COLEGIO TECNICO SALESIANO

Nombres:Juan Orellana

Jorge Sarmiento

Curso:3º de Bachillerato E1

Materia:Sistema Informáticos Monousuario y Multiusuario

Año Lectivo:2009 – 2010

SISTEMAS OPERATIVOSIntroducción

En este documento usted encontrará de una manera detallada la explicación de algunos de los conceptos más básicos sobre el tema de los sistemas operativos, así como también pequeñas explicaciones sobre su funcionamiento y la evolución de los mismos hasta los que usamos en la época actual.

Objetivos✔Conocer mas fondo los conceptos básicos sobre los sistemas operativos✔Conocer la forma básica de la estructura y arquitectura de los sistemas operativos.✔Conocer la evolución de los sistemas operativos hasta los que tenemos actualmente

Marco Teórico

¿Qué es un sistema operativo?

Es un programa que controla la ejecución de programas de aplicación, es decir controla otros softwares y actúa como una interfaz entre el usuario y el hardware de una computadora, el sistema operativo también se encarga de administrar el hardware del sistema, es decir un sistema operativo administra los recursos de un computador.

Sistemas por lotes sencillos

Los primeros equipos grandes y caros que se controlaban desde una consola., estos se controlaban a través de dispositivos de entrada comunes eran: lectores de tarjetas y unidades de cinta. Los usuarios no interactuaban directamente con el computador, el SO estaba siempre residente en memoria y para agilizar el procesamiento se agrupaban los trabajos comunes en lotes y se introducían al computador como un grupo, cabe destacar que le procesamiento de los datos llevaba mucho tiempo inclusive horas.La característica definitiva de un sistema por lotes es la falta de interacción entre el usuario y el trabajo mientras éste se ejecuta.

Sistemas por lotes multiprogramados

La principal característica de los sistemas por lotes multiprogramados era la de la multiprogramación, es decir que varios programas se podían ejecutar al mismo tiempo en la memoria del computador, permitiendo de esa forma utilizar mas eficientemente el CPU, para cumplir dicha función utilizaron el spooling, a continuación una pequeña definición de spooling:

El spooling (Simultaneous Peripheral Operations On-Line, Operaciones Simultaneas de Periféricos en linea) se refiere al proceso mediante el cual la

computadora introduce trabajos en un buffer (un área especial en memoria o en un disco), de manera que un dispositivo pueda acceder a ellos cuando esté listo.

El spooling da origen a una importante estructura de datos: la reserva de trabajos. Lo cual implica la planificación de trabajos.La multiprogramación debe permitir tomar decisiones por los usuarios, por lo cual estos sistemas operativos son relativamente complejos.

Sistemas de Tiempo Compartido

Los sistemas de tiempo compartido son la evolución de los sistemas por lotes programados, aquí el computador ejecuta varios programas a la vez, pero la CPU se conmuta entre ellos, es decir se ejecuta un solo programa por un cierto tiempo, pero los programas se ejecutan tan rápido y en un tiempo tan corto que el usuario puede interactuar con todos los programas a la vez, sin notar la diferencia, estos sistemas a diferencia de los anteriores permiten que el usuario interactue directamente con el computador obteniendo resultados inmediatamente.

Estos sistemas se crearon para brindar el uso interactivo de un sistema de computador a un costo razonable. Utiliza planificación de la CPU y multiprogramación para ofrecer a cada usuario una pequeña porción del tiempo de un computador. Muchos usuarios pueden compartir el computador al mismo tiempo.

Sistemas de Computador Personal

Los sistemas de computador personal aparecieron por la década de los 70's junto con las pc's, (personal computers) las computadoras personales, estas eran micro computadoras más baratas y más chicas, dicho abaratamiento no proviene sólo del hardware, sino que el sistema operativo es menos complejo pues es un ambiente de ejecución mucho más simple. Estos sistemas no son ni multiusuario ni multitarea, es decir estos sistemas los podía usar únicamente un usuario a la vez.

Sistemas Paralelos

Los sistemas paralelos son aquellos que se ejecutan en un sistema multiprocesador es decir se ejecutan en varios procesadores, pero estos procesadores comparten una misma memoria. Permiten mejorar la productividad, sin embargo los procesadores soportan una gran debido a la cantidad de recursos compartidos que deben acceder.

Sistemas Distribuidos

Los sistemas distribuidos comparte la carga entre varios procesadores, es decir cada procesador tiene su propia memoria y se comunica con el otro procesador mediante buses de alta velocidad y líneas telefónicas, las razones para su uso son: Compartir recursos, Aceleración de los cálculos, Confiabilidad, Comunicación.

Sistemas de Tiempo Real

Cuando los requisitos de tiempo de la operación de un procesador o del flujo son estrictos, por lo

que por lo general se utilizan como dispositivos de control en las aplicaciones dedicadas, este tipo de sistemas generalmente se utilizan en las computadoras que realizan investigaciones donde se requiere que la respuesta de los datos sea inmediata sin perder tiempo.

Hay dos tipos:Sistema de tiempo real duro: Garantiza que las tareas críticas se terminarán a tiempo. Por lo que no se combinan con los sistemas de tiempo compartido.Sistema de tiempo real blando: El que una tarea de tiempo real crítica goza de prioridad respecto a otras tareas y conserva esa prioridad hasta que se lleva a cabo, es decir antes de poder ejecutar itras tareas primero debe cumplir con la mas importante.

Funcionamiento de los Sistemas de ComputaciónEl funcionamiento de un sistema de computación es el siguiente:Primero se ejecuta y se carga el programa de arranque, el cual es necesario para que un ordenador comience a funcionar, luego el mismo programa asignará valores iniciales a los registros de la CPU, a los controladores de dispositivos y al contenido de la memoria., hecha esta tarea sabrá cómo cargar el SO y comenzar a ejecutarlo, para lo cual, localiza y carga en memoria el núcleo del SO, ejecuta un primer primer proceso llamado “init”, después de ejecutar dicho proceso espera la ocurrencia de algún suceso.

Estructuras de E/SLa estructura de entrada y salida funciona de la siguiente manera:Los dispositivos se conectan al bus a través de los controladores de E/S.La CPU se comunica con los controladores a través de instrucciones especiales o de direcciones de memoria concretas.Cada controlador tiene un búfer local. La CPU envía y recoge datos del búfer.El controlador notifica a la CPU la finalización de una operación o la llegada de nuevos datos mediante una interrupción.

Estructuras de Almacenamiento

Para poder ejecutarse los programas deben de estar en memoria principal, que es el único gran área de almacenamiento al que el procesador puede acceder directamente. Es una matriz de palabras (o bytes) donde cada palabra tiene su propia dirección.Carga (load):transfiere una palabra entre la memoria principal y la CPU.Almacenaje (store):transfiere el contenido de un registro a la memoria.

Necesidad de almacenamiento secundario, la memoria principal no es lo suficientemente gran de para contener permanentemente todos los programas y datos.La memoria principal es volátil, por lo cual no se puede tener todos los datos almacenados que son necesarios para el programa al mismo tiempo.Las principales estructuras de almacenamiento que tenemos en un computador son, la memoria principal (RAM), y los dispositivos de almacenaje como discos duros o cintas magnéticas.

Jerarquías de Almacenamiento

La jerarquía de almacenamiento es el orden en el cual se almacenan los datos de acuerdo a su coste y velocidad, entre las cuales tenemos en orden de mayor importancia a menor importancia: los registros del sistema, la memoria cache, la memoria principal (RAM) , a continuación una pequeña explicación de la memoria cache:

Caché: Sistema de almacenamiento temporal de acceso muy rápido.Principio de caché: Guardar en la memoria más rápida la información que se usa con másfrecuencia.

Como vemos los datos que estén almacenados en la memoria caché serán del acceso mas rápido posible, por lo cual tendremos grandes velocidades de procesamiento.

Es decir que en una computadora se almacenan los datos de acuerdo a su importancia pasando primero a verificar si son críticos en la memoria caché si no lo son, pasan a almacenarse en la memoria principal y si son de poca importancia se almacenan en un archivo temporal del disco duro.

Protección por Hardware

Con multiprogramación colocamos varios programas en memoria a la vez. Un programa con errores puede modificar el propio programa o los datos de otro programa e incluso el monitor residente.

Para que el SO funcione adecuadamente, hay que impedir que los programas de usuario puedan realizar libremente ciertas operaciones, para esto es que se crean medios de protección por hardware, por el cual se hacen modificaciones del software para evitar que el usuario o programas malintencionados o dañados sean capaces de alterar nuestro sistema operativo., existen varias organizaciones que se dedican a crear nuevos métodos para proteger el hardware.

Arquitectura General de los Sistemas

La arquitectura de un sistema es el diseño conceptual y la estructura operacional fundamental de un sistema de computadora. Arquitecturas modernas aumentan el desempeño ejecutando las operaciones en paralelo (fetching, decoding, executing). Esta técnica es conocida como pipeling, existen varias arquitecturas de procesador que se clasifican en RISC (Reduced Instructions Set Computer).

Algunas arquitecturas son la SPARC, POWER, x86, Itanium.

Conclusiones:

Con la realización de este trabajo, hemos obtenido una gran cantidad de conocimientos que nos servirán en el futuro ya que el sistema operativo de una computadora es el software principal de la máquina y muchas veces el que mas se altera y presenta errores, es bueno conocer sobre los temas para que a la hora de pedir asistencia técnica o prestar asistencia técnica, conocer el funcionamiento del mismo para poder hacer un buen trabajo, además de que hemos aprendido la diferente evolución de los sistemas operativos que han existido.

Bibliografía:http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_operativowww.utplonline.edu.ec/cursos/diretorio/apoio.../capitu~1.htmlhttp://es.wikipedia.org/wiki/Arquitectura_de_computadorashttp://es.wikipedia.org/wiki/Protecci%C3%B3n_contra_escrituraapuntes.rincondelvago.com/esquema-de-funcionamiento-de-los-sistemas-operativos.html es.wikipedia.org/wiki/Sistema_operativo