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Concepto Sistema operativo

Es difícil definir que es un sistema operativo aparte de decir que es el software que se ejecuta en modo kernel (además de que esto no siempre es cierto). Parte del problema es que los sistemas operativos realizan dos funciones básicas que no están relacionadas: proporcionar a los programadores de aplicaciones (y a los programas de aplicaciones, naturalmente) un conjunto abstracto de recursos simples, en vez de los complejos conjuntos de hardware; y administrar estos recursos de hardware.

(Tanenbaum, 2008)

Estructura y componentes de un sistema operativo

Componentes

Administración de procesos.

Para comenzar debemos saber que es un proceso. Un proceso es un programa en

memoria + CPU + acceso a dispositivos + otros recursos. Notemos que un proceso

necesita de ciertos recursos (como CPU, memoria, archivos, dispositivos de E/S, etc.)

para realizar su tarea.

Podemos ver entonces que un proceso es una entidad activa, mientras que un programa

una entidad pasiva.

Sabiendo entonces que es un proceso, podemos decir entonces que el sistema operativo

es el encargado de su administración. Es el encargado de proveer servicios para que

cada proceso pueda realizar su tarea. Entre los servicios se encuentran:

• Crear y destruir procesos

• Suspender y reanudar procesos

• Proveer mecanismos para la sincronización y comunicación entre procesos

• Proveer mecanismos para prevenir dead-locks o lograr salir de ellos

Administración de memoria

La memoria es un área de almacenamiento común a los procesadores y dispositivos,

donde se almacenan programas, datos, etc. El sistema deberá administrar el lugar libre y

ocupado, y será el encargado de las siguientes tareas:

• Mantener que partes de la memoria están siendo usadas, y por quien.

• Decidir cuales procesos serán cargados a memoria cuando exista espacio de

memoria disponible, pero no suficiente para todos los procesos que deseamos.

• Asignar y quitar espacio de memoria según sea necesario.

Subsistema de entrada/salida

El sistema operativo deberá ocultar las características específicas de cada dispositivo y

ofrecer servicios comunes a todos. Estos servicios serán, entre otros:

• Montaje y desmontaje de dispositivos

• Una interfaz entre el cliente y el sistema operativo para los device drivers.

• Técnicas de cache, buffering y spooling.

• Device drivers específicos

Administración de almacenamiento secundario

Dado que la memoria RAM es volátil y pequeña para todos los datos y programas que

se precisan guardar, se utilizan discos para guardar la mayoría de la información. El

sistema operativo será el responsable de:

• Administrar el espacio libre

• Asignar la información a un determinado lugar

• Algoritmos de planificación de disco (estos algoritmos deciden quien utiliza un

determinado recurso del disco cuando hay competencia por él)

Subsistema de archivos

Proporciona una vista uniforme de todas las formas de almacenamiento, implementando

el concepto de archivo como una colección de bytes. El Sistema Operativo deberá

proveer métodos para:

• Abrir, cerrar y crear archivos

• Leer y escribir archivos

Sistema de protección

Antes que nada, tener en cuenta que por protección nos referimos a los mecanismos por

los que se controla el acceso de los procesos a los recursos.

En un sistema multiusuario donde se ejecutan procesos de forma concurrente se deben

tomar medidas que garanticen la ausencia de interferencia entre ellos. Estas medidas

deben incorporar la posibilidad de definir reglas de acceso, entre otras cosas.

Estructura

La estructura interna de los sistemas operativos pueden ser muy diferentes, ya que se

debe tener en cuenta las metas de los usuarios (fácil uso, confiable, rápido, etc.) y las del

sistema (fácil de diseñar, implementar y mantener, eficiente, etc.).

Las siguientes son las principales estructuras de Sistemas operativos:

• Sistema Monolítico

Estos sistemas no tienen una estructura definida, sino que son escritos como una

colección de procedimientos donde cualquier procedimiento puede invocar a otro.

Ejemplos de estos sistemas pueden ser MS-DOS o Linux (aunque incluye algo de

capas). Es importante tener en cuenta que ningún sistema es puramente de un tipo.

• Sistema en capas

El diseño se organiza en una jerarquía de capas, donde los servicios que brinda una capa son consumidos solamente por la capa superior. La capa 0 es del Hardware y la N es la de los procesos de Usuario. Estos sistemas tienen como ventaja que son modulares y la verificación se puede hacer a cada capa por separado (son más mantenibles). Sin embargo el diseño es muy costoso y es menos eficiente que el sistema monolítico ya que pierde tiempo pasando por cada capa.

• Sistema con micronúcleo

La idea consiste en tener un núcleo que brinde los servicios mínimos de manejo de

procesos, memoria y que provea la comunicación entre procesos. Todos los restantes

servicios se construyen como procesos separados del micronúcleo, que ejecutan en

modo usuario.

Estos sistemas tienen como ventaja un diseño simple y funcional, que aumenta la

portabilidad y la escalabilidad. Para agregar un nuevo servicio no es necesario modificar

el núcleo, y es más seguro ya que los servicios corren en modo usuario.

(Facultad de Ingenieria Universidad de la republica - Uruguay)

Clasificación de S.O.

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

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