Algoritmos

EVOLUCION HISTORICA

Primera generación (1945-1955)

Hardware: Tubos de vacío y paneles de control. Sistema Operativo: No existe.

Segunda Generación (1955-1965)

Hardware: Transistores (tarjetas perforadas). Sistema Operativo:

*S. O. de trabajo único: sólo se dedica a " preparar" el sistema para la llegada de trabajos.

*S. O. por lotes (batch): automatiza la secuencia de operaciones in- volucradas en la ejecución de un programa usando ordenes que lee, interpreta y ejecuta el monitor de lotes (porción de código residente en memoria).

Tercera generación (1965-1980) Hardware: Circuitos integrados. Sistema Operativo:

*S. O. de multiprogramación: más de un programa residente en memoria principal al mismo tiempo. (grado de multiprogramación y overhead)

*S. O. de multiprocesamiento: más de un procesador.

*S. O. mutiusuario o multiacceso: permite acceder a varios usuarios a un mismo ordenador mediante terminales interactivos (tiempo de respuesta).

*S. O. de tiempo compartido: multiprogramación, multiusuario e in- teractivo. El usuario tiene la impresión de que es él el único que trabaja con la máquina.

Sesión de trabajo: desde que el usuario se conecta a través de un terminal, hasta que se desconecta del sistema.

Cuarta generación (1980-1990)

Hardware: Microprocesador (computador personal). Sistema Operativo: (para comunicar varias máquinas)

*S. O. de red: el usuario es conciente de la existencia de varias máquinas e indica de forma explicita con cual desea trabajar.

*S.O. distribuido: el usuario no es conciente de las máquinas conec- tadas entre si (transparencia).

CARACTERISTICAS DEL S.O

Un sistema operativo debe ser:

*Determinista: el mismo programa ejecutado con los mismos datos debe dar los mismos resultados en cualquier momento y en cualquier ejecución;

*In determinista: el S. O. debe responder a circunstancias que pueden ocurrir en un orden impredecible.

FUNCIONES PRINCIPALES DEL S.O

1. Inicializar la máquina: preparar el ordenador para su funcionamiento. a) Inicialización total (Initial Program Loading (IPL), Bootstrap-

ping).

b) Inicialización parcial.

2. Servir de máquina extendida (virtual): ocultar los detalles del hardware al usuario y proporcionar un entorno más cómodo. Obje- tivos:

a) Seguridad: el S. O. debe evitar que la ejecución de los programas se interfieran unos entre otros.

Modos de operación del Hardwarare:

*Modo usuario (estado no privilegiado),

*Modo supervisor (estado privilegiado).

b) Abstracción: los S.O. construyen recursos (virtuales) de alto nivel a partir de los recursos de más bajo nivel (físicos). La máquina física se transforma en una máquina virtual. Con el lenguaje de comandos del S. O. (shell, Interfase externa) se invocan a esos servicios.

3. Administrar los recursos para su funcionamiento: el S.O. es el responsable de:

a) asignar a un programa todos los recursos que necesite. Para ello, debe ser justo en el reparto y en el tiempo asignado, impidiendo que no se favorezca a determinados programas;

b) controlar el uso correcto de los recursos de forma que los programas no se interfieran.

CLASIFICACION DE LOS S.O

Sistemas Operativos de multiprogramación (o Sistemas Opera- tivos de multitarea).

Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas oper- ativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitarea cooperativa, la

que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compar- tido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Para mantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o se procesa en orden secuen- cial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho más lento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones de multitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas.

Se distinguen por sus habilidades para poder soportar la ejecución de dos o más trabajos activos (que se están ejecutado) al mismo tiempo. Esto trae como resultado que la Unidad Central de Procesamiento (UCP) siempre tenga alguna tarea que ejecutar, aprovechando al máximo su utilización.

Su objetivo es tener a varias tareas en la memoria principal, de man- era que cada uno está usando el procesador, o un procesador distinto, es decir, involucra máquinas con más de una UCP.

Sistemas Operativos como UNIX, Windows 95, Windows 98, Win- dows NT, MAC-OS, OS/2, soportan la multitarea.

Las características de un Sistema Operativo de multiprogramación o multitarea son las siguientes:

*Mejora productividad del sistema y utilización de recursos.

*Multiplexa recursos entre varios programas.

*Generalmente soportan múltiples usuarios (multiusuarios).

*Proporcionan facilidades para mantener el entorno de usuarios indi- viduales.

*Requieren validación de usuario para seguridad y protección.

*Proporcionan contabilidad del uso de los recursos por parte de los usuarios.

*Multitarea sin soporte multiusuario se encuentra en algunos com- putadores personales o en sistemas de tiempo real.

*Sistemas multiprocesadores son sistemas multitareas por definición ya que soportan la ejecución simultánea de múltiples tareas sobre diferentes procesadores.

En general, los sistemas de multiprogramación se caracterizan por tener múltiples programas activos compitiendo por los recursos del sistema: procesador, memoria, dispositivos periféricos.

Sistema Operativo Monotareas.

Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo lo contrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión.

Sistema Operativo Monousuario.

Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.

Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los disposi- tivos de entrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas de inmediato; ya que existe un solo usuario. Y están orientados principalmente por los microcomputadores.

Sistema Operativo Multiusuario.

Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes.

En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (time- sharing).

Sistemas Operativos por lotes.

Los Sistemas Operativos por lotes, procesan una gran cantidad de trabajos con poca o ninguna interacción entre los usuarios y los pro- gramas en ejecución. Se reúnen todos los trabajos comunes para realizarlos al mismo tiempo, evitando la espera de dos o más trabajos como sucede en el procesamiento en serie. Estos sistemas son de los más tradicionales y antiguos, y fueron introducidos alrededor de 1956 para aumentar la capacidad de procesamiento de los programas.

Cuando estos sistemas son bien planeados, pueden tener un tiempo de ejecución muy alto, porque el procesador es mejor utilizado y los Sistemas Operativos pueden ser simples, debido a la secuenciabilidad de la ejecución de los trabajos.

Algunos ejemplos de Sistemas Operativos por lotes exitosos son el SCOPE, del DC6600, el cual está orientado a procesamiento cientí- fico pesado, y el EXEC II para el UNIVAC 1107, orientado a proce- samiento académico.

Algunas otras características con que cuentan los Sistemas Operativos por lotes son:

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