Sistemas operativos monousuario

2. Sistemas operativos monousuario (34h)
a. Introducción al sistema operativo MS−DOS (4h)
Historia
En el año 1980 la empresa IBM ofreció a la empresa Microsoft Corporation (de Bill Gates) la ejecución de un
pequeño sistema operativo para su funcionamiento de sus computadoras.
Tim Patterson desarrolló un sistema operativo de 16 bits para los ordenadores que al poco se implementaron
en el mercado, Bill Gates compró el programa a Patterson y Bill Gates lo desarrolló más el producto y lo
explotó comercialmente.
En un principio Bill Gates, que diseñó el sistema operativo DOS (Disc Operative System) Iba de la mano de
IBM hasta que vio el negocio informático y se desligó de IBM.
A partir de ahí desarrolló mas versiones de MS−DOS, pasó a Windows y ha llegado a otros programas
informáticos independientes de los sistemas operativos llegando en muchos casos a formalizar pseudo
estándares.
Además del MS−DOS ha habido más intentos de implantar sistemas operativos, por ejemplo OS/2 (que tuvo
algo de vida), UNIX (para redes que actualmente está en vigor y en ciertas zonas es muy usado), y otros muy
poco usados PICK, TESO, VMS, CP/M, MVS...
Estructura de MS−DOS
El MS−DOS es un sistema operativo monousuario y monotarea, tiene estas limitaciones pero, ala vez, es muy
robusto y permite realizar tareas que otros no lo harían.
Aunque el MS−DOS necesite ejecutar un programa padre para correr otro programa hijo, sólo está ejecutando
uno en cada momento (hijo), y si el programa padre deja de funcionar, el programa hijo se bloquea
automáticamente.
El MS−DOS original es capaz de gestionar 1MB y de trabajar directamente sólo con 640 KB, este es un gran
problema para programas que precisen de más memoria.
La solución adoptada consiste en reordenar la memoria en diferentes partes, y un gestionador de memoria
adecuado para ello.
En Windows 95 y 98 se basan en MS−DOS sufriendo esta limitación de memoria a partir de Windows
Millenium (Windows NT, Windows 2000 y Windows XP) se abandona, definitivamente el MS−DOS
ampliando la memoria a usar.
Estructura básica del sistema
Para el funcionamiento del MS−DOS se usan cinco programas fundamentales:
• ROM−BIOS: relación más cercana entre el programa software y el hardware del ordenador (driver,
controlador...)
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• IO.SYS: Gestión de entrada / salida de la memoria del ordenador Prepara el arranque del ordenador.
• MS−DOS.SYS: Núcleo del sistema operativo (instrucciones de funcionamiento).
• COMMAND.COM: Interprete de los comandos con los que el usuario se comunica con el
ordenador. Genera el prompt (línea de comando, c:>)
• AUTOEXEC.BAT: Fichero que contiene una serie de instrucciones que ejecuta el ordenador nada
mas arrancar.
• CONFIG.SYS: Fichero que contiene la configuración del sistema. Se ejecuta cuando arranca el
ordenador.
La estructura de archivos se estructura en hardware (discos duros o dispositivos de memoria en masa), dentro
de cada uno en directorios y dentro de ellos los ficheros.
La memoria de MS−DOS
MS−DOS Puede direccionar tanta RAM como el hardware del ordenador lo permita, las CPUs primeras que
trabajaban bajo MS−DOS tenían 20 bits de direccionamiento de memoria, por lo tanto llegaban a 220
direcciones, esto es 220= 1048576 direcciones, pero solo podía operar con 640 Kb. La distribución de la
memoria la hacia en diferentes módulos.
• Memoria convencional:
La parte de memoria que realmente utiliza la CPU para trabajar. Es la memoria más importante y de acceso
más directo.
• Memoria superior:
Porción de memoria que va desde la memoria convencional 640KB y el límite de la memoria que es capaz de
direccionar la CPU 1MB, ocupa 360KB esta dividida en módulos de 64 KB. Inicialmente estaba pensada para
almacenar la información de video y de las rutinas de la ROM−BIOS. En ocasiones se denomina también
memoria reservada.
• U.M.B (Upper Memory Blocks):
A partir de la versión MS−DOS 5.0 se emplean algunos bloques de la memoria superior para guardar
controladores de uso común con el fin de liberarlos de la memoria convencional y dejar más espacio para
programas a utilizar.
• Memoria extendida:
A partir de 1 MB de memoria se establece la memoria extendida. El mayor problema es el acceso a esta
memoria cuando el ordenador solo permite direccional 1 MB, este programa se planteaba hasta los
ordenadores 80286.
• Memoria expandida (EMS):
La primera solución al direccionamiento de la memoria extendida es introducir memoria fuera del
direccionamiento de 1 MB, y dentro de la superior introducir punteros que la direcciones. De esta manera es
necesario tomar la información de la extendida, llevarla a la convencional, utilizar la información y devolver
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los resultados de nuevo a la extendida. Es un sistema lento que emplea muchos recursos sin una productividad
directa. El movimiento de memoria se hace por bloques muy pequeño. Se denomina Mapeado.
• Memoria alta:
Son las 64 K primeros de memoria extendido donde se alberga el núcleo del sistema operativo y el
direccionamiento de la memoria extendida. El direccionamiento se realiza por medio de dos bloques de 16
bits: segmento y desplazamiento. Esta gestión la realiza el programa Hymen.Sys
• Memoria extendida (XMS):
Memoria superior a 1024 K desarrollada por Lotus, Intel, Microsoft y Ast. Hace falta el gestor de memoria
Hymen.Sys
• Memoria Shadow:
Memoria muy rápida donde se descarga la ROM−BIOS para acelerar la velocidad del ordenador.
• Memoria Cache:
Memoria muy rápida dónde se almacenan rutinas de uso frecuente del disco duro para acelerar los procesos.
Administradores de memoria:
• Hymen.Sys: Gestiona las direcciones de memoria almacenadas en la memoria alta.
• Emm386.Exe: Acceso y gestión de la memoria alta.
Estructura física del disco duro
Los discos se estructuran en:
• Caras:
Cada una de la superficie del disco (o discos montados sobre el mismo eje) donde una cabeza de lectura llega
a él.
• Pistas o Cilindros:
Anillos concéntricos donde se ajustará la información.
• Sectores:
Divisiones radianes del disco. Cada sector almacena 512 bytes.
• Cluster:
Conjunto de uno o más sectores consecutivos potencia de 2n. Estructuración de partes lógicas.
Ejemplo:
Disco de 3 ½
3
Caras: 2
Pistas: 16
Sector: 36
C sector: 512 bytes
Capacidad = 2x160x36x512=5,62 M
2x80x9x512=720 K
2x80x9x512=1,44 M
Estructura lógica del disco duro
Los discos se estructuran en:
• Sector de arranque:
Sector nº0 del disco y por donde el ordenador comenzará a leerlo, si en este sector se albergan programas de
arranque el ordenador echa a andar.
• FAT:
Indica donde están las direcciones de los archivos y directorios del disco duro en los sectores.
• FAT 16: Cada dirección ocupa 16 bits (se usa poco actualmente)
• FAT 32: Cada dirección ocupa 32 bits.
• NTFS: Nueva FAT basada en tecnología NT. Pude crear dominios de direcciones y es más controlable.
• Directorio raíz:
Directorio del que parten las demás direcciones del disco duro, está limitado en el disco duro a 3 sectores.
• Datos del usuario
Información almacenada por el usuario.
Particiones de un disco duro
Las particiones son las divisiones lógicas del disco.
Como mínimo un disco debe tener una partición y como máximo cuatro.
Cada partición puede estar diseccionada por una FAT diferente (FAT16, FAT36, NTFS).
Sólo se puede instalar un sistema operativo en una partición.
Existen diferentes tipos de particiones:
• Primaria:
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Obligatoria, activa y ahí debe estar el sistema operativo.
• Extendida:
• No obligatoria, no tiene porque tener un sistema operativo para gestionarse, desde el MS−DOS se ve
como otra unidad y puede ocupar el testo del disco duro.
• El MS−DOS sólo es capaz de reconocer particiones e como mínimo 2,1 GB.
• El programa FDISK gestiona las particiones de los discos duros.
Formateo de un disco duro
Obligatorio para el funcionamiento del disco duro. Limpia completamente la unidad y la prepara para
la instalación de programas. Se puede formatear dejando un sector de arranque. Instalará en el sector o
los programas 10.SYS y MS−DOS.
Gestión de la información en el disco duro
♦ La información se almacena en directorios y en archivos.
♦ Los directorios son realmente archivos que contienen referencias a otros archivos.
♦ Los archivos son grupos de bytes referidos por un nombre.
Directorios
♦ Los directorios contienen referencias a archivos y a otros directorios, es por esto que su
estructura es jerárquica, llamada también estructura de árbol.
♦ Los archivos y directorios sólo pueden verse desde el directorio inmediatamente superior.
♦ El directorio inicial, llamado raíz, es el nombre asignado a la unidad lógica o física del
ordenador. (C,D,E,F)
♦ Atributos de los directorios:
◊ El directorio activo de una unidad lógica es dónde se sitúa el usuario, al cambiar de
unidad se pasa a otra estructura de directorios, pero se mantiene el último de la
anterior como directorio activo de encaminamiento.
◊ El nombre de los directorios puede tener como máximo 8 caracteres mayúsculas y
una extensión (no obligatoria) detrás de un punto de cómo máximo tres letras.
♦ La creación de un directorio origina dos más:
. − que se encamina a sí mismo
.. − que encamina el directorio superior
Los directorios tienen como atributo la fecha de la última modificación.
♦ Archivos
Un archivo es un conjunto de datos reunidos bajo un identificador o nombre de extensión.
♦ Nombre:
Ocho caracteres como máximo y extensión (no obligatoria) de tres caracteres como máximo.
♦ Tamaño:
Espacio en el disco que ocupa el fichero, se mide en bytes (KB, MB, B)
♦ Fecha:
Fecha según el reloj del sistema, de la última modificación.
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♦ Atributo:
Características de manejo que se le dan a los archivos:
♦ Sólo lectura:
Protección para impedir la modificación del archivo.
♦ Archivo (archive):
Indica que el archivo ha sido modificado.
♦ Oculto (Hidden):
No se visualiza al hacer un directorio sobre él, al intentar borrarlo ha de saberse el nombre para
acceder a él.
♦ Sistema (System):
Archivos que utiliza el sistema operativo para su funcionamiento.
♦ Directorio (Directory):
Indica que el archivo funciona como directorio, no puede modificarse.
Interprete de comandos
♦ Las instrucciones o comandos de MS−DOS se escriben en la línea de comandos generados
por el programa COMMAND.COM
♦ La línea de comandos se llama PROMPT.
♦ Las órdenes que ejecuta el MS−DOS pueden ser:
• del sistema operativo, el mismo las ejecuta para su propio funcionamiento.
• Del usuario, instrucciones y programas que ejecuta el usuario.
◊ El MS−DOS no distingue entre mayúsculas y minúsculas a la hora de introducir las
órdenes.
◊ En las instrucciones que contienen parámetros se emplean caracteres comodines:
C:/> Dir
Dir*.exe
Dirsys?.exe
Dir*. ??e
Dir*.ex?
Direccionamientos
♦ Absoluto:
Direccionamiento que parte del directorio raíz y llega a el directorio encaminado
♦ Relativo:
Direccionamiento que parte del directorio donde se esté hasta el directorio encaminado.
Operadores de encaminamiento
Operador
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Descripción
Sintaxis
<
Redirección de la entrada
Orden < archivo / dispositivo
>
Redirección de la salida
Orden > archivo
>>
Redirección de la salida a un archivo existente
Orden >> archivo
|
Redirección de la salida de una orden a entrada de otra orden
Orden1 | Orden2
Filtro / Operador
Filtro<Fichero
<
Orden>Terminal
>
Orden>>Fichero
>>
Fichero|Filtro|Orden
|
More
More<Fichero.txt
Muestra Fichero.txt en pantalla
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Type Fichero.txt>Fichero2.txt
Dir>Fichero.txt
Manda el directorio al Fichero.txt
Date>>Fichero.txt
Escribe la fecha al final de Fichero.txt
Type fichero.txt|more
Muestra Fichero.txt pantalla por pantalla
Sort
Sort<Fichero.txt
Muestra en pantalla Fichero.txt ordenado
Sort<F1>F2
Muestra en pantalla F1 ordenado y lo envía a F2
Type Fichero.txt|sort
Muestra Fichero.txt por pantalla ordenado
Find
FindLuis<Fichero.txt
Muestra en pantalla todas las palabras de fichero.txt que contenganLuis
FindLuis<F1>F2
Busca Luis en F1 y el resultado lo escribe en F2
Dir|FindTemp
Hace un directorio buscando los archivos o carpetas que sus nombres contengan las letras Temp
Comandos:
♦ MD (Make Dir):
Creación de directorio.
MD [nombre de directorio]
♦ RD (Remove Dir):
Elimina directorio, debe estar vacío.
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RD [nombre directorio]
♦ DELTREE:
Elimina directorios con todo su contenido.
DELTREE [nombre directorio]
♦ CD (Change Directory):
Cambio de directorio.
CD [nuevo directorio]
♦ DIR:
Mostrar el contenido de un directorio.
Algunos de los parámetros son:
DIR NOMBRE.TXT − Muestra sólo los ficheros que se corresponden con el modelo
/P − Muestra el directorio pantalla a pantalla
/W − Muestra el directorio en columnas
/O − Muestra el directorio en orden alfabético, 1º aparecen los subdirectorios.
♦ VER:
Muestra la versión del MS−DOS sobre la cual se esté operando.
♦ TREE:
Muestra el árbol de subdirectorios que cuelgan del cual se esté.
♦ MOVE:
Mueve un archivo de un directorio a otro.
MOVE [archivo origen] [destino]
♦ TYPE:
Muestra en pantalla el contenido de un fichero.
♦ PRINT:
Imprime un fichero.
PRINT [nombre fichero]
♦ COPY:
Copia un archivo de un ordenador a otro.
COPY [archivo origen] [destino]
♦ RENAME:
Cambia el nombre de un fichero.
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♦ DEL:
Borra un fichero.
♦ UNDELETE:
Recupera los ficheros borrados con el comando DEL.
♦ UNDELETE/LIST:
Lista los ficheros que se han borrado con el comando DEL.
♦ ERASE:
Elimina completamente un fichero.
♦ XCOPY:
Copia archivos y directorios vacíos o no, de un lugar a otro del ordenador.
♦ DOSKEY:
Almacena instrucciones ejecutadas y las recupera con las de teclas de cursor.
F3 − Recupera la última instrucción ejecutada
F5 − Recupera la última instrucción ejecutada letra a letra
♦ FORMAT:
Formatea unidades de disco para su posterior instalación de programas. Esta instrucción una vez
puesta en marcha daña la información de forma irrepararable. Tiene barios parámetros.
Los más importantes son:
/Q − Formateo rápido
/U − Formateo incondicional
♦ SYS:
Instala los ficheros necesarios en el sector o de un disco para convertirlo en disco de arranque. Los
archivos de arranque son MSDOS.SYS y IO.SYS.
♦ CHDSK:
Realiza una revisión lógica y física del disco.
♦ DISKOPY:
Permite copiar un disquete a otro. La copia la efectúa mirando los archivos, no la información en
bytes. Para realizar una copia en bytes se ha de emplear otros programas como DCCOPYPLUS.
♦ DISKCOMP:
Compara dos discos.
♦ LABEL:
Permite introducir una etiqueta en una unidad de disco.
♦ DEFRAG:
Realiza una defragmentación de un disco, esto es, ordena los datos lógicos de manera que los ficheros
estén unidos y contiguos físicamente en el disco.
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♦ SCANDISK:
Realiza una verificación física y lógica del disco.
♦ BACKUP:
Realiza una copia de seguridad de datos del disco duro en disquetes. Toma los ficheros a guardar. Los
empaqueta en bloques del tamaño de disquetes 1,44 MB. Graba los bloques en los discos, genera un
fichero índice que graba en el último disco de la colección. No es posible leer los datos de esta
manera, es necesario recuperar los ficheros originales con el comando RESTORE.
♦ RESTORE:
Recupera los datos almacenados en ficheros BACKUP de los disquetes. La versión 6.2 solicita
primero el ultimo disco para pedir el índice y a partir de ahí regenerar el resto de la información.
♦ PROMPT:
Configura la forma de mostrar la línea de comandos
PROMPT $P $G
$P − Visualiza el directorio donde se esté en ese momento.
$G − Muestra en pantalla el símbolo >.
♦ CLS:
Limpia la pantalla y coloca el prompt en la línea superior.
♦ DATE Y TIME:
Muestran y permiten modificar la fecha y hora configurada en el sistema.
♦ ATTRIB:
Muestra los archivos con sus atributos. Permite modificarlos.
Arranque de MS−DOS:
En el arranque del MS−DOS el sistema exige los ficheros IO.SYS y MS−DOS.SYS pero luego el
primer fichero que lee y ejecuta es AUTOEXEC.BAT y se configura el ordenador bajo el fichero
CONFIG.SYS.
♦ AUTOEXEC.BAT:
El nombre y la extensión son obligatorios, debe estar necesariamente en el directorio raíz c:> y se
ejecuta automáticamente al arrancar el ordenador. El código es texto en formato de ASCII...
Es posible dividir su contenido en tres bloques:
• Bloques de sistema:
• @ECHO OFF: No muestra las instrucciones del AUTOEXEC.BAT en pantalla.
• SET PROMPT $P$G: Define el print.
• SET PATH: Establece directorios abiertos, esto es, que se puede ejecutar cualquier programa que esté
en él desde cualquier otro punto del ordenador.
• SET TEMP: (c:\dos\temp) Establece el directorio donde se almacenan los ficheros temporales que
genera el sistema operativo u otros programas para su funcionamiento se ha de limpiar a mano.
• SET DIRCMD=/O/P/W: Establece las condiciones iniciales de la ejecución del comando DIR.
• Configuración de AUTOEXEC.BAT:
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◊ MODE con CODEPAGE PREPARE ((850) (c:\dos\ega.cpi)
Configura la tarjeta de video
⋅ MODE con CODEPAGE SELECT=850
Ésta línea debe estar junto a la configuración del video
• c:\dos\keyb sp , , c:\dos\keyboard.sys
sp: spain | en: england
Establece el idioma que se usa en el teclado
• Ordenes típicas de AUTOEXEC.BAT:
• C:\dos\smartdrv.exe
Gestión de memoria caché
• C:\dos\drivers\mouse.com
C:\dos\mouse.com
C:\mouse.com
Instalación de los drivers del ratón
• C:\dos\mscdex.exe
Instalación de driver del CD−ROM
• C:\dos\share.exe /L:500 /F:500
Controlador de particiones de disco duro
• C:\dos\doskey
Control de comandos
El mejor disco de arranque es el del W98 SE (segunda edición)
REM: Lo que se escriba posterior a esta palabra se considera comentario
• CONFIG.SYS:
• En este fichero se cargan los controladores mínimos para el
funcionamiento del ordenador (video, tv, teclado, ratón, CD−ROM)
• Debe estar en el directorio raíz y se ejecuta al arrancar el ordenador y
de forma interna.
Video:
Device=Display.sys con (ega , ,1)
Teclado:
Install=Kiev.com sp,,keyboard.sys
Raton:
Device=mouse.sys
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CDROM:
Device=btcdrom.sys
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