Sistemas Operativos I

Alumna:

Carrasquedo Morales Cruz Fernanda

Tema:

Significado, Función &

Características de un Sistema Operativo.

Especialidad:

Informática

Introducción a los Sistemas

Operativos

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.

Un sistema operativo es un programa (o conjunto de programas) de control que tiene por objeto facilitar el uso de la computadora y conseguir que ésta se utilice eficientemente. Es un programa de control, ya que se encarga de gestionar y asignar los recursos hardware que requieren los programas. Pensemos en una computadora que es utilizada desde diversos terminales por varios usuarios. Los recursos hardware son: el procesador (CPU), la memoria principal, los discos, y otros periféricos. Obviamente, si varios usuarios están utilizando la misma Computadora, debe haber alguien o algo que asigne los recursos y evite los conflictos que puedan surgir cuando dos programas requieran los mismos elementos (la misma unidad de disco, o la impresora, por ejemplo). Esta es una de las funciones del sistema operativo. Además de esta función de asignar los recursos a cada programa, el sistema operativo se encarga de contabilizar de éstos, y de la seguridad (que un usuario no pueda acceder sin autorización a la información de otro, por ejemplo).

1.1= Definición & concepto de los

S.O.

Un sistema operativo es un programa o conjunto de programas que en un sistema

informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas

de aplicación. Es decir…. es el programa (o software) más importante de un

Computador. Para que funcionen los otros programas, cada computador de uso

general debe tener un sistema operativo. Los sistemas operativos realizan tareas

básicas, tales como reconocimiento de la conexión del teclado, enviar la

información a la pantalla, no perder de vista archivos y directorios en el disco, y

controlar los dispositivos periféricos tales como impresoras, escáner, etc.

En sistemas grandes, el sistema operativo tiene incluso mayor responsabilidad y

poder, es como un policía de tráfico, se asegura de que los programas y usuarios

que están funcionando al mismo tiempo no interfieran entre ellos. El sistema

operativo también es responsable de la seguridad, asegurándose de que los

usuarios no autorizados no tengan acceso al sistema.

1.2=Funciones & características.

1-aceptar todos los trabajos y conservarlos hasta su finalización. Es decir que los

archivos serán guardados permanente hasta que sea Destruido el lugar donde se

almacenan.

2- manejo de dispositivos de e/s: organiza los archivos en diversos dispositivos de

almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas

magnéticas.

3-protecciónde datos: evitar que las acciones de un usuario afecten el trabajo que

está realizando otro usuario.

4-interpretación de comandos: interpreta los comandos que permiten al usuario

comunicarse con el ordenador.

5-multiacceso: un usuario se puede conectar a otra máquina sin tener que estar

cerca de ella.

6-control de recursos: coordina y manipula el hardware de la computadora, como

la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el mouse.

7-contabilidad de recursos: establece el costo que se le cobra a un usuario por

utilizar determinados recursos.

8-secuencia de tareas: el sistema operativo debe administrar la manera en que se

reparten los procesos. Definir el orden. (Quien va primero y quien después).

9-manejo de errores: gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.

1. Conveniencia: Un sistema operativo hace más conveniente el uso de una

computadora.

2. Eficiencia: El sistema operativo permite que los recursos de la

computadora se usen de manera correcta y eficiente.

3. Habilidad para evolucionar: un sistema operativo debe de ser capaz de

aceptar nuevas funciones sin que tenga problemas.

4. Encargado de administrar el hardware: el sistema operativo debe de ser

eficaz.

5. Relacionar dispositivos: cuando el sistema operativo detecta otro sistema

operativo conectado en sí mismo.

6. Algoritmos: un sistema operativo hace el uso de la computadora más

racional.

* Organizar datos para acceso rápido y seguro.

*Manejar las comunicaciones en red. El Sistema Operativo permite al usuario

manejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redes de

computadoras.

*Procesamiento por bytes de flujo a

través del bus de datos.

*Facilitar las entradas y salidas. Un

Sistema Operativo debe hacerle fácil al

usuario el acceso y manejo de los

dispositivos de Entrada/Salida de la

computadora.

* Técnicas de recuperación de errores.

*Evita que otros usuarios interfieran. El Sistema Operativo evita que los usuarios

se bloqueen entre ellos, informándoles si esa aplicación está siendo ocupada por

otro usuario.

* Generación de estadísticas.

*Permite que se puedan compartir el hardware y los datos entre los usuarios.

*El software de aplicación son programas que se utilizan para diseñar, tal como el

procesador de palabras, lenguajes de programación, hojas de cálculo, etc. El software de

base sirve para interactuar el usuario con la máquina, son un conjunto de programas que

facilitan el ambiente plataforma, y permite el diseño del mismo.

Como ya vimos Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y específicas para completar una orden.

Es decir es el instrumento indispensable para hacer de la computadora un objeto útil. Bajo este nombre se agrupan todos aquellos programas que permiten a los usuarios la utilización de este enredo de cables y circuitos, que de otra manera serian difíciles de controlar. Un sistema operativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente.

Conjunto de programas que se integran con el hardware para facilitar al usuario, el

aprovechamiento de los recursos disponibles.

Está Estructurado por:

A) CARGADOR: Cualquier programa que requiere ser ejecutado en la computadora, deberá ser transferido desde su lugar de residencia a la memoria principal.

B) CARGADOR PARA EL SISTEMA OPERATIVO: Este programa se encarga de transferir desde algún medio de almacenamiento externo (disco, cinta o tambor) a la memoria principal, los programas del sistema operativo que tienen como finalidad establecer el ambiente de trabajo del equipo de cómputo.

C) CARGADOR INCLUIDO EN EL SISTEMA OPERATIVO: Su función es cargar a memoria todos los archivos necesarios para la ejecución de un proceso.

SUPERVISOR (EJECUTIVO O MONITOR): Es el administrador del sistema que controla todo el proceso de la información por medio de un gran número de rutinas que entran en acción cuando son requeridos.

LENGUAJE DE COMUNICACIÓN: Es el medio a través del cual el usuario interactúa directamente con el sistema operativo y está formado por comandos que son introducidos a través de algún dispositivo.

UTILERIA DE SISTEMA: Son programas o rutinas del sistema operativo que realizan diversas funciones de uso común o aplicación frecuente como son: clasificar, copiar e imprimir información.

1.3=Evolución histórica No es posible analizar la evolución o desarrollo histórico de los sistemas operativos

sin tener en cuenta el avance de la arquitectura de computadoras. Los sistemas

operativos fueron creados para facilitar y ampliar las posibilidades de uso del

hardware, pero estos a su vez pusieron en evidencia la necesidad de cambios en

los equipos para facilitar su actividad y brindar mayores posibilidades.

Algunos autores (por ejemplo Tanembaun) para analizar la evolución histórica de

los sistemas operativos lo hacen asociando estos a las distintas generaciones de

los sistemas de cómputo. Por supuesto, esta estructuración no se aleja de los

aspectos antes estudiados.

*La primera generación (1945-1955) corresponde a los primeros equipos,

construidos con válvulas de vacío. En esta etapa no existieron sistemas operativos.

*La segunda generación (1955-1965) corresponde a la etapa a los equipos que

estaban basados en el uso de los transistores. Eran más confiables y más

duraderos. Desde el punto de vista de los sistemas operativos se tiene el uso de

monitores simples (lo que implica procesamiento en lote).

Sistemas de Operación de esta etapa son el FMS (Fortran Monitor System) y el

IBSYS de la 7094.

*La tercera generación (1965-1980) se caracterizó por la utilización de circuitos

integrados. Los sistemas operativos vinculados a esta etapa introdujeron los

conceptos de SPOOLING y en especial el uso de la multiprogramación. También

corresponde a esta etapa la aparición del tiempo compartido. En esta etapa no

pueden dejar de mencionarse los sistemas de operación OS/360 y Multics. Aquí

surgen las primeras versiones del Unix.

*La cuarta generación (1980-1990) surge con los circuitos integrados de alta

integración y por ello aparecen en el mercado las computadoras personales. Esta

etapa la dominan sistemas operativos MS-DOS y el Unix (y en un inicio el CP/M).

El actual desarrollo de los sistemas operativos basados en GUI (Graphic User

Interface) y la incorporación de orientación a objetos así como el soporte de la

multimedia, es suficientemente fuerte para hablar de la quinta generación de los

sistemas operativos.

En esta etapa la competencia se centra entre el Unix, el Windows, Macintoch, y el

OS/2 (al menos en las microcomputadoras).

1.4: Estructura de Un S.O

* CARGADOR

Cualquier programa que requiere ser ejecutado en la computadora, deberá ser

transferido desde su lugar de residencia a la memoria principal.

*CARGADOR PARA EL SISTEMA OPERATIVO

Este programa se encarga de transferir desde algún medio de almacenamiento

externo (disco, cinta o tambor) a la memoria principal, los programas del sistema

operativo que tienen como finalidad establecer el ambiente de trabajo del equipo

de cómputo. Existe un programa especial almacenado en memoria ROM que se

encarga de accesar a este programa cargador. Cuando el sistema operativo está

cargado en memoria toma el control absoluto de las operaciones del sistema.

*CARGADOR INCLUIDO EN EL SISTEMA OPERATIVO

Su función es cargar a memoria todos los archivos necesarios para la ejecución

de un proceso.

*SUPERVISOR (EJECUTIVO O MONITOR)

Es el administrador del sistema que controla todo el proceso de la información

por medio de un gran número de rutinas que entran en acción cuando son

requeridos. Funge como enlace entre los programas del usuario y todas las

rutinas que controlan los recursos requeridos por el programa para

posteriormente continuar con su ejecución.

El supervisor también realiza otras funciones como son:

- Administra la memoria.

- Administración de las rutinas que controlan el funcionamiento de los recursos

de la computadora.

- Manejo de Archivos

- Administración y control de la ejecución de los programas.

*LENGUAJE DE COMUNICACIÓN

Es el medio a través del cual el usuario interactúa directamente con el sistema

operativo y está formado por comandos que son introducidos a través de algún

dispositivo. Generalmente un comando consta de dos partes, la primera formada

por una palabra que identifica el comando y la acción a realizar y la segunda

parte por un conjunto de valores o parámetros que permiten seleccionar diversas

operaciones de entre los que dispone el comando.

*UTILERIA DE SISTEMA

Son programas o rutinas del sistema operativo que realizan diversas funciones de

uso común o aplicación frecuente como son: clasificar, copiar e imprimir

información.

1.5=Clasificación de un S.O.

Los sistemas operativos se pueden clasificar atendiendo a:

ADMINISTRACIÓN DE TAREAS: o MONOTAREA: los que permiten sólo ejecutar un programa a la vez o MULTITAREA: los que permiten ejecutar varias tareas o programas

al mismo tiempo ADMINISTRACIÓN DE USUARIOS

o MONOUSUARIO: aquellos que sólo permiten trabajar a un usuario, como es el caso de los ordenadores personales

o MULTIUSUARIO: los que permiten que varios usuarios ejecuten sus programas a la vez.

ORGANIZACIÓN INTERNA O ESTRUCTURA o Monolítico o Jerárquico o Cliente-servidor

MANEJO DE RECURSOS O ACCESO A SERVICIOS o CENTRALIZADOS: si permite utilizar los recursos de un solo

ordenador o DISTRIBUIDOS: si permite utilizar los recursos (CPU, memoria,

periféricos...) de más de un ordenador al mismo tiempo.

Monoprogramación : un solo programa (una sola tarea a la vez)

Si se corre un programa no se puede correr más programas. Si el programa

se queda esperando datos, se dice que es una espera ososa.

Multiprogramación: Utilizar la capacidad de que el procesador es muy

rápido, dando la sensación de que se ejecutan varios programas a la vez o Multiprocesador: Varios procesadores reales instalados en el

mismo sistema

Tiempo compartido: Multiprogramador por lotes interactivo.

Tiempo real: Respuesta de acuerdo al entorno (sistema que se comporta

de acuerdo al sistema que lo esté utilizando) (no es rápido ni lento).

Función del reloj: Mantener el sistema de acuerdo a un ritmo determinado,

sincronización). o Un monoprocesadores un procesador que solo puede ejecutar un

proceso a la vez, esto quiere decir que si se requiere que se ejecuten varias tareas al mismo tiempo, no va a ser posible que se realicen con satisfacción.

Algunos sistemas operativos son:

DOS: Familia de sistemas operativos para PC. Sus siglas significan Disk Operating System. Fue creado para ordenadores IBM y fue muy popular. Carece de interfaz gráfica y no es multiusuario ni multitarea. Con la aparición del sistema operativo Windows fue rápidamente sustituido.

WINDOWS: Familia de sistemas operativos no libres desarrollados por la empresa Microsoft Corporation, que se basan en una interfaz gráfica que se caracteriza por la utilización de ventanas. La última versión es Windows XP en la que convergen las dos líneas de desarrollo que hasta entonces se mantenían de forma separada en otras versiones: versiones basadas en MS-DOS y versiones basadas en NT (Network Technology)

UNÍX: Familia de sistemas operativos que comparten unos criterios de diseño e interoperabilidad en común, que descienden de una primera implementación original de AT&T. Se trata de un sistema operativo portable, multitarea y multiusuario.

GNU/LINUX: Sistema operativo libre creado por Richard Stallman. Sistema operativo libre creado por Richard Stallman. GNU es un acrónimo que significa GNU no es Unix («GNU's Not Unix»). Un sistema operativo libre quiere decir que los códigos completos del sistema estarán disponibles para todo el mundo, sin tener que pagar por un programa. Como resultado, un usuario que necesita cambios en el sistema será siempre libre para hacerlos por sí mismo, o de contratar a cualquier programador o empresa disponible para hacerlos por él. Los usuarios no estarán ya a merced de un programador o una empresa que sea dueña de los códigos fuente y sea la única en posición de hacer cambios. Según su creador, R. Stallman, un software es libre si cumple estas condiciones:

Cualquiera tiene libertad para ejecutar el programa, con cualquier propósito

Cualquiera tiene libertad para modificar el programa para adaptarlo a sus necesidades. Y para ello, se debe tener acceso al código fuente, porque modificar un programa sin disponer del código fuente es extraordinariamente dificultoso.

Se tiene la libertad para redistribuir copias, tanto gratis como por un cánon

Se tiene la libertad para distribuir versiones modificadas del programa, de tal manera que la comunidad pueda beneficiarse con sus mejoras.

1.6=Núcleo de un S.O El Núcleo (o kernel) es una colección de módulos de software que se ejecutan en

forma privilegiada –lo que significa que tienen acceso pleno a los recursos del

sistema. El núcleo normalmente representa sólo una pequeña parte de lo que por

lo general se piensa que es todo el sistema operativo, pero es tal vez el código que

más se utiliza. Por esta razón, el núcleo reside por lo regular en la memoria principal,

mientras que otras partes del sistema operativo son cargadas en la memoria

principal sólo cuando se necesitan.

El núcleo de un sistema operativo normalmente el código necesario para realizar

las siguientes funciones:

• Manejo de interrupciones.

• Creación y destrucción de procesos.

• Cambio de estado de los procesos.

• Despacho.

• Suspensión y reanudación de procesos.

• Sincronización de procesos.

• Comunicación entre procesos.

• Manipulación de los bloques de control de procesos.

• Apoyo para las actividades de entrada/salida.

• Apoyo para asignación y liberación de memoria.

• Apoyo para el sistema de archivos.

• Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un procedimiento.

• Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.

El Kernel consiste en la parte principal del código del sistema operativo, el cual se

encargan de controlar y administrar los servicios y peticiones de recursos y de

hardware con respecto a uno o varios procesos, este se divide en 5 capas:

Nivel 1. Procesador. (Núcleo)

Se encarga de activar los cuantum de tiempo para cada uno de los procesos,

creando interrupciones de hardware cuando no son respetadas. Se introduce la

noción de proceso como un programa en ejecución. Entre los requisitos

fundamentales de un sistema operativo que ofrezca soporte para múltiples procesos

se incluye la capacidad de suspender y reanudar los procesos.

Nivel 2. Entrada/Salida.

Proporciona las facilidades para poder utilizar los dispositivos de E/S requeridos por

procesos. Tiene que ver con los dispositivos de almacenamiento secundario. En este nivel se

sitúan las funciones de ubicación de las cabezas de lectura y escritura, y se

producen las transferencias reales de bloque

Nivel 4. Sistema de Archivos.

Proporciona la facilidad para el almacenamiento a largo plazo y manipulación de

archivos con nombre, va asignando espacio y acceso de datos en memoria. Da

soporte al almacenamiento a largo plazo de los archivos con nombre.

Nivel 5. Información o Aplicación o Intérprete de Lenguajes.

Facilita la comunicación con los lenguajes y el sistema operativo para aceptar las

ordenes en cada una de las aplicaciones. Cuando se solicitan ejecutando un

programa el software de este nivel crea el ambiente de trabajo e invoca a los

procesos correspondientes. Ofrece al usuario una interfaz con el sistema operativo. Se denomina shell y

separa al usuario de los detalles, le presenta el sistema operativo como un simple

conjunto de servicios. El shell acepta las órdenes del usuario o las sentencias de

control de trabajos, las interpreta, crea y controla los procesos según sea

necesario.

Conclusión

El sistema operativo facilita el uso de la computadora. Veamos un ejemplo

de cómo lo hace. Cada dispositivo de E/S, para ser utilizado, requiere varias instrucciones máquina que establezcan un dialogo entre las unidades centrales y el periférico, enviando o captando el dato de salida o de entrada, respectivamente. Estas instrucciones dependen considerablemente de las características concretas del periférico. Si se trata, por ejemplo, de una unidad de disco, hay que considerar el ancho de los buses, el tamaño de su memoria intermedia, el arranque (y parada) de los motores de la unidad, el código identificador de la posición a donde hay que acceder, etc. Por otra parte, un dispositivo dado, estas instrucciones u operaciones son comunes para grabar o leer cual tipo de información (programas o datos), sea cual sea su naturaleza. El sistema operativo, con objetivo de facilitar el trabajo de los programadores, contiene módulos de gestión de entradas / salidas que evitan a los usuarios tener que incluir esas instrucciones cada vez que hacen una operación de entrada o salida. Se puede decir que esos programas del sistema operativo hacen transparente al usuario las características hardware concretas de los dispositivos.

El sistema operativo también hace que la computadora se utilice eficientemente. Para poner de manifiesto cómo el sistema operativo puede incrementar la eficiencia consideremos un ejemplo sencillo. Los programas tradicionalmente se ejecutan secuencialmente; es decir, hasta que no concluye la ejecución de una instrucción no se ejecuta la siguiente. Supongamos que dentro de un programa hay una instrucción que implica la escritura de una página en una impresora láser. Hasta que no acabe de imprimirse dicha página el programa no puede continuar ejecutándose. En resumen, el sistema operativo efectúa, entre otras, las siguientes funciones:

* Facilita el uso de la computadora, en general, la comunicación computadora / usuario

*Gestiona y asigna recursos hardware (procesador, memoria y periféricos) a los distintos programas o tareas

* Gestiona y mantiene los archivos en dispositivos de memoria masiva

*Apoya a otros programas

* Protege los datos y los programas, cuestión especialmente compleja en sistemas multiusuario, Identifica y autentifica a los usuarios que hacen uso de la computadora.