Concepto de Sistema Operativo

Es un conjunto de programas de control. Su finalidad es hacer más fácil y eficiente el uso del ordenador. Controla tanto los programas de usuario como los propios del SO. Controla el uso de los elementos esenciales del ordenador como la CPU, memoria, buses, dispositivos de E/S, etc.

Evolución Histórica

1ª Generación (1940-1955)

• Ordenadores sin Sistema Operativo.
• Soporte de información basado en tarjetas perforadas.
• La programación se desarrollaba en lenguaje máquina.

2ª Generación (1955-1964)

• Viene marcada por la invención del transistor.
• Aparecen los primeros sistemas operativos.
• Surge la técnica de proceso por lotes.

3ª Generación (1964-1980)

• Aparecen los primeros circuitos integrados CI.
• Surgen los primeros lenguajes de programación estructurada.
• Soporte a la multiprogramación y de tiempo compartido.

4ª Generación (1980-hasta hoy)

• Se desarrolla el concepto de multiprogramación, multitarea, proceso interactivo, memoria virtual.
• Uso de microprocesadores más evolucionados.
• Universalización de los SO en red, y los SO distribuidos.
• Herramientas de seguridad y privacidad de los datos.

Funciones de un Sistema Operativo

El SO coordina el uso que se hace del hardware dependiendo de los programas que se estén utilizando.

Gestión de un Sistema Operativo

• Gestión de procesos
  • Creación de procesos
  • Planificación de procesos
  • Comunicación y sincronización de procesos
  • Manejo de las interrupciones
• Administrador de memoria. Se encarga de asignar ciertas porciones de la memoria principal (RAM) a los diferentes procesos que la necesiten, el resto de los datos y los programas se mantienen en los dispositivos de almacenamiento masivo.
• Sistema de entrada/salida. Este componente presenta al usuario la E/S de datos como una cuestión independiente del dispositivo; es decir, para los usuarios, todos los dispositivos tienen las mismas características y son tratados de la misma forma, siendo el SO el encargado de atender las particularidades de cada uno de ellos.
• Administrador de archivos. Se encarga de mantener la estructura de los datos y los programas del sistema y de los diferentes usuarios en archivos y de asegurar el uso eficiente de los medios de almacenamiento masivo.
• Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.
• Configura el entorno para el uso del software y los periféricos (Interfaz).
• En caso de estar conectado a una red, el sistema operativo se convierte en la plataforma de trabajo de los usuarios.

Arquitectura de los Sistemas Operativos

• Los SO se organizan generalmente en capas superpuestas unas a otras.
• Cada una de estas capas tendrá una función concreta y un nivel de prioridad.
• La capa más interna se conoce como núcleo del SO y es la capa más prioritaria.
• En la actualidad se usan cada vez más las máquinas virtuales.

Veamos algunos ejemplos de arquitecturas:

Estructura Monolítica

• Esta estructura consiste en que el SO no posee ninguna estructura particular.
• El SO consiste en un conjunto de procedimientos que pueden llamarse entre sí libremente.
• Características:
  • No son nada robustos.
  • Alto acoplamiento: poca independencia entre los procedimientos del SO. Cualquier cambio en un procedimiento supone retocar todo el SO.
  • Baja cohesión: Uso de LP de baja calidad no estructurados.

Estructura en Capas

• Esta idea se basa en construir sobre el hardware niveles virtuales superpuestos hasta llegar al nivel de usuario final.
• Los SO actuales se basan en esta estructura donde las capas más internas se corresponden con el núcleo.

Modos de Explotación de un SO

A) Procesamiento por lotes

Se caracteriza por la agrupación en bloques de los trabajos similares. El rasgo más característico de este tipo de sistemas es la ausencia de interacción entre el usuario y el proceso mientras éste se ejecuta.

B) Procesos en tiempo real. Multiprogramación.

En este modo de explotación, el sistema operativo se encarga de distribuir la carga computacional entre los procesadores existentes (monoprocesador o multiprocesador), con el fin de incrementar el poder de procesamiento de la máquina.

Dentro de los SO multiprogramados cabe diferenciar:

• Tiempo compartido
• Tiempo Real
• Híbrido

Clasificación de los S.O.

• En función del número de usuarios simultáneos
  • Monousuario: solo puede trabajar un solo usuario con el ordenador. Todos los recursos del sistema están disponibles.
  • Multiusuario: varios usuarios pueden ejecutar procesos distintos sobre la misma CPU y compartir el uso de los recursos existentes en el sistema de forma simultánea.
• En función del número de procesos simultáneos
  • Monoprogramación o monotarea: cuando solo se puede ejecutar un proceso y hasta que este no finalice no puede iniciarse el siguiente.
  • Multiprogramación o multitarea: cuando se pueden ejecutar varios procesos simultáneamente.
• En función del número de procesadores en uso simultáneo

  Dependiendo del número de microprocesadores colocados en un mismo ordenador, un SO puede ser:

  • Monoprocesador: cuando se ha instalado un solo procesador. Todos los trabajos irán alternando su ocupación en la CPU. Win9x y XP Home son SOs monoprocesador.
  • Multiprocesador: cuando se han instalados varios procesadores en un mismo ordenador y el SO es capaz de utilizarlos simultáneamente.
  • Puede ser de Memoria Compartida o Memoria Autónoma.
  • También pueden ser simétricos o asimétricos.

Sistema Operativo de red (NOS)

Son aquellos sistemas que mantienen a dos o más computadoras unidas a través de algún medio de comunicación (físico o no), con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y la información del sistema.

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