Evolución histórica de los sistemas operativos

2-Evolución histórica de los sistemas operativos:

Los primeros sistemas operativos se denominaron monolíticos. Esto hacía referencia a que por su diseño resultaba prácticamente imposible modificarlos. Cuando se necesitaba realizar una modificación, lo que se realizaba en realidad era un rediseño completo del sistema. Para ver cómo han evolucionado los sistemas operativos a lo largo de la historia, hay que tener presente cómo han evolucionado los propios equipos. En general se habla de generaciones de ordenadores en la que en cada una de ellas los equipos utilizaban un tipo de dispositivo electrónico. La evolución de estos dispositivos electrónicos ha permitido la evolución de los propios sistemas operativos. En general, las generaciones de sistemas operativos relacionadas con la evolución del hardware son las siguientes:

·1ª Generación (1945-1955) -> En esta época el componente electrónico principal era la válvula de vacío, que es como una resistencia electrónica del tamaño aproximado de un ratón. Los equipos en esta época se programaban en lenguaje máquina, eran de gran tamaño y de muy alto consumo de energía y las operaciones que se podían realizar se reducían a simples cálculos matemáticos.

·2ª Generación (1995-1965) -> El elemento hardware característico de esta generación es el transistor, de tamaño inferior a las válvulas de vacío, con menor consumo y menos problemas de calentamiento. Es en esta época cuando surge un método de trabajo conocido como procesamiento por lotes. Este método lo que hace es dividir el trabajo en tres etapas de las cuales la primera y la tercera que son las más lentas, se pueden desarrollar en dispositivos más económicos de esta manera el uso del ordenador (del equipo) se centra en la tarea intermedia que conlleva más cálculos. Las tres tareas principales son las siguientes: Introducción de los datos, gestión de los datos y obtención de los resultados.

·3ª Generación (1965-1980) -> Su elemento característico es el circuito integrado, dispositivo que en muy poco espacio es capaz de contener una cantidad grande de transistores. La aparición del circuito integrado conlleva el abaratamiento de los equipos y la disminución del consumo de energía. Es en esta generación cuando se consigue que un equipo pueda realizar varios procesos a la vez, gracias al salto que se dio en el diseño de hardware y software.

·4ª Generación (1980-Actualidad) -> El elemento hardware que caracteriza esta generación es la aparición de los ordenadores personales. También es destacable de esta época la alta integración y miniaturización de los componentes electrónicos.

3.-Recursos. Funciones de un sistema operativo:

El fin fundamental de un sistema operativo es coordinar la utilización que se hace del hardware. Los programas que se utilizan en un equipo en la mayoría de los casos es el usuario el que decide utilizarlos. Pero además de estos, el sistema operativo también lanza muchos programas necesarios para su correcto funcionamiento. Los programas que lanza un sistema operativo se denominan servicios y son aplicaciones que normalmente se ejecutan en segundo plano. Estos servicios pueden utilizarse para muchas cosas como por ejemplo: crear programas (depuradores, compiladores, editores), acceder de forma controlada a los dispositivos de entrada/salida, visualizar y solucionar errores, gestionar dispositivos externos, etc. En general los servicios se inician o detienen de manera automática aunque en determinados momentos el usuario puede interactuar con ellos. Además existen aplicaciones externas al sistema operativo que también instalan y gestionan sus propios servicios.

4.-Gestión de recursos de un sistema operativo.

A nivel general todo sistema operativo se debe encargar de gestionar varios recursos del ordenador, los principales son la memoria, el procesador y los dispositivos de entrada/salida.

 4.1.-Memoria:

La parte del sistema operativo que gestiona la  memoria es el administrador de memoria, su función consiste en controlar qué partes de la misma están utilizadas y qué partes están disponibles. Esto lo realiza constantemente ya que los procesos van teniendo necesidades distintas conforme se van ejecutando y por tanto las posiciones de memoria van cambiando alternativamente entre libres y ocupadas. El administrador de memoria también se encarga del intercambio de datos entre la propia memoria y el dispositivo de almacenamiento. Cuando el equipo utiliza un sistema operativo multitarea, la gestión de memoria se complica ya que además de conocer qué zonas están libres u ocupadas el sistema debe saber a cuál de los distintos procesos en ejecución pertenece cada una de esas zonas. Para gestionar la memoria existen diferentes técnicas que han ido evolucionando con el tiempo. La primera opción es dividir la memoria en particiones fijas, de forma que los procesos van ocupando cada uno de esos bloques. Asociado con el uso de particiones fijas, surge un problema denominado fragmentación que consiste en la pérdida de parte de esa memoria por la no coincidencia del tamaño de las particiones con el tamaño de los procesos a almacenar. La fragmentación puede ser de dos tipos:

·Fragmentación interna -> es la que se da cuando al almacenar un proceso en una partición nos sobra espacio de la misma.

·Fragmentación externa -> es la que se da cuando la partición o particiones tienen un tamaño inferior al del proceso que deseamos almacenar.

Con el fin de evitar en la medida de lo posible la fragmentación, se pasa a dividir la memoria en particiones variables (de tamaños distintos), en este casi el administrador de memoria ante la llegada de un proceso decide en cual de dichas particiones se adaptará mejor por su tamaño. De esta manera conseguimos aprovechar mejor los distintos bloques de memoria.

4.2 Procesos y procesador.

Definimos un proceso como un programa en ejecución. Cada vez que se ejecuta un programa, éste se transfiere desde el almacenamiento externo a la memoria RAM, es en ese momento cuando el programa se convierte en proceso. Todos los procesos tienen unas características comunes:

-Proceso para comenzar su ejecución ha de recibir completamente en memoria y tener asignados todos los recursos que necesito.

-Cada proceso está protegido del resto de los procesos de forma que ninguno de ellos puede invadir zonas de memoria pertenecientes a otro proceso.

-Los procesos pueden pertenecer a un usuario en concreto o ser propios del sistema operativo. En el primer caso, se dicen que los procesos se ejecutan en modo usuario conllevando determinadas restricciones de acceso a determinados recursos. En el segundo caso, cuando los sistemas pertenecen al sistema operativo se dice que estos se ejecutan en modo Kernel, pudiendo tener acceso a cualquier recurso

-Cada proceso tiene apropiada una estructura de datos llamada bloque de control de proceso donde se almacena información acerca del mismo.

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