Sistemas Operativos

1. Definición 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, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes y anteriores próximos y viceversa (aunque puede que parte del mismo se ejecute en espacio de usuario).

Conjunto de órdenes y programas que controlan los procesos básicos de una computadora y permiten el funcionamiento de otros programas.

2. Arquitectura y características.

La arquitectura de un sistema operativo es la manera en la que está construido y la forma en la que maneja la memoria del equipo. Hay arquitectura de 32 y 64-bit, (x64 y x86). Un sistema de 64bit está mejor capacitado para efectuar operaciones de memoria más grandes que uno de 32. Por ende, el rendimiento en una máquina con un sistema de 64bit es mucho mayor si se dispone de la cantidad de memoria suficiente. Por el contrario, si se tiene una memoria relativamente pequeña (menos de 4GB), el sistema idóneo precisa una arquitectura de 32bit, puesto que maneja mejor pequeñas cantidades de memoria.

El sistema operativo tiene las siguientes características:

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

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

3. Origen y antecedentes del sistema operativo:

Los primeros sistemas (1945-1955) eran grandes máquinas operadas desde la consola maestra por los programadores. Durante la década siguiente (1955-1965) se llevaron a cabo avances en el hardware: lectoras de tarjetas, impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó un avance en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos, etc.

Problemas de explotación y soluciones iniciales

El problema principal de los primeros sistemas era la baja utilización de los mismos, la primera solución fue poner un operador profesional que lo manejase, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorró tiempo y se aumentó la velocidad.

Para ello, los trabajos se agrupaban de forma manual en lotes mediante lo que se conoce como procesamiento por lotes (batch) sin automatizar.

Monitores residentes

Según fue avanzando la complejidad de los programas, fue necesario implementar soluciones que automatizaran la organización de tareas sin necesidad de un operador. Debido a ello se crearon los monitores residentes: programas que residían en memoria y que gestionaban la ejecución de una cola de trabajos.

Un monitor residente estaba compuesto por un cargador, un Intérprete de comandos y un controlador (drivers) para el manejo de entrada/salida.

Sistemas con almacenamiento temporal de E/S

Los avances en el hardware crearon el soporte de interrupciones y posteriormente se llevó a cabo un intento de solución más avanzado: solapar la E/S de un trabajo con sus propios cálculos, por lo que se creó el sistema de búfers con el siguiente funcionamiento:

• Un programa escribe su salida en un área de memoria (búfer 1).

• El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el programa de aplicación calcula depositando la salida en el buffer 2.

• La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo cálculo también.

• Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro nuevo cálculo dirige su salida al buffer 1.

• El proceso se puede repetir de nuevo.

Los problemas surgen si hay muchas más operaciones de cálculo que de E/S (limitado por la CPU) o si por el contrario hay muchas más operaciones de E/S que cálculo (limitado por la E/S).

Spoolers

Hace aparición el disco magnético con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de rendimiento. Se eliminan las cintas magnéticas para el volcado previo de los datos de dispositivos lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular varias cintas). Debido al solapamiento del cálculo de un trabajo con la E/S de otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se conoce como Spool (Simultaneous Peripherial Operation On-Line).

Sistemas operativos multiprogramados

Surge un nuevo avance en el hardware: el hardware con protección de memoria. Lo que ofrece nuevas soluciones a los problemas de rendimiento:

• Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de otros trabajos.

• Se pueden mantener en memoria varios programas.

• Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en memoria.

Debido a los cambios anteriores, se producen cambios en el monitor residente, con lo que éste debe abordar nuevas tareas, naciendo lo que se denomina como Sistemas Operativos multiprogramados, los cuales cumplen con las siguientes funciones:

• Administrar la memoria.

• Gestionar el uso de la CPU (planificación).

• Administrar el uso de los dispositivos de E/S.

Cuando desempeña esas tareas, el monitor residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado.

4. Funciones de un sistema operativo.

Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en la operación de un sistema informático:

1. suministro de interfaz al usuario.

2. administración de recursos.

3. administración de archivos.

4. administración de tareas.

5. servicio de soporte y utilidades.

1.- Interfaz del usuario.

Es la parte del sistema operativo que permite la comunicación entre el usuario y la computadora, de tal manera que se puedan cargar programas, acceder archivos y realizar otras tareas. Existen tres tipos básicos de interfaces: las que se basan en comandos, las que utilizan menús y las interfaces gráficas de usuario.

2.- Administración de recursos.

Sirven para administrar los recursos del hardware y de redes de un sistema informático, como la del CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento secundario y periféricos de entrada y de salida.

3.- Administración de archivos.

Un sistema de información contiene programas de administración de archivos que controlan la creación, borrado y acceso de archivos de datos y de programas.

4.- Administración de tareas.

Los programas de administración de tareas de un sistema operativo administran la realización de

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