Presentación de Estrategias de Enseñanza-Aprendizaje Virtual.pptx
Unidad 1 completo
1. U N I D A D 1
ELABORADO POR:
FLOR DE LIZ LAURIANO GUTIERREZ
CATEDRÁTICO:
TOLEDO TORRES JACINTO
MATERIA:
SISTEMAS OPERATIVOS 1
SEPTIMO SEMESTRE
GRUPO “4S”
2. 1.1 DEFINICION Y CONCEPTO DE UN SISTEMA OPERATIVO
¿QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?
Los sistemas operativos difieren de los programas de usuario (es
decir, de aplicación) en varias cuestiones además del lugar en el
que residen. En particular, son enormes, complejos y de larga
duración.
Se de una manera especial. En ciertos sistemas, la idea se lleva
hasta el extremo y partes de lo que tradicionalmente se
considera el sistema operativo (por ejemplo, el sistema de
archivos) se ejecutan en el espacio del usuario. En dichos
sistemas es difícil trazar un límite claro. Todo lo que se ejecuta en modo
kernel forma, sin duda, parte del sistema operativo, pero podría decirse que
algunos programas que se ejecutan fuera de este modo también forman
parte del mismo sistema, o por lo menos están estrechamente asociados a
él.
Es difícil definir qué es un sistema operativo aparte de decir que es el software
que se ejecuta en modo kernel (además de que esto no siempre es cierto). Parte
del problema es que los sistemas operativos realizan dos funciones básicas que
no están relacionadas: proporcionar a los programadores de aplicaciones (y a
los programas de aplicaciones, naturalmente) un conjunto abstracto de recursos
simples, en vez de los complejos conjuntos de hardware; y administrar estos
recursos de hard- ware.
En resumen, se podría decir que los Sistemas Operativos son un conjunto de
programas que crean la interfaz del hardware con el usuario, y que tiene dos
funciones primordiales, que son:
• Gestionar el hardware.- Se refiere al hecho de administrar de una forma
más eficiente los recursos de la máquina.
• Facilitar el trabajo al usuario.-Permite una comunicación con los
dispositivos de la máquina.
3. 1.2 FUNCIONES Y CARACTERÍSTICAS DE LOS SISTEMAS
OPERATIVOS.
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 está
realizando otro usuario.
4. 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.
5. • 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.
6. 1.3 Evolución Histórica
Para tratar de comprender los
requisitos de un Sistema Operativo y el
significado de las principales
características de un Sistema
Operativo contemporáneo, es útil
considerar como han ido
evolucionando estos con el tiempo.
Existen diferentes enfoques o
versiones de cómo han ido
evolucionando los Sistemas
Operativos La primera de estas versiones podría ser esta:
En los 40's, se introducen los programas bit a bit, por medio de interruptores
mecánicos y después se introdujo el lenguaje máquina que trabajaba por tarjetas
perforadas.
Con las primeras computadoras, desde finales de los años 40 hasta la mitad de
los años 50, el programador interactuaba de manera directa con el hardware de la
computadora, no existía realmente un Sistema Operativo; las primeras
computadoras utilizaban bulbos, la entrada de datos y los programas se realizaban
a través del lenguaje maquina (bits) o a través de interruptores.
Durante los años 50's y 60's.- A principio de los 50's, la compañía General's Motors
implanto el primer sistema operativo para su IBM 170. Empiezan a surgir las tarjetas
perforadas las cuales permiten que los usuarios (que en ese tiempo eran
programadores, diseñadores, capturistas, etc.), se encarguen de modificar sus
programas. Establecían o apartaban tiempo, metían o introducían sus programas,
corregían y depuraban sus programas en su tiempo. A esto se le llamaba trabajo en
serie. Todo esto se traducía en pérdida de tiempo y tiempos de programas
excesivos.
En los años 60's y 70's se genera el circuito integrado, se organizan los trabajos y
se generan los procesos Bach (por lotes), lo cual consiste en determinar los trabajos
comunes y realizarlos todos juntos de una sola vez. En esta época surgen las
unidades de cinta y el cargador de programas, el cual se considera como el primer
tipo de Sistema Operativo.
7. En los 80's, inicio el auge de la INTERNET en los Estados Unidos de América. A
finales de los años 80's comienza el gran auge y evolución de los Sistemas
Operativos. Se descubre el concepto de multiprogramación que consiste en tener
cargados en memoria a varios trabajos al mismo tiempo, tema principal de los
Sistemas Operativos actuales.
Los 90's y el futuro, entramos a la era de la computación distribuida y del
multiprocesamiento a través de múltiples redes de computadoras, aprovechando el
ciclo del procesador.
Se tendrá una configuración dinámica con un reconocimiento inmediato de
dispositivos y software que se añada o elimine de las redes a través de procesos de
registro y localizadores.
La conectividad se facilita gracias a estándares y protocolos de sistemas abiertos
por organizaciones como la Organización Internacional de normas, fundación de
software abierto, todo estará más controlado por los protocolos de comunicación
OSI y por la red de servicios digital ISDN.
Se ha desarrollado otra versión, la cual se ha hecho en base a etapas o
generaciones:
1a. Etapa (1945-1955): Bulbos y conexiones.
Después de los infructuosos esfuerzos de Babbage, hubo poco progreso en la
construcción de las computadoras digitales, hasta la Segunda Guerra Mundial. A
mitad de la década de los 40's, Howard Aiken (Harvard), John Von Newman
(Instituto de Estudios Avanzados, Princeton), J. Prespe R. Eckert y Williams
Mauchley (Universidad de Pennsylvania), así como Conrad Zuse (Alemania), entre
otros lograron construir máquinas de cálculo mediante bulbos. Estas máquinas eran
enormes y llenaban cuartos completos con decenas de miles de bulbos, pero eran
mucho más lentas que la computadora casera más económica en nuestros días.
8. Toda la programación se llevaba a cabo en lenguaje de maquina absoluto y con
frecuencia se utilizaban conexiones para controlar las funciones básicas de la
máquina. Los lenguajes de programación eran desconocidos (incluso el lenguaje
ensamblador). No se oiga de los Sistemas Operativos el modo usual de operación
consistía en que el programador reservaba cierto periodo en una hoja de
reservación pegada a la pared, iba al cuarto de la máquina, insertaba su conexión
a la computadora y pasaba unas horas esperando que ninguno de los 20,000 o más
bulbos se quemara durante la ejecución. La inmensa mayoría de los problemas eran
cálculos numéricos directos, por ejemplo, el cálculo de valores para tablas de senos
y cosenos.
A principio de la década de los 50's la rutina mejoro un poco con la introducción de
las tarjetas perforadas. Fue entonces posible escribir los programas y leerlas en vez
de insertar conexiones, por lo demás el proceso era el mismo.
2a. Etapa. (1955-1965): Transistores y Sistemas de Procesamiento por lotes.
La introducción del transistor a mediados de los años 50's modifico en forma radical
el panorama. Las computadoras se volvieron confiables de forma que podían
fabricarse y venderse a clientes, con la esperanza de que ellas continuaran
funcionando lo suficiente como para realizar un trabajo en forma.
Dado el alto costo del equipo, no debe sorprender el hecho de que las personas
buscaron en forma por demás rápidas vías para reducir el tiempo invertido. La
solución que, por lo general se adoptó, fue la del sistema de procesamiento por
lotes.
3ra Etapa (1965-1980): Circuitos integrados y multiprogramación.
La 360 de IBM fue la primera línea principal de computadoras que utilizo los circuitos
integrados, lo que proporciono una gran ventaja en el precio y desempeño con respecto a
las máquinas de la segunda generación, construidas a partir de transistores individuales.
9. Se trabajó con un sistema operativo enorme y extraordinariamente complejo. A pesar de
su enorme tamaño y sus problemas el sistema operativo de la línea IBM 360 y los
sistemas operativos similares de esta generación producidos por otros fabricantes de
computadoras realmente pudieron satisfacer, en forma razonable a la mayoría de sus
clientes. También popularizaron varias técnicas fundamentales, ausentes de los sistemas
operativos de la segunda generación, de las cuales la más importante era la de
multiprogramación.
Otra característica era la capacidad de leer trabajos de las tarjetas al disco, tan
pronto como llegara al cuarto de cómputo. Así, siempre que concluyera un trabajo
el sistema operativo podía cargar un nuevo trabajo del disco en la partición que
quedara desocupada y ejecutarlo.
4ta Etapa (1980-Actualidad): Computadoras personales.
Un interesante desarrollo que comenzó a llevarse a cabo a mediados de la década
de los ochenta ha sido el crecimiento de las redes de computadoras personales,
con sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos.
En los sistemas operativos de red, los usuarios están conscientes de la existencia
de varias computadoras y pueden conectarse con máquinas remotas y copiar
archivos de una maquina a otra. Cada máquina ejecuta su propio sistema operativo
local y tiene su propio usuario.
Por el contrario, un sistema operativo distribuido es aquel que aparece ante sus
usuarios como un sistema tradicional de un solo procesador, aun cuando está
compuesto por varios procesadores. En un sistema distribuido verdadero, los
usuarios no deben ser conscientes del lugar donde su programa se ejecute o de
lugar donde se encuentren sus archivos; eso debe ser manejado en forma
automática y eficaz por el sistema operativo.
10. 1.4 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
MULTIPROGRAMACIÓN
Se denomina multiprogramación a la técnica que permite que dos o más procesos
Ocupen la misma unidad de memoria principal y que sean ejecutados al "mismo
tiempo".
MULTIPROCESO
Se denomina multiprocesador a una computadora que cuenta con dos o más
microprocesadores.
Gracias a esto el multiprocesador puede ejecutarse simultáneamente varios hilos
pertenecientes a un mismo proceso o bien a procesos diferentes.
Es el que permite que se ejecuten varios procesos a la vez y que puedan ejecutarse
programas simultanea mente.
11. MULTITAREA
La capacidad de un Sistema Operativo para ejecutar varias tareas a la vez.
Ejemplos: En este momento trabajo en el blogger y en Word a la vez.
MULTIUSUARIO
Características de los Sistemas Operativos que permiten proveer servicios
o procesamientos a múltiples usuarios simultanea mente.
Ejemplos:
También podría usar múltiples recursos.
MONOLÍTICO
Sin estructura definida. Se componen de un conjunto de procedimientos, donde
cada uno de ellos puede llamar a todos los demás.
En los Sistemas Operativos monolítico, existen módulos grandes en el núcleo los
cuales interactúan entre sí para tener esta estructura, las diferentes partes del
Kernel son compiladas por capas.
12. ESTRUCTURA POR NIVELES DE CAPAS
El núcleo o kernel se divide en 5 capas o niveles:
Nivel 1. Gestión de Memoria: Proporciona las facilidades de bajo nivel para la
gestión de memoria secundaria necesaria para la ejecución de procesos.
Nivel 2. Procesador: Se encarga de activar el tiempo para cada uno de los
procesos, creando interrupciones de hardware cuando no son respetadas.
Nivel 3. Entrada/Salida: Proporciona las facilidades para poder utilizar los
dispositivos de E/S requeridos por los procesos.
Nivel 4. Información o Aplicación o Intérprete de Lenguajes: Facilita la
comunicación con los lenguajes y el sistema operativo para aceptar las órdenes en
cada una de las aplicaciones. Ejecutando un programa el software de este nivel crea
el ambiente de trabajo e invoca a los procesos correspondientes.
Nivel 5. Control de Archivos: Proporciona la facilidad para el almacenamiento a
largo plazo y manipulación de archivos con nombre, va asignando espacio y acceso
de datos en memoria.
El núcleo o kernel realiza diferentes funciones tales como:
Manejo de interrupciones.
Creación y destrucción de procesos.
Cambio de estado de los procesos.
Despacho
Suspensión y reanudación de procesos.
Sincronización de procesos.
Comunicación entre procesos.
Manipulación de los bloques de control de procesos.
Apoyo para las actividades de entrada/salida.
Apoyo para asignación y liberación de memoria.
Apoyo para el sistema de archivos.
Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un procedimiento.
Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.
13. 1.5 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
UN SISTEMA OPERATIVO MONOUSUARIO (DE MONO: 'UNO'; Y USUARIO):
Es un sistema operativo que sólo puede ser ocupado por un único usuario en un
determinado tiempo. Ejemplo de sistemas monousuario son las versiones
domésticas de Windows. Administra recursos de memoria procesos y dispositivos
de las PC'S
Es un sistema en el cual el tipo de usuario no está definido y, por lo tanto, los datos
que tiene el sistema son accesibles para cualquiera que pueda conectarse.
En algunos sistemas operativos se accede al sistema reproductor de un usuario
único que tiene permiso para realizar cualquier operación. Este es el caso de los
sistemas operativos más antiguos como MS-DOS y algunos más recientes como la
serie Windows 95/98/Me de Microsoft o MacOS (antes de Mac OS X) de Macintosh.
En estos sistemas no existe una diferenciación clara entre las tareas que realiza un
administrador del sistema y las tareas que realizan los usuarios habituales, no
disponiendo del concepto de multiusuario, un usuario común tiene acceso a todas
las capacidades del sistema, pudiendo borrar, incluso, información vital para su
funcionamiento. Un usuario malicioso (remoto o no) que obtenga acceso al sistema
podrá realizar todo lo que desee por no existir dichas limitaciones.
MULTIUSUARIO
La palabra multiusuario se refiere a un concepto de sistemas operativos, pero en
ocasiones también puede aplicarse a programas de computadora de otro tipo (e.j.
aplicaciones de base de datos) e incluso a sistemas de cómputo. En general se le
llama multiusuario a la característica de un sistema operativo o programa que
permite proveer servicio y procesamiento a múltiples usuarios simultáneamente,
estrictamente es pseudo-simultáneo (tanto en paralelismo real como simulado).
En contraposición a los sistemas monousuario, que proveen servicio y
procesamiento a un solo usuario, en la categoría de multiusuario se encuentran
todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más
usuarios, que comparten los mismos recursos. Actualmente este tipo de sistemas
14. se emplean especialmente en redes, pero los primeros ejemplos de sistemas
multiusuario fueron los centralizados, que los usuarios compartían a través del uso
de múltiples dispositivos de interfaz humana (ej. una unidad central y múltiples. sirve
para empresas monitores y teclados).
Los recursos que se comparten son, normalmente, una combinación de:
Procesador.
Memoria.
Almacenamiento secundario (en disco duro).
Programas.
Periféricos como impresoras, plóteres, escáneres, etc.
De tal modo que múltiples usuarios utilizan una única computadora, comparten
programas y usan un sistema operativo unificado, que les están dedicados por
completo; teniendo la impresión de que lo hacen simultáneamente.
MONOPROGRAMACION
MULTIPROCESADOR:
Varios procesadores reales instalados en el mismo sistema
TIEMPO COMPARTIDO
Multiprogramador por lotes interactivo.
TIEMPO REAL
Respuesta de acuerdo al entorno (sistema que se comporta de acuerdo al sistema
que lo esté utilizando) (no es rápido ni lento).
15. 1.6 NUCLEO DE SISTEMA OPERATIVO
El Núcleo (o kernel) es una colección de módulos de software que se ejecutan en
forma privilegiada –lo que significa que tienen acceso pleno a los recursos del
sistema. El núcleo normalmente representa sólo una pequeña parte de lo que por
lo general se piensa que es todo el sistema operativo, pero es tal vez el código que
más se utiliza. Por esta razón, el núcleo reside por lo regular en la memoria principal,
mientras que otras partes del sistema operativo son cargadas en la memoria
principal sólo cuando se necesitan.
El núcleo de un sistema operativo normalmente el código necesario para realizar
las siguientes funciones:
• Manejo de interrupciones.
• Creación y destrucción de procesos.
• Cambio de estado de los procesos.
• Despacho.
• Suspensión y reanudación de procesos.
• Sincronización de procesos.
• Comunicación entre procesos.
• Manipulación de los bloques de control de procesos.
• Apoyo para las actividades de entrada/salida.
• Apoyo para asignación y liberación de memoria.
• Apoyo para el sistema de archivos.
• Apoyo para el mecanismo de llamada y retorno de un procedimiento.
• Apoyo para ciertas funciones de contabilidad del sistema.
El Kernel consiste en la parte principal del código del sistema operativo, el cual se
encargan de controlar y administrar los servicios y peticiones de recursos y de
hardware con respecto a uno o varios procesos, este se divide en 5 capas:
16. Nivel 1. Procesador. (Núcleo)
Se encarga de activar los cuantum de tiempo para cada uno de los procesos,
creando interrupciones de hardware cuando no son respetadas. Se introduce la
noción de proceso como un programa en ejecución. Entre los requisitos
fundamentales de un sistema operativo que ofrezca soporte para múltiples procesos
se incluye la capacidad de suspender y reanudar los procesos.
Esto exige salvaguardar los registros del hardware, de modo que la ejecución pueda
cambiar de un proceso a otro. Además, si los procesos necesitan cooperar, hace
falta algún método de sincronización. Una de las técnicas más simples, pero un
concepto importante en el diseño de sistemas operativos, es el semáforo.
• Objetos→ proceso y semáforo
• Operaciones típicas→ crear, destruir, suspender, reanudar, señalizar y esperar
Nivel 2. Entrada/Salida.
Proporciona las facilidades para poder utilizar los dispositivos de E/S requeridos por
procesos.
Tiene que ver con los dispositivos de almacenamiento secundario. En este nivel se
sitúan las funciones de ubicación de las cabezas de lectura y escritura, y se
producen las transferencias reales de bloques. Este nivel se apoya en el nivel
anterior para planificar las operaciones y notificar al proceso que hizo la solicitud
que la operación ha culminado.
Ø Objetos→ bloques de datos
Ø Operaciones típicas→ leer, escribir, asignar y liberar
Dispositivos de Entrada y Salida.
17. El código destinado a manejar la entrada y salida de los diferentes periféricos en un
sistema operativo es de una extensión considerable y sumamente complejo.
Resuelve las necesidades de sincronizar, atrapar interrupciones y ofrecer llamadas
al sistema para los programadores.
Nivel 4. Sistema de Archivos.
Proporciona la facilidad para el almacenamiento a largo plazo y manipulación de
archivos con nombre, va asignando espacio y acceso de datos en memoria. Da
soporte al almacenamiento a largo plazo de los archivos con nombre.
En este nivel, los datos del almacenamiento secundario se contemplan en términos
de entidades abstractas de longitud variable, en contraste con el enfoque orientado
al hardware del nivel de E/S básicas, en términos de pistas, sectores y bloques de
tamaño fijo.
• Objetos→ archivos dispositivos
• Operaciones típicas→ crear, destruir, abrir, cerrar, leer y escribir.
Nivel 5. Información o Aplicación o Intérprete de Lenguajes.
Facilita la comunicación con los lenguajes y el sistema operativo para aceptar las
ordenes en cada una de las aplicaciones. Cuando se solicitan ejecutando un
programa el software de este nivel crea el ambiente de trabajo e invoca a los
procesos correspondientes.
Ofrece al usuario una interfaz con el sistema operativo. Se denomina shell y separa
al usuario de los detalles, le presenta el sistema operativo como un simple conjunto
de servicios. El shell acepta las órdenes del usuario o las sentencias de control de
trabajos, las interpreta, crea y controla los procesos según sea necesario.
El intérprete de comandos representa la interfaz entre el usuario y el sistema
operativo. Algunos sistemas operativos incluyen el intérprete en el kernel. Otros
18. como el DOS o UNIX, poseen un programa especial para cumplir esta función que
se ejecuta cuando se inicia el sistema.
• Objetos→ datos del entorno
• Operaciones típicas→ sentencias del lenguaje de ordenes
