UNIDAD I

INTRODUCCION A LOS SITEMAS OPERATIVOS

1.1 DEFINICION OBJETIVOS FUNCION SISTEMA OPERATIVO

El sistema operativo es el programa (o software) más importante de un ordenador. 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. El sistema operativo también es responsable de la seguridad, asegurándose de que los usuarios no autorizados no tengan acceso al sistema. Clasificación de los Sistemas Operativos

Los sistemas operativos pueden ser clasificados de la siguiente forma:

•Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o millares de usuarios al mismo tiempo.

•Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.

•Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.

•Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen al mismo tiempo.

•Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.

Cómo funciona un Sistema Operativo

Los sistemas operativos proporcionan una plataforma de software encima de la cual otros programas, llamados aplicaciones, puedan funcionar.

Los sistemas operativos más utilizados en los PC son DOS, OS/2, y Windows, pero hay otros que también se utilizan, como por ejemplo Linux.

• Ejemplos de Sistema Operativo

A continuación detallamos algunos ejemplos de sistemas operativos:

Familia Windows •Windows 95 •Windows 98 •Windows ME •Windows NT •Windows 2000 •Windows 2000 server •Windows XP •Windows Server 2003 •Windows CE •Windows Mobile •Windows XP 64 bits •Windows Vista (Longhorn)

Familia Macintosh •Mac OS 7 •Mac OS 8 •Mac OS 9 •Mac OS X

Familia UNIX •AIX •AMIX •GNU/Linux •GNU / Hurd •HP-UX •Irix •Minix •System V •Solaris

1.2 HISTORIA EVOLUCION DEL SISTEMA OPERATIVO

   1.   La primera generacion (1945 - 1955 ) : Tubos de vacio y tableros enchufables

Después de los esfuerzos frustrados de Babbage, se progresó poco en la construcción de computadoras digitales hasta la segunda guerra mundial, alrededor de la mitad de la década de 1940, Howard Aiken en Hardvard, Jon Von Neumann en el Instituto de Estudios Avanzados en Princeton, J. Presper Ecker y William Mauchley en la Universidad de Pennsylvania y Konrad Zuse en Alemania, entre otros, todos obtuvieron resultados óptimos en la construcción de maquinas de calculo mediante el uso de tubos de vacío.

   2.   La segunda generacion (1955 - 1965 ) : Transistores y sistemas de lote

La introducción del transistor a mediados de la década de 1950 cambio la imagen radicalmente. Las computadoras se volvieron lo suficientemente confiables, en un principio hubo una clara separación entre los diseñadores, armadores, operadores, programadores y personal de mantenimiento.

   3.   La tercera generacion (1965 - 1980 ) : Circuitos integrados ( CI ) y multiprogramacion

Al inicio de la década de 1960 muchos fabricantes de computadoras tenían dos líneas de trabajo distintas y totalmente incompatibles. Por un lado existían las computadoras científicas de grande escala orientadas a las palabras, como la 7094, que se utilizaban para realizar cálculos numéricos de ciencias e ingeniería. Por el otro lado estaban las computadoras comerciales orientadas a los caracteres, como 1401, que se utilizaban para el ordenamiento de cintas e impresión por parte de bancos y compañías de seguros.

   4.   La cuarta generacion (1980 - 1990 ) : Computadoras personales

Con la creación de los circuitos integrados LSI ( integración a grande escala ) , chips que contiene miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicon, la era de computadora personal vio sus inicios.

Dos sistemas operativos han dominado la escena de la computadora personal: MS-DOS, escrito por Microsoft, Inc., para la IBM PC y otras computadoras que utilizan la CPU Intel 8088 y sus sucesores. y UNIX, que domina en las computadoras personales mayores que hacen uso de CPU Motorola 68000.

Aunque la versión inicial de MS-DOS era relativamente primitiva, versiones subsiguientes han incluido mas y mas características de UNIX, lo que no es totalmente sorprendente dado que Microsoft es un proveedor importante de UNIX, que usa el nombre comercial de XENIX.

1.3 SUBSISTEMAS DE SISTEMAS OPERATIVOS

·         Administración de Archivos.

Un archivo es un conjunto de información, que se encuentra almacenada o guardada en la memoria principal del computador, en el disco duro, en el disquete flexible o en los discos compactos (Cd-Rom). Antes de que un archivo pueda leerse o escribirse en él, debe abrirse, momento  en el cual se verifican los permisos

·         Dispositivos de Entrada y Salida

El código destinado a manejar la entrada y salida de los diferentes periféricos en un sistema operativo es de una extensión considerable y sumamente complejo. Resuelve la necesidades de sincronizar, atrapar interrupciones y ofrecer llamadas al sistema para los programadores. Los dispositivos de entrada salida se dividen, en general, en dos tipos: dispositivos orientados a bloques y dispositivos orientados a caracteres. Orientados a Bloques. Los dispositivos orientados a bloques tienen la propiedad de que se pueden direccionar, esto es, el programador puede escribir o leer cualquier bloque del dispositivo realizando primero una operación de posicionamiento sobre el dispositivo. Orientados a Caracteres. Los dispositivos orientados a caracteres son aquellos que trabajan con secuencias de bytes sin importar su longitud ni ninguna agrupación en especial.

·         Administración de Proceso.

Uno de los conceptos mas importantes que gira entorno a un sistema operativo es el de proceso. Un proceso es un programa en ejecución junto con el entorno asociado (registros, variables ,etc.).

El corazón de un sistema operativo es el núcleo, un programa de control que reacciona ante cualquier interrupción de eventos externos y que da servicio a los procesos, creándolos, terminándolos y respondiendo a cualquier petición de servicio por parte de los mismos. Planificación del Procesador.

ü  Cantidad de Uso de CPU: Existen procesos que no realizan muchas operaciones de entrada y salida, sino que usan intensivamente la unidad central de procesamiento.

ü  Procesos de Lote o Interactivos: Un proceso de lote es más eficiente en cuanto a la lectura de datos, ya que generalmente lo hace de archivos.

ü  Procesos en Tiempo Real: Si los procesos deben dar respuesta en tiempo real se requiere que tengan prioridad para los turnos de ejecución.

ü  Longevidad de los Procesos: Existen procesos que típicamente requerirán varias horas para finalizar su labor, mientras que existen otros que solo necesitan algunos segundos.

ü  Gestión de la memoria : El sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada “memoria virtual”.

ü  La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.

1.4 ESTRUCCTURAS DE SISTEMAS OPERATIVOS

v  Estructura monolítica.

Es la estructura de los primeros sistemas operativos constituídos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Las características fundamentales de este tipo de estructura son:

Construcción del programa final a base de módulos compilados separadamente que se unen a través del ligador.

Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes, que puede provocar mucho acoplamiento.

v  Estructura jerárquica.

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.

v  Máquina Virtual.

Se trata de un tipo de sistemas operativos que presentan una interface a cada proceso, mostrando una máquina que parece idéntica a la máquina real subyacente. Estos sistemas operativos separan dos conceptos que suelen estar unidos en el resto de sistemas: la multiprogramación y la máquina extendida. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes.

El núcleo de estos sistemas operativos se denomina monitor virtual y tiene como misión llevar a cabo la multiprogramación, presentando a los niveles superiores tantas máquinas virtuales como se soliciten.

v  Cliente-servidor ( Microkernel)

El tipo más reciente de sistemas operativos es el denominado Cliente-servidor, que puede ser ejecutado en la mayoría de las computadoras, ya sean grandes o pequeñas.

Este sistema sirve para toda clase de aplicaciones por tanto, es de propósito general y cumple con las mismas actividades que los sistemas operativos convencionales.

El núcleo tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores. Los procesos pueden ser tanto servidores como clientes. Por ejemplo, un programa de aplicación normal es un cliente que llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro.

v  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.

v  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 conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente.

v  Monotareas

Los sistemas monotarea son aquellos que sólo permiten una tarea a la vez por usuario. Puede darse el caso de un sistema multiusuario y monotarea, en el cual se admiten varios usuarios al mismo tiempo pero cada uno de ellos puede estar haciendo solo una tarea a la vez.

v  Multitareas

Un sistema operativo multitarea es aquél que le permite al usuario estar realizando varias labores al mismo tiempo. Por ejemplo, puede estar editando el código fuente de un programa durante su depuración mientras compila otro programa, a la vez que está recibiendo correo electrónico en un proceso en background. Es común encontrar en ellos interfaces gráficas orientadas al uso de menús y el ratón, lo cual permite un rápido intercambio entre las tareas para el usuario, mejorando su productividad.

v  Uniproceso

Un sistema operativo uniproceso es aquél que es capaz de manejar solamente un procesador de la computadora, de manera que si la computadora tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más típico de este tipo de sistemas es el DOS .

v  Multiproceso

Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente. Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos. Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos (threads) son enviados indistintamente a cualesquira de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema.

v  Sistemas Operativos por la Forma de Ofrecer sus Servicios

Esta clasificación también se refiere a una visión externa, que en este caso se refiere a la del usuario, el cómo accesa los servicios. Bajo esta clasificación se pueden detectar dos tipos principales: sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuídos.

v  Sistemas Operativos de Red

Los sistemas operativos de red se definen como aquellos que tiene la capacidad de interactuar con sistemas operativos en otras computadoras por medio de un medio de transmisión con el objeto de intercambiar información, transferir archivos, ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras actividades. El punto crucial de estos sistemas es que el usuario debe saber la sintaxis de un cinjunto de comandos o llamadas al sistema para ejecutar estas operaciones, además de la ubicación de los recursos que desee accesar.

v  2.3.2 Sistemas Operativos Distribuídos

Los sistemas operativos distribuídos abarcan los servicios de los de red, logrando integrar recursos (impresoras, unidades de respaldo, memoria, procesos, unidades centrales de proceso ) en una sola máquina virtual que el usuario accesa en forma transparente. Es decir, ahora el usuario ya no necesita saber la ubicación de los recursos, sino que los conoce por nombre y simplementa los usa como si todos ellos fuesen locales a su lugar de trabajo habitual. Todo lo anterior es el marco teórico de lo que se desearía tener como sistema operativo distribuído, pero en la realidad no se ha conseguido crear uno del todo, por la complejidad que suponen: distribuír los procesos en las varias unidades de procesamiento, reintegrar sub-resultados, resolver problemas de concurrencia y paralelismo, recuperarse de fallas de algunos recursos distribuídos y consolidar la protección y seguridad entre los diferentes componentes del sistema y los usuarios.

1.4 ANALISIS DE SISTEMAS OPERATIVOS COMERCIALES

- En el año de 1984 primer sistemas de Mac OS el cual contenía escritorio, ventanas, iconos, mouse, menús y scrollbars. Era imposible crear un folder dentro de otro folder, todos los archivos eran guardados en la misma dirección del disco.

- En el año de 1985 el sistema operativo dos Incrementó la velocidad del Finder haciéndolo un veinte por ciento más rápido, los comandos de regresar y cerrar se eliminaros. Fueron agregadas más opciones como: crear nuevos folders, apagar, la impresora de escritorio y los ítems eran listados de forma vertical con un pequeño icono. Los discos o unidades podían ser arrastrados al icono de basura y podían ser extraídos.

- En el año de 1986 surge el S.O tres. Los folders eran reales y se podían crear folders dentro de folders. Los iconos con Zoom fueron agregados en la parte inferior derecha en la ventana dentro del Dashboard, haciendo clic sobre estos se podía cambiar el tamaño para ajustar los contenidos del folder si era posible. Haciendo clic nuevamente se podía hacer que la ventana regresara a su tamaño normal.

- En el año de 1987 surge el S.O cuarto. Fue introducido como Macintosh SE y Macintosh II. A este sistema se le agregó múltiple soporte al monitor, soportaba discos de 32+ MB, se le implemento el Finder múltiple, los usuarios podían cambiar entre el Finder, que solo soportaba un programa y el Finder múltiple que soportaba múltiples programas al mismo tiempo.

- En el año de 1988 surge el S.O sexto. Se agregaron colores, aun así el Finder no tenía color, aunque las máquinas ya eran capaces. A la opción de “Borrar Disco” se le agrego un botón para poder cancelar esta acción, también fue agregada la opción de mostrar el número de versión del archivo. Fue así también agregada una notificación en el monitor permitiendo a los programas notificar a lo usuario por medio de la barra de menú si ellos necesitaban conectarlo.

- En el año de 1990 surge el S.O séptimo. Fue el gran cambio de software para esta época, se eliminó el Finder y el Finder múltiple. El Sistema 7 ya sólo tenía el Finder múltiple permitiendo hacer muchas tareas simultáneamente. La memoria también tuvo un gran cambio a 32b, esto permitió a las Macs usar más de 8 MB de Ram, en el sistema operativo, esto fue también implementado en el Sistema 7.

- En el año de 1997 surge el S.O octavo. Mac OS 8 incluyó otra renovación al Finder que podía hacer más cosas al mismo tiempo, dando la opción de controlar múltiples aplicaciones al mismo tiempo con un mejor desempeño de las computadoras con procesador. La apariencia del Finder fue renovada para que tuviera un mejor aspecto 3D, también podía ser personalizada. El Web Sharing permitía a los usuarios hospedar páginas en sus computadoras.

- En el año de 1999 surge el S.O noveno. La opción de tener varios usuarios en un Mac fue agregada en esta versión, permitía a los usuarios ingresar y tener sus propias configuraciones. Apple Talk sobre TCP/IP fue también implementado. Software Update permitía a los usuarios tener las actualizaciones de softwares fuera de Internet, y podía informar a los usuarios de las nuevas actualizaciones cuando ellos salían.

- A partir del año 2001, surgen Mac OS mejorados como: Mac OS X 10.0 “Cheetah” contenía todas características de un sistema operativo moderno, protegía la memoria, y así los programas no podían utilizar la información de otros programas, de esta forma el procesador no se bloqueaba, los drivers de los dispositivos podían ser cargados o descargados si eran necesario. En ese mismo año surgió también el Mac OS “Puma”

- En el año 2002 surge Mac OS X 10.2 “Jaguar” contaba con un nuevo incremento en su rendimiento, un nuevo y depurado look y más de 150 mejoras, entre estas estaba el mayor soporte para redes de Microsoft Windows, también agregaba el sistema de red Rendezvous. iChat que consistía en un programa de chateo con soporte de AOL Instant Messenger, incluía así un renovado Finder con búsquedas integradas en cada ventana.

- En el año 2003 surge Mac OS X 10.3 “Panther” incorporó la mayor actualización en la interfaz de usuario, Esta versión ya no era compatible en los antiguos modelos G3. Algunas de las mejoras de esta versión es que el Finder fue actualizado e incorpora una interfaz metálica y búsqueda rápida. Permitía una nueva forma de manipular ventanas, también incorporo el Cambio Rápido de Usuarios, que permite tener sesiones con diferentes usuarios abiertas al mismo tiempo y pasar de una a otra rápidamente.

• Time Machine: da la posibilidad de poder volver en el tiempo a una versión especifica de los contenidos de una carpeta, del disco duro completo, de un sólo archivo, de un rollo de fotos en iPhoto, etc.

• Mail 3: es la tercera versión de este programa de correo electrónico de Apple ahora incluye Notas y To-Dos así como variados Templates para enviar email HTML.

• iChat: da la posibilidad de chatear con tabs o de tener iconos animados, ahora también se tiene muchas funciones adicionales para los vídeochats. Desde presentar vídeos, compartir el escritorio, etc.

• El Dashboard: trae una herramienta llamada Dashcode para crear Widgets fácilmente. Adicionalmente Safari tiene un botón “Webclip” que permite tomar cualquier fragmento de una página que se esté viendo y convertirla en un Widget. Accesibilidad, se crearon mejoras en las funciones de accesibilidad para que “todos puedan usar un Mac”.

• El Finder: ahora con Cover Flow similar al de iTunes, tiene una función denominada Quick Look la cual permite abrir varios archivos a la vez con diferentes extensiones y no hay necesidad de abrir el programa, incluso los usuarios podrán hacer búsquedas en otras Mac conectadas en red.

• El Dock: parece una bandeja de vidrio que recibe reflejos, cuenta con un stacks que permite apilar una serie de elementos y cuando se hace clic sobre él se despliegan en un abanico de opciones.

La mayor de ellas siendo un gran avance en las funciones de texto-a-voz con una nueva voz sintetizada llamada Alex, que incluso puede hablar claramente a altas velocidades. Además, trae soporte para pantallas Braille.