FUNDAMENTO DE PROGRAMACION

TEMA 1: INTRODUCCION A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Un Sistema Operativo es un programa que actúa de intermediario entre el usuario y el hardware del computador. También se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente.

Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y especificas para completar una orden.

Puede decirse que básicamente en el sistema operativo se incorporan las funciones de control del hardware de una computadora, de administración de sus recursos físicos y de sus usuarios, así como el control efectivo de la ejecución de los programas que en ella se carguen.

El funcionamiento del Sistema Operativo implica de existencia de al menos un programa que está permanentemente ejecutándose junto con nuestras aplicaciones.

Esto significa que un subconjunto de los recursos de las computadoras son “tomados” por el Sistema Operativo que se comunica directa o indirectamente con los programas de aplicación que se ejecutan para cooperar en la ejecución o retomar el control del hardware en caso de problemas.

Un sistema operativo es un conjunto de programas que gestionan de una manera eficiente un sistema de información para proporcionar al usuario una interface de sencillo manejo.

Los objetivos básicos de un S.O. son:

• La eficiencia en la gestión de recursos

• La ocultación de los detalles de funcionamiento de los dispositivos consiguiendo la comodidad de los usuarios.

Más coloquialmente podríamos decir que: Un Sistema Operativo es un conjunto de programas que controla los dispositivos que forman el ordenador (memoria y periféricos), administra los recursos y gestiona la ejecución del resto del software.

Funciones del Sistema Operativo:

Administración de procesador: crear y eliminar procesos del sistema y usuarios, suspendiendo y reanudando la ejecución de cada uno de ellos y además proporcionando mecanismos para dicha ejecución.

Administración de memoria: decidir que procesos se cargaran en memoria cuando haya espacio disponible, asignando y recuperando estos espacios cuando se requiera, además de llevar el control de cuales zonas de memoria s están usando y por quien.

Al poder procesar concurrentemente varios trabajos, el sistema operativo debe controlar la forma de usar la memoria de la computadora, de modo que un trabajo no invada el espacio físico de otro. Los esquemas de administración de memoria pueden ser muy sencillos (división en partes asignadas a cada proceso) o más sofisticada de modo de asignar y liberar memoria en forma dinámica según los requerimientos y prioridades de los procesos.

Administración de almacenamiento secundario: administrar el espacio libre, asignar esos espacios, planificar operaciones sobre discos.

Administración de archivos: crear y eliminar archivos y directorios y las operaciones que pueden ejecutarse sobre los mismos.

Comunicación con los periféricos: Una de las tareas más complejas realizadas

por una computadora es la comunicación con pantallas, scanner, impresoras, unidades de disco, mouse, teclados, tarjetas de sonido, tarjetas conversoras analógico/digitales y otros dispositivos periféricos.

El sistema operativo incluye programas que se encargan de un modo transparente al usuario de los detalles de comunicación con los periféricos o con el hardware que controla estos periféricos. En base a estos recursos, algunas otras funciones son:

Control de autorización de usuarios: En el caso de las computadoras monousuario el sistema operativo puede verificar (mediante una password por ejemplo) que el usuario que trata de utilizar el equipo está habilitado para ello. Más aún puede tener derechos sobre determinados recursos del equipo pero no sobre todos los recursos.

Cuando se trata de computadoras multiusuario, o en el caso de redes de computadoras, la tarea de administración de usuarios del sistema operativo es bastante más compleja, porque los derechos de cada usuario pueden ser diferentes sobre cada máquina, cada base de datos o cada periférico.

Control de la ejecución de programas: La ejecución efectiva de un programa (escrito en cualquier lenguaje de programación o aplicación) requiere una comunicación permanente con el sistema operativo para acceder a los recursos de la computadora, recursos que el sistema operativo controla y verifica.

También el sistema operativo monitorea el resultado de la ejecución para trasmitir al usuario el mensaje adecuado resultante de la evolución de la ejecución.

Control de concurrencia: Las computadoras multiusuario (que tienen terminales conectadas a un gran procesador central), o las redes de computadoras, o las modernas computadoras paralelas con varios procesadores internos, pueden tener varios trabajos ejecutándose al mismo tiempo (procesamiento concurrente). Esto exige que el sistema operativo controle que hace cada proceso y permita que los mismos compartan datos y recursos (es decir se comuniquen y se sincronicen). Por otra parte estos múltiples procesos pueden tener diferente prioridad para acceder a los recursos, lo que debe ser controlado también por el sistema operativo.

Control de errores: Como se mencionó anteriormente, cada error de ejecución de una aplicación termina entregando el control al sistema operativo que debe manejar la solución al error (desde el punto de vista que el sistema de cómputo siga funcionando) y también la comunicación clara al usuario de las causas del error.

Controles de seguridad de datos: Los datos almacenados en una computadora pueden tener protecciones (imaginen una base de datos con la información de cada alumno de la Facultad, incluyéndolas notas de sus exámenes) de modo de autorizar las modificaciones, agregados o consultas. Estas funciones de seguridad también forman parte del sistema operativo.

Hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el Mouse.

Organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas.

Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.

Servir de base para la creación del software logrando que equipos de marcas distintas funcionen de manera análoga, salvando las diferencias existentes entre ambos.

Configura el entorno para el uso del software y los periféricos; dependiendo del tipo de máquina que se emplea, debe establecerse en forma lógica la disposición y características del equipo. Como por ejemplo, una microcomputadora tiene físicamente dos unidades de disco, puede simular el uso de otras unidades de disco, que pueden ser virtuales utilizando parte de la memoria principal para tal fin. En caso de estar conectado a una red, el sistema operativo se convierte en la plataforma de trabajo de los usuarios y es este quien controla los elementos o recursos que comparten. De igual forma, provee de protección a la información que almacena.

Otros autores señalan las funciones clásicas del sistema operativo se pueden agrupar en las tres categorías siguientes:

Gestión de los recursos de la computadora

Ejecución de los servicios para los programas

Ejecución de los mandatos de los usuarios

Controladores de dispositivos

Para que los diferentes dispositivos conectados al ordenador funcionen (ratón, impresora, escáner...) es preciso tener instalados en el sistema operativo unos programas llamados controladores, también llamados drivers. Así, si no se tienen

los drivers de una impresora que hayas comprado, la impresora no funcionará de ningún modo.

Afortunadamente, los sistemas operativos actuales detectan la mayoría del hardware automáticamente, mediante el método “plug and play”. Ejemplo: Cuando conectas un Pen Drive a un ordenador, automáticamente el sistema detecta la presencia del Pen Drive y posteriormente tras esperar un tiempo, instala automáticamente los drivers del Pen Drive.

Si el sistema operativo no tiene el sistema “plug and play”, el hardware que quieras conectar al ordenador se vende con un CD-ROM donde se encuentran los drivers. Si no es así, el fabricante te debe indicar en una nota en que zona de Internet se pueden descargar.

Estructura del Sistema Operativo:

|USUARIOS |

|PROGRAMAS DE USUARIOS |SHELL |

| | |

|SERVICIOS (API) |

|KERNEL |

|HARDWARE |

Como muestra la figura anterior el sistema operativo está formado conceptualmente por tres capas principales. La capa más cercana al hardware se denomina núcleo (kernel) y es la que gestiona los recursos de hardware del sistema y la que suministra la funcionalidad básica del sistema operativo.

La capa de servicios o llamadas al sistema ofrece a los programas unos servicios

...