Conceptos Basicos De Sistemas Operativos

Según el Ingeniero Erwing Meza Vega, profesor de la Universidad del Cauca, un Sistema Operativo es un programa que tiene encomendadas una serie de funciones diferentes, cuyo objetivo es simplificar el manejo y la utilización del computador. Las funciones básicas de un sistema operativo se pueden clasificar en: Gestión de recursos, Ejecución de servicios para los programas y Ejecución de los mandatos de los usuarios.

Componentes y estructura de un sistema operativo

Un sistema operativo consta de tres capas:

Núcleo: Parte del sistema operativo que interactúa directamente con el hardware de la máquina. Sus funciones consisten en gestionar los recursos de hardware, tratar las interrupciones de hardware e implementar las funciones básicas de gestión de memoria.

Servicios: Estas facilidades se ofrecen para brindar una capa de abstracción sobre el núcleo. Los principales servicios que ofrece un sistema operativo se pueden clasificar en:

•Gestión de procesos: Creación, planificación y destrucción de procesos

•Gestión de memoria: Gestionar la memoria libre y ocupada, realizar la asignación y liberación de memoria.

•Gestión de entrada/salida: Maneja los dispositivos periféricos

•Gestión de archivos y directorios: Manejo de archivos y directorios, y en general de la administración del almacenamiento secundario.

•Seguridad y protección: Permite garantizar la identidad de los usuarios y definir los permisos sobre los recursos del sistema.

•Comunicación y sincronización entre procesos: Brinda las primitivas básicas para comunicar y sincronizar procesos.

Intérprete de comandos (Shell): Permite que el usuario interactúe con el sistema operativo, a través de comandos textuales (shell 1), o interfaces gráficas (shell 2).

Según Silberschatz, Abraham (2007). Sistemas Operativos. México. Un sistema operativo (SO o, frecuentemente, OS del inglés Operating System) es un programa o conjunto de programas de un sistema informático que gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes (aunque puede que parte de él se ejecute en espacio de usuario). 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.

Componentes de un Sistema Operativo:

Gestión de procesos: Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de:

• Crear y destruir procesos

• Parar y reanudar procesos

• Ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y se sincronicen

La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.

Gestión de la memoria principal: La memoria es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido acceso es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S, es volátil y pierde su contenido ante fallos del sistema. El SO es el responsable de:

• Conocer qué partes de la memoria están siendo utilizadas y por quién

• Decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible

• Asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario

Gestión del almacenamiento secundario: Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga de:

• Planificar los discos.

• Gestionar el espacio libre.

• Asignar el almacenamiento.

• Verificar que los datos se guarden en orden

El sistema de entrada y salida: Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.

Sistemas de archivos:

Sistema de archivos:

Los archivos son colecciones de información relacionada, definidas por sus creadores. Éstos almacenan programas (en código fuente y objeto) y datos tales como imágenes, textos, información de bases de datos, etc. El SO es responsable de:

• Construir, eliminar archivos y directorios.

• Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios.

• Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de almacenamiento.

• Realizar copias de seguridad de archivos.

Existen diferentes sistemas de archivos, es decir, existen diferentes formas de organizar la información que se almacena en las memorias (normalmente discos) de los ordenadores. Por ejemplo, existen los sistemas de archivos FAT, FAT32, ext3, NTFS, XFS, etc.

Desde el punto de vista del usuario estas diferencias pueden parecer insignificantes a primera vista, sin embargo, existen diferencias muy importantes. Por ejemplo, los sistemas de ficherosFAT32 y NTFS, que se utilizan fundamentalmente en sistemas operativos de Microsoft, tienen una gran diferencia para un usuario que utilice una base de datos con bastante información ya que el tamaño máximo de un fichero con un sistema de archivos FAT32 está limitado a 4 gigabytes, sin embargo, en un sistema NTFS el tamaño es considerablemente mayor.

Sistemas de protección:

Mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a los recursos del sistema. El SO se encarga de:

• Distinguir entre uso autorizado y no autorizado.

• Especificar los controles de seguridad a realizar.

• Forzar el uso de estos mecanismos de protección.

Sistema de comunicaciones:

Para mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario poder controlar el envío y recepción de información a través de las interfaces de red. También hay que crear y mantener puntos de comunicación que sirvan a las aplicaciones para enviar y recibir información, y crear y mantener conexiones virtuales entre aplicaciones que están ejecutándose localmente y otras que lo hacen remotamente.

Programas de sistema:

Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman parte de él. Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de programas, siendo algunas de las tareas que realizan:

• Manipulación y modificación de archivos.

• Información del estado del sistema.

• Soporte a lenguajes de programación.

• Comunicaciones.

Gestor de recursos

Como gestor de recursos, el sistema operativo administra:

• La unidad central de procesamiento (donde está alojado el microprocesador).

• Los dispositivos de entrada y salida.

• La memoria principal (o de acceso directo).

• Los discos (o memoria secundaria).

• Los procesos (o programas en ejecución).

• Y en general todos los recursos del sistema.

Clasificación:

Administración de tareas

• Monotarea: Solamente permite ejecutar un proceso (aparte de los procesos del propio SO) en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo hasta su finalización y/o interrupción.

• Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo de SO. normalmente asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos) de forma alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibe que todos funcionan a la vez, de forma concurrente.

Administración de usuarios

• Monousuario: Sólo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo.

• Multiusuario: Permite que varios usuarios ejecuten simultáneamente sus programas, accediendo a la vez a los recursos de la computadora. Normalmente estos sistemas operativos utilizan métodos de protección de datos, de manera que un programa no pueda usar o cambiar los datos de otro usuario.

Manejo de recursos

• Centralizado: Permite

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