann” con
procesadores en paralelo.
Agenda
TIPOS DE COMPUTADORAS
 Existen diversas clasificaciones de computadoras
digitales en función de su velocidad, potencia de
procesamiento, ámbito de aplicación, arquitectura
del hardware, tamaño de memoria principal,
tamaño y costo.
 Supercomputadora
 Computadora o Mainframe
 Minicomputadora
 Microcomputadora
SUPERCOMPUTADORA
 Mediante varias UCP (pueden ser miles) operando en paralelo

presentan capacidad de memoria y velocidad de cálculo superior
a las computadoras convencionales.
Se usan en aplicaciones con enorme cantidad de datos a
procesar y que precisan una gran velocidad de proceso.
La capacidad de memoria varía de 256 Mbytes a varios TBytes.
Pueden operar desde 1000 MFLOPs a varios TeraFLOPs.
Los tiempos de acceso a MP están entre 1 y 8 seg.



 Su costo mínimo son 30 millones de dólares.
Ejemplos: Supercomputadoras Cray (SGI - Sillicon Graphics, EE.UU), y
Supercomputadoras Fujitsu, japonesas; (Fujitsu fue la primera empresa en desarrollar
arquitectura paralela).
COMPUTADORA o MAINFRAME
 Diseñada para dar servicio a grandes empresas y
organizaciones.
 Su potencia de cálculo es del orden de varios millones de
operaciones por segundo.
 Soporta un gran número de terminales o estaciones de
trabajo. Pueden intervenir en procesos distribuidos en los que
se conectan dos o más computadoras en paralelo. Ej. 5000
terminales.
Ejemplo: IBM 3090
MINICOMPUTADORA
 Tamaño relativamente pequeño y en
competencia con los mainframes.
 Máquinas de tipo medio
 Se pueden conectar centenares de usuarios a
través de terminales.
 Se usan como servidores en redes de
computadoras.
Ejemplo: IBM AS 400
MICROCOMPUTADORA
 Su funcionamiento interno se basa en el uso de un
microprocesador. Sus características son potencia,
manejabilidad, portabilidad, precio, etc.; cubren la gama más
baja de necesidades en el mundo de la Informática.
 Computadora Personal (PC)



De escritorio, portatil o transportable
Laptop, Notebook
Pocket PC o Palmtop (calculadora científica programable; se puede
conectar a otra PC para cargar/descargar información y permiten acceso a
a Internet usando telefonía celular)
 Estación de Trabajo (workstation)
 Se usa en aplicaciones científicas y técnicas (gráficos), para ser
conectado a través de una red con una computadora de mayor
potencia.
Agenda
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
PRIMER NIVEL (‘50)
 Sistemas Operativos Básicos (MONITOR)
Su función era Controlar y Secuenciar la ejecución de los
programas y sus datos (soportados en tarjetas perforadas).
 Aparece la secuencia automática de trabajos
consistente en intercalar entre las tarjetas de un programa y otro
una serie de tarjetas de control (Job Control Language).
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
SEGUNDO NIVEL (‘60)
 Nuevos métodos con el fin de aumentar el rendimiento de
utilización del procesador por tener velocidad # E/S =>
tiempo libre de espera del procesador excesivamente
grande. Surgen métodos para minimizarlos.
Procesos on-line y off-line. Consisten en conectar directamente
los dispositivos lentos a la computadora (on-line) o hacerlo a
través de dispositivos más rápidos (off-line).
Buffering – Spooling. Almacenamiento de datos procedentes de
los periféricos en memorias intermedias (buffer) o discos
magnéticos (spool).
Técnicas de Acceso Directo a Memoria (DMA). No interviene el
procesador para la realización de algunas operaciones de lectura
/ escritura en la memoria secundaria.
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
TERCER NIVEL (‘70)
 MULTIPROGRAMACION (almacenamiento en una misma
memoria de varios programas a la vez). A través de políticas
de asignación, se ejecutan varios programas intercalando la
ejecución de sus instrucciones en el procesador.
 Proceso por lotes (batch) Consiste en ir solicitando la
ejecución de procesos que no precisan conversación con el
usuario (no conversacionales) y estas peticiones van
situándose en una cola, siendo el SO el que da entrada a un
conjunto de ellos para su ejecución.
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
TERCER NIVEL (‘70)
 Procesos actuales interactivos o conversacionales,
necesitan un determinado diálogo con el usuario.
Tiempo compartido (time sharing) consiste en un conjunto
de terminales que están continuamente solicitando
atención del procesador, siendo el SO quien va intercalando
dicha atención entre los distintos usuarios.
 Tiempo real (real time) es la posibilidad que tienen
determinados procesos en un sistema multiprogramado de
obtener respuestas del procesador en un tiempo muy
pequeño y generalmente predeterminado.
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
CUARTO NIVEL (‘80)
 Proceso distribuido (conexión en // de varias computadoras
compartiendo almacenamiento externo, buses y terminales
con el fin de ganar seguridad). El SO administra el trabajo,
ejecutándose algo en los clientes y algo en el servidor.
 Multiproceso (> velocidad). Computadora con + de 1
procesador. El SO reparte el trabajo entre ellos. Aumenta el
número de instrucciones por unidad de tiempo.
 SO en red para control del trabajo en una red.
 Interfaz con el usuario
 > facilidad para usar el SO
 > prestaciones
EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
 Primer Nivel ‘50 Sistemas Operativos Básicos (MONITOR)
 Segundo Nivel ‘60 > Rendimiento de utilización del Procesador
 Tercer Nivel ‘70 Mejorar rendimiento de los Sistemas Informáticos
 Cuarto Nivel ‘80



> Seguridad
> Velocidad de proceso
> Prestaciones para el usuario
Agenda
SISTEMAS OPERATIVOS PARA PC
 DOS o MS-DOS : Disk Operating System
(Microsoft para PC-IBM y PC-compatibles)
(Microsoft para PC-compatibles)
 Windows
 OS/2: Operating System/2
(Microsoft e IBM para PS/2)
 Windows NT: Windows New technology
(Microsoft para redes de PC)
 Sistema Operativo Macintosh
(Apple Computer para equipos Macintosh)
 Unix
(AT&T para minicomputadoras)
MS-DOS
Características
 Fue un SO muy difundido
 Se desarrollaron gran número de aplicaciones
 Uso en equipos de precio reducido
 Limitación de la memoria central
 Sistema monotarea (sólo puede ejecutar un programa
a la vez)
Windows
Nace como un entorno operativo gráfico; funciona sobre el DOS
(en sus primeras versiones NO es un sistema operativo).
 permite multitarea
 compartir datos entre los programas (intercambio dinámico
de datos)
 acceso a una mayor memoria central
Recién a partir de Windows NT (que mencionamos más adelante),
y los posteriores Windows 95, 98, etc. tenemos bien aplicada la
definición de Sistema Operativo: "Es un programa que controla la
ejecución de los programas de aplicación y que actúa como
interfaz entre el usuario de un computador y el hardware del
mismo” (William Stallings-Sistemas Operativos)
OS/2
Características
 Diseñado para equipos de gran potencia (originalmente
los PS/2)
 Facilita la conexión en red
 Soporta multitarea
 Sistema monousuario
 Costo más elevado de los equipos
 Pocas aplicaciones desarrolladas
Windows NT
Características
 Aprovecha la potencia de los microprocesadores actuales
 Orientado a redes de PC
 Multitarea en un entorno monousuario
 Ofrece el mismo tipo de GUI que versiones anteriores de
Windows (pero está basado en un concepto diferente)
 Estructura modular, flexibilidad
 Puede ejecutar sobre diversas plataformas de hardware y dar
soporte a aplicaciones escritas para otros sistemas operativos
 Es económico para entornos medianos, pero presenta
dificultades en entornos muy grandes
MACINTOSH
Características
 Pionero en utilizar entorno operativo gráfico, incluyendo el uso de
ventanas
 Facilidad de uso
 Calidad de los gráficos
 Multitarea





Capacidad de comunicación entre los programas
No es compatible, por lo que su difusión en el mercado es limitada
Sin cambios drásticos de arquitecturas, que discontinúan aplicaciones
Seguridad para servidor de Internet
Fácil manejo de red
UNIX
Características
 Objetivo: portabilidad a cualquier equipo
 No tiene limitación en cuanto a memoria central
 Multitarea
 Multiusuario (puede ser compartido por varios usuarios a la vez)
 Buenas capacidades para uso en red
 Software de aplicaciones limitado
 No dispone de un entorno operativo gráfico estándar
 Existen distintas versiones en el mercado lo que va en contra de su
portabilidad. Pero el costo de las diferentes variantes de Unix es muy
reducido y algunas son gratis, como Linux
Agenda
Evolución de los Sistemas de
Procesamiento
Conceptos de:
 Multiprogramación: (multitasking-multitarea):
Consiste en la ejecución alternada por una UCP de varios
programas que están en MP. Dada la velocidad de
procesamiento, el usuario percibe como simultánea la
ejecución.
 Tiempo real: posibilidad que tienen determinados procesos de
obtener respuestas del procesador en un tiempo pequeño y
generalmente predeterminado.
 Modo interactivo: opuesto al batch o por lotes. Permite la
interactividad hombre-máquina en operaciones on-line desde
terminales con teclado y pantalla