Sistemas Operativos - Campus Virtual

Sistemas Operativos
(Parte 1)
Introducción a la Tecnología
Informática
Guía de Estudio
Escuela de Ingeniería de Sistemas y
Computación
Universidad del Valle
2012
Contenido:
1. Repaso: Software y tipos de software
2. Conceptos generales de Sistemas Operativos:





Definición: S.O: como máquina virtual, S.O.
como administrador de recursos.
Funciones y conceptos clave.
Clasificación.
Interfaces: Línea de comandos, gráfica
3. Sistemas Operativos más conocidos
Qué es Software?
Es un conjunto de programas, documentos, procedimientos y rutinas
asociadas con la operación de un sistema de cómputo.
Comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que
hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a
los componentes físicos, que son llamados hardware. Los componentes
lógicos incluyen, entre muchos otros, las aplicaciones informáticas; tales
como el procesador de texto, que permite al usuario realizar todas las
tareas concernientes a la edición de textos; el software de sistema, tal
como el sistema operativo, que, básicamente, permite al resto de los
programas funcionar adecuadamente, facilitando también la interacción
entre los componentes físicos y el resto de las aplicaciones, y
proporcionando una interfaz con el usuario.
El software asegura que el computador cumpla por completo con los
objetivos del usuario.
Específicamente, puede verse como el conjunto de instrucciones que se
le proporciona al microprocesador para que pueda procesar los datos y
generar los resultados esperados.
Cuáles son los Tipos de Software?
• Lenguajes de programación:
Es el conjunto de herramientas que permiten al programador desarrollar
programas informáticos, usando diferentes alternativas y lenguajes de
programación, de una manera práctica. Permiten la creación de nuevos
programas o sistemas operativos. Utilizados por Ingenieros de Sistemas.
• Software de aplicación:
Diseñados para cumplir distintas tareas de acuerdo al uso que se le dé.
Permite a los usuarios llevar a cabo una o varias de esas tareas
específicas, en cualquier campo de actividad susceptible de ser
automatizado o asistido, con especial énfasis en los negocios.
• Sistemas operativos.
Administra los recursos de hardware y de software, además de abstraer
los detalles de funcionamiento.
Su objetivo es desvincular
adecuadamente al usuario y al programador de los detalles del sistema
informático en particular que se use, aislándolo especialmente del
procesamiento referido a las características internas de: memoria,
discos, puertos y dispositivos de comunicaciones, impresoras, pantallas,
teclados, etc. El software de sistema le procura al usuario y programador
adecuadas interfaces de alto nivel, controladores, herramientas y
utilidades de apoyo que permiten el mantenimiento del sistema global.
Incluye entre otros:
Ubicación del Sistema Operativo
El Sistema Operativo se encuentra entre el Usuario, las Aplicaciones y el
Hardware y sirve como interfaz para que el primero pueda acceder a los
recursos que los segundos le ofrecen.
Definición del Sistema Operativo?
El Sistema Operativo puede definirse de dos maneras, siendo ambas
perfectamente correctas:
•
Sistema Operativo como Máquina Virtual:


•
Separa el Hardware del Software.
Facilita al usuario el uso del computador y sus periféricos para
desarrollar su trabajo diario de manera sencilla.
Sistema Operativo como Administrador de Recursos:



Asegura un reparto ordenado y equitativo.
Hace seguimiento al uso de recursos
contabilizar uso).
Mediador de conflictos.
(atender
solicitudes,
Máquina Virtual: se refiere a un software capaz de emular los recursos
de una computadora y que además puede ejecutar programas como si
fuese una computadora real. Este software en un principio fue definido
como "un duplicado eficiente y aislado de una máquina física".
Funciones del Sistema Operativo?
Un Sistema Operativo es el encargado de brindar al usuario una forma
amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las órdenes
al microprocesador central, para que éste realice las tareas necesarias y
específicas para completar una acción
Desde el punto de vista de la administración, el sistema operativo es un
gestor de los recursos del computador según se observa en el siguiente
mapa conceptual:
Funciones del Sistema Operativo
Conceptos Clave
•
•
•
•
Proceso: es una tarea en ejecución, tiene asociado un espacio de
direcciones, lista de posiciones de memoria y de datos.
informalmente entenderse como un programa en ejecución.
Formalmente un proceso es "Una unidad de actividad que se
caracteriza por la ejecución de una secuencia de instrucciones, un
estado actual, y un conjunto de recursos del sistemas asociados"
Kérnel: núcleo del sistema, contiene las operaciones básicas del
sistema.
constituye la parte más importante del sistema
operativo. Es el principal responsable de facilitar a los distintos
programas acceso seguro al hardware de la computadora o en
forma básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de
servicios de llamada al sistema.
Llamadas al sistema: interfaz entre el S.O. y los programas de
usuario. es el mecanismo usado por una aplicación para solicitar
un servicio al sistema operativo.
Secuencia por lotes: Se conoce como sistema por lotes (batch
processing), o modo batch, a la ejecución de un programa sin el
control o supervisión directa del usuario (que se denomina
procesamiento interactivo). Este tipo de programas se
caracterizan porque su ejecución no precisa ningún tipo de
•
•
interacción con el usuario. Los programas son tratados en grupos
y ejecutados uno tras.
Tiempo
Real:
Procesa
las
instrucciones
recibidas
inmediatamente. Respuestas rápidas.
Por eso, la principal
característica que distingue a los STR de otros tipos de sistemas es
el tiempo de interacción.
Tiempo Compartido: se refiere a compartir un recurso
computacional entre muchos usuarios por medio de la multitarea.
Uso del sistema por más de un usuario al mismo tiempo.
Clasificación de los Sistemas Operativos
Según su estructura:
(
Monolítico: están constituidos fundamentalmente por un solo
programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal
forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Estos sistemas
tienen un núcleo grande y complejo, que engloba todos los servicios
del sistema.
Los sistemas monoliticos se describen en 3 procesos principales:
-
-
Un Programa principal que invoca el procedimiento de
servicio solicitado.
Un Conjunto de procedimientos de servicio que llevan a cabo
las llamadas del sistema.
Un Conjunto de procedimientos de utilería que ayudan a los
procedimientos del servicio.
En teoría un procedimiento dado puede invocar a ciertos servicios los
cuales a su vez se verán ayudados por programas de utilería los
cuales extraerán información importante para este.
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos Monolíticos son las
primeras versiones de los siguientes:
LINUX

UNIX
MS-DOS
Por Capas, o Jerárquico: 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. De tal forma, cada una de esas
partes es perfectamente definida y con una interfaz clara con el
resto de elementos.
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos Jerárquicos son las
versiones actuales de:
LINUX

MAC-OS
WINDOWS
Cliente-Servidor: El núcleo tiene como misión establecer la
comunicación entre los clientes y los servidores. Cuando un proceso
de usuario, llamado proceso cliente, necesita un servicio del S.O lo
que hace es enviar un mensaje al proceso servidor correspondiente
el cual realiza el trabajo y devuelve la respuesta.
Estructura Cliente/Servidor
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos Cliente/Servidor son:
Amoeba
WINDOWS NT
AMOEBA
Según la cantidad de tareas que pueden procesar:

Monotarea: Si sólo puede ejecutar una tarea o proceso (aparte de
los procesos del propio S.O.) en un momento dado. Una vez que
empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo hasta su
finalización o interrupción.

Multitarea:
Permite que varias tareas (procesos) se ejecuten al
tiempo. Cada tarea se ejecuta de manera independiente y utilizando
los mismos recursos.
Según la cantidad de usuarios que puede atender al mismo tiempo:

Monousuario: Solamente permite ejecutar los programas de un
usuario al mismo tiempo. Esto a causa de las limitaciones creadas
por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se esté
ejecutando.
Sistema Monousuario

Multiusuario: Administran y permiten que varios usuarios utilicen al
tiempo, recursos de hardware y de software. Permite que varios
usuarios ejecuten simultáneamente sus programas.
Utilizan
métodos de protección de datos, de manera que un programa no
pueda usar o cambiar los datos de otro usuario.
Sistema Multiusuario
Según la forma en que administran los recursos:

Paralelos, distribuidos: Permite utilizar los recursos (memoria,
CPU, disco, periféricos) de más de un computador al mismo tiempo.
Integran recursos, en una sola máquina virtual, que el usuario
accede en forma transparente.
El usuario no necesita saber la
ubicación de los recursos, sino que los conoce por nombre y
simplemente los usa como si todos ellos fuesen locales a su lugar de
trabajo habitual.

Centralizados: Si los recursos computacionales se encuentran en
un solo lugar desde donde todos los usuarios los pueden acceder.
Interfaces de los Sistemas Operativos
Las interfaces sirven para comunicar el sistema operativo con el usuario
y sus programas.
Esta comunicación se realiza por medio de instrucciones que el SO
proporciona o llamadas al sistema.
Las interfaces se usan de dos formas:

Línea de comandos: Conocida como CLI por sus siglas en inglés
(Comand Line Interfaz). Lenguaje de comandos especial. El usuario
introduce los comandos de texto al sistema para iniciar o ejecutar
instrucciones específicas. Los comandos deben ser memorizados,
son programables, otorgándoles flexibilidad. Se pueden utilizar de
manera más automatizada haciendo uso del procesamiento por
lotes.
Línea de Comandos en Linux

Interfaz gráfica: Conocida como GUI del inglés Graphical User
Interfaz. Tipo de visualización que permite al usuario elegir
comandos, iniciar programas, ver listas de archivos, etc. usando
representaciones visuales (íconos) y menús. Se activan a través del
mouse o teclado. Su intención principal es brindarle al usuario una
forma más amigable para que interactúe con el computador, se basa
en un entorno visual con representaciones sencillas de interpretar.
Surgió en el proceso evolutivo de los sistemas operativos y tiene sus
raíces en la línea de comandos.
Interfaces Gráficas
Sistemas Operativos más comunes
Los sistemas operativos más populares han sido o son:

MS-DOS: Desarrollado en 1979 por Microsoft. Diseñado para IBM
que lo estandarizó en todos sus PC. El sistema operativo podía estar
en un disco flexible. Nombres de ficheros sólo de 8 letras máximo.
Sistema monotarea. COMMAND.COM o Procesador de Comandos.

OS/2: Desarrollado inicialmente por Microsoft e IBM. Muy parecido a
MS-DOS, pero es más grande y completo. Ambiente de trabajo
gráfico. El intérprete de comandos no hace parte del SO, sólo
aparece cuando se hace clic en el ícono. Multitarea de tiempo
compartido . Monousuario .

Mac OS: Multitarea cooperativa. Es un sistema netamente gráfico.
No tiene interfaz de línea de comandos.
Tiene la capacidad
integrada de compartir archivos y comunicarse con otras PC de
Macintosh en una red.

UNIX: S. O. de propósito general. Desarrollado en los Laboratorios
Bell de AT&T en 1969.
Escrito en lenguaje C.
Multiusuario,
Multitarea e Interactivo. Soporta multiprogramación y multiacceso.

Linux: Es uno de los principales ejemplos de software libre. Linux
está licenciado bajo la GPL v2 y está desarrollado por colaboradores
de todo el mundo. El desarrollo del día a día tiene lugar en la Linux
Kernel Mailing List Archive. El núcleo Linux fue concebido por el
entonces estudiante de ciencias de la computación finlandés, Linus
Torvalds, en 1991. Linux consiguió rápidamente desarrolladores y
usuarios que adoptaron códigos de otros proyectos de software libre
para su uso en el nuevo sistema operativo.

Microsoft Windows ( 95,98,NT,XP,Vista, etc): Windows es un SO
para computadores basados en procesadores Intel. Es el sistema
operativo comercial más utilizado mundialmente. El entorno gráfico
se basa en la metáfora de las ventanas, de allí viene su nombre.
Versiones de MS-Windows.
Evolución del Sistema Operativo Windows
Bibliografía
Tanenbaum, Andrew. Sistemas Operativos Modernos. Prentice Hall. Segunda
Edición. 2003. Pearson Education.
Silberschatz, Galvin, Gagne. Sistemas Operativos. Mc. Graw Hill. Séptima
Edición. Interamericana, 2006.
Páginas web:
http://en.wikipedia.org/wiki/Main_Page
http://www.mitecnologico.com/Main/EstructurasDeSistemasOperativos