INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

1.1 DEFINICIÓN Y CONCEPTO

1.2 FUNCIONES Y CARACTERISTICAS

1.3 EVOLUCIÓN HISTORICA

1.4 CLASIFICACIÓN

1.5 ESTRUCTURA: NIVELES O DE DISEÑO

1.6 NUCLEO

UNIDAD 1

INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Un Sistema Operativo (SO) es una colección organizada de rutinas o extensiones de software del hardware. Consiste en rutinas de control que hacen funcionar una computadora y proporcionan un entorno para la ejecución de los programas. Existen otros programas que se apoyan en el SO para poder acceder a los recursos que necesitan. Esto se lleva a cabo a través de llamadas sistema operativo. También el SO debe brindar una forma de que el usuario se pueda comunicar con él a través de una interfaz que le brinde una vía de comunicación con el hardware del sistema informático.

El objetivo principal del SO es lograr que el sistema informático es el lograr que el hardware de la computadora se emplee de modo eficiente, y el objetivo secundario se use de manera cómoda.

El SO debe asegurar el correcto funcionamiento del sistema informático. Para lograr esto el hardware debe brindar algún mecanismo apropiado que impida que los usuarios intervengan en el funcionamiento del sistema y así mismo el SO debe poder utilizar este recurso de hardware de modo que esto se cumpla.

El SO debe ofrecer servicios a los programas y sus usuarios para facilitar la tarea de programación.

1.1 DEFINICIÓN Y CONCEPTO

Las clases de sistemas operativos en la que nos basaremos serán los denominados multiusuarios y de multiprogramación; es decir que varios usuarios podrán correr concurrentemente múltiples programas.

Un SO es una parte importante de casi cualquier sistema informático. Para entender mejor esto veremos que un sistema informático puede separar en cuatro partes:

• El hardware

• El SO

• Los programas de aplicación

• Los usuarios

Estas partes hacen de capas, cada una de las cuales acerca más al usuario a utilizar los recursos del hardware. El hardware (CPU, memoria y dispositivos) proporciona los recursos de computación básicos sobre los que se agregaran estas capas sucesivas. Los programas de aplicación como los compiladores, juegos, aplicaciones de negocios, etc. definen la forma en que estos recursos se emplearán para solucionar los problemas del usuario.

Puede haber varias clases de usuarios usando el sistema, como ser personas, programas y otras computadoras, tratando de resolver diversos problemas. El SO controla y coordina el uso del hardware entre los diversos programas de aplicación y los distintos usuarios, administrando todos los recursos como disco, memoria, impresoras, monitor, etc. El SO determina los tiempos en que un determinado programa utilizará un recurso dado.

Al comienzo de la era informática, los sistemas no utilizaban SO's. Estas computadoras de hace 40 años ejecutaban un programa a la vez que era cargado por un programador. Este cargaba el programa y lo ejecutaba. Si existía algún error que hiciera que el programa se detuviera antes de lo esperado, se tenía que comenzar de nuevo con todo el proceso. Recordemos que en esa época no había muchas computadoras en funcionamiento, así que el programador tenía que esperar de varios días hasta tener nuevamente su turno enfrente de la computadora. Los SO's existen porque son una solución razonable al problema de crear un sistema informático útil. El objetivo fundamental de los sistemas informáticos es ejecutar los programas de los usuarios y facilitar la resolución de sus problemas. Todo esto se hacía a través de tarjetas perforadas que una persona encargada cargaba en la computadora y luego de algunas horas devolvía la salida impresa al programador.

Al avanzar la tecnología informática, muchos de estos programas se cargaban en una sola cinta, otro programa residente en la memoria de la computadora, cargaba y manipulaba los programas de esa cinta. Este es el ancestro de los SO's de hoy en día. En la década del 60 la tecnología de SO's avanzo mucho y se podían tener múltiples programas al mismo tiempo en la memoria. Así surgió el concepto de multiprogramación. Si un programa necesitaba esperas a que ocurriera algún evento externo, como que una cinta se rebobinara, otro podría tener acceso a la CPU para así poder utilizar el 100% del poder de procesamiento con que contaba la computadora. Esto ahorraba mucho dinero ya que en aquel entonces todo en lo referente a cómputo (memoria, espacio en disco, etc) costaba cientos de miles de dólares. A finales de los 60's, en 1969, nació UNIX, SO que trataremos más adelante, y es la base de muchos de los SO's de hoy en día, aunque muchos no lo admitan.

Definir que forma parte de un SO y que no sería difícil, dada la gran variedad existente, pero una definición para los SO que nos compete en estos momentos seria que el SO es el programa que ejecuta todo el tiempo en la computadora (conocido usualmente como kernel o núcleo), siendo los programas de aplicación todo lo demás. En general un SO intenta incrementar la productividad de un recurso de proceso tal como el hardware de la computadora, o de los usuarios de los sistemas informáticos. Ahora bien, en lo referente a la utilización eficiente de un sistema informático no siempre se puede lograr que un SO lo logre. Casi siempre resulta contradictorio la comodidad y la eficiencia.

1.2 FUNCIONES Y CARACTERISTICAS

Funciones de los sistemas operativos.

1.- Aceptar todos los trabajos y conservarlos hasta su finalización.

2.- Interpretación de comandos: Interpreta los comandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador.

3.- Control de recursos: Coordina y manipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el Mouse.

4.- Manejo de dispositivos de E/S: Organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas.

5.- Manejo de errores: Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.

6.- Secuencia de tareas: El sistema operativo debe administrar la manera en que se reparten los procesos. Definir el orden. (Quien va primero y quien después).

7.- Protección: Evitar que las acciones de un usuario afecten el trabajo que esta realizando otro usuario.

8.- Multiacceso: Un usuario se puede conectar a otra máquina sin tener que estar cerca de ella.

9.- Contabilidad de recursos: establece el costo que se le cobra a un usuario por utilizar determinados recursos.

Características de los sistemas operativos.

En general, se puede decir que un Sistema Operativo tiene las siguientes características:

• Conveniencia. Un Sistema Operativo hace más conveniente el uso de una computadora.

• Eficiencia. Un Sistema Operativo permite que los recursos de la computadora se usen de la manera más eficiente posible.

• Habilidad para evolucionar. Un Sistema Operativo deberá construirse de manera que permita el desarrollo, prueba o introducción efectiva de nuevas funciones del sistema sin interferir con el servicio.

• Encargado de administrar el hardware. El Sistema Operativo se encarga de manejar de una mejor manera los recursos de la computadora en cuanto a hardware se refiere, esto es, asignar a cada proceso una parte del procesador para poder compartir los recursos.

• Relacionar dispositivos (gestionar a través del kernel). El Sistema Operativo se debe encargar de comunicar a los dispositivos periféricos, cuando el usuario así lo requiera.

• Organizar datos para acceso rápido y seguro.

• Manejar las comunicaciones en red. El Sistema Operativo permite al usuario manejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redes de computadoras.

• Procesamiento por bytes de flujo a través del bus de datos.

• Facilitar las entradas y salidas. Un Sistema Operativo debe hacerle fácil al usuario el acceso y manejo de los dispositivos de Entrada/Salida de la computadora.

1.3 EVOLUCIÓN HISTORICA

Un sistema operativo es un conjunto de programas destinado a permitir el uso apropiado de las partes físicas del ordenador (hardware).

Los sistemas operativos proveen un conjunto de funciones necesarias y usadas por diversos programas de aplicaciones de una computadora, y los vínculos necesarios para controlar y sincronizar el hardware de la misma. En las primeras computadoras, que no tenían sistema operativo cada programa necesitaba la más detallada especificación del hardware para ejecutarse correctamente y desarrollar tareas estándares, y sus propios drivers para los dispositivos periféricos como impresoras y lectores de tarjetas perforadas. El incremento de la complejidad del hardware y los programas de aplicaciones eventualmente hicieron del sistema operativo una necesidad.

Los primeros sistemas operativos fueron desarrollados por cada usuario para adecuar el uso de su propia computadora central,1 y es en 1956 que la General Motors desarrolla lo que es hoy considerado el primer sistema, el GM-NAA I/O,2 para su IBM 704.3

La década de 1940

A finales de la década de 1940, con lo que se podría considerar la aparición de la primera generación de computadoras, se accedía directamente a la consola de la computadora desde la cual se actuaba sobre una serie de micro interruptores que permitían introducir directamente el programa en la memoria de la computadora

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