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Introduccinalossistemasoperativosi doc-110920001101-phpapp02

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Introduccinalossistemasoperativosi doc-110920001101-phpapp02

  1. 1. SISTEMAS OPERATIVOSUnidad I: Concepto, Características , Tipos Y GeneralidadesProf. Carolina Cols
  2. 2. Concepto de Sistemas OperativosEs un software de sistema, es decir, un conjunto de programas de computadora destinado a permitir una administración eficaz de sus recursos. Comienza a trabajar cuando se enciende el computador, y gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo también la interacción con el usuarioEn una definición informal, un Sistema Operativo es el software encargado de ejercer el control y coordinar el uso del hardware entre diferentes programas de Aplicación y los diferentes usuarios. Es un administrador de los recursos de hardware del sistema.
  3. 3. Concepto de Sistemas Operativos Es un sistema que consiste en ofrecer una distribución ordenada y controlada de los procesadores, memorias y dispositivos de E/S entre los diversos programas que compiten por ellos. Es el núcleo del software de la computadora. Permite que el usuario realice operaciones básicas con la computadora sin necesidad de programar. Ejm: configurar periféricos, copiar datos a un pen drive, entre otros. Permite que los programas que se ejecuten accedan a los recursos del sistema como la pantalla, los discos y la impresora.
  4. 4. Concepto de Sistemas Operativos
  5. 5. ¿Cómo funciona un Sistema Operativo?Los sistemas operativos proporcionan una plataforma desoftware encima de la cual otros programas, llamadosaplicaciones, puedan funcionar. Las aplicaciones seprograman para que funcionen encima de un sistemaoperativo particular, por tanto, la elección del sistemaoperativo determina en gran medida las aplicaciones que elusuario de la máquina puede utilizar.Entre algunas de las aplicaciones que debería tener unSistema Operativo están: Los Procesadores de Texto,Hojas de Cálculo, Bases de Datos, Editores de Imágenes,Creador de Presentaciones, entre otros.
  6. 6. Componentes de un Sistema Operativo 1.- Gestión de procesos Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de:  Crear y destruir los procesos.  Parar y reanudar los procesos.  Ofrecer mecanismos para que se comuniquen y sincronicen. La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.
  7. 7. Componentes de un Sistema Operativo Gestión de la memoria principalLa Memoria (informática) es una gran tabla de palabras o bytes que sereferencian cada una mediante una dirección única. Este almacén de datos derápido accesos es compartido por la CPU y los dispositivos de E/S, es volátil ypierde su contenido en los fallos del sistema. El SO es el responsable de:Conocer qué partes de la memoria están utilizadas y por quién.Decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible.Asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario. Gestión del almacenamiento secundarioUn sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoriaprincipal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña paraalmacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener losdatos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga de: Planificar los discos. Gestionar el espacio libre. Asignar el almacenamiento.
  8. 8. El Sistema de Entrada/Salida y el Sistema de Archivos El sistema de E/SConsiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz demanejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistemaoperativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir lasinterrupciones de los dispositivos de E/S. Sistema de archivosLos archivos son colecciones de información relacionada, definidas por suscreadores. Éstos almacenan programas (en código fuente y objeto) y datos talescomo imágenes, textos, información de bases de datos, etc. El SO es responsablede: Construir y eliminar archivos y directorios. Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios. Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de almacenamiento. Realizar copias de seguridad de archivos.Existen diferentes Sistemas de Archivos, es decir, existen diferentes formas deorganizar la información que se almacena en las memorias (normalmente discos)de los ordenadores. Por ejemplo, existen los sistemas de archivos FAT, FAT32,EXT2, NTFS, etc.
  9. 9. Actividades del Sistema Operativo Sistemas de protecciónMecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a losrecursos del sistema. El SO se encarga de:Distinguir entre uso autorizado y no autorizado.Especificar los controles de seguridad a realizar.Forzar el uso de estos mecanismos de protección. Sistema de comunicacionesPara mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario podercontrolar el envío y recepción de información a través de las interfaces de red.También hay que crear y mantener puntos de comunicación que sirvan a lasaplicaciones para enviar y recibir información, y crear y mantener conexionesvirtuales entre aplicaciones que están ejecutándose localmente y otras que lohacen remotamente. Programas de sistemaSon aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman partede él. Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de programas,siendo algunas de las tareas que realizan: Manipulación y modificación de archivos. Información del estado del sistema. Soporte a lenguajes de programación. Comunicaciones.
  10. 10. Gestión de un Sistema OperativoComo gestor de recursos, el Sistema Operativo administra: La CPU (Unidad Central de Proceso, donde está alojado el microprocesador). Los dispositivos de E/S (entrada y salida) La memoria principal (o de acceso directo). Los discos (o memoria secundaria). Los procesos (o programas en ejecución). y en general todos los recursos del sistema. Características Administración de tareas Monotarea: Solamente puede ejecutar un proceso (aparte de los procesos delpropio S.O.) en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso,continuará haciéndolo hasta su finalización y/o interrupción.Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo deS.O. normalmente asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos) deforma alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibeque todos funcionan a la vez, de forma concurrente.
  11. 11. Gestión de un Sistema Operativo Administración de usuariosMonousuario: Si sólo permite ejecutar los programas de un usuario almismo tiempo.Multiusuario: Si permite que varios usuarios ejecuten simultáneamentesus programas, accediendo a la vez a los recursos de la computadora.Normalmente estos sistemas operativos utilizan métodos de protecciónde datos, de manera que un programa no pueda usar o cambiar losdatos de otro usuario. Manejo de recursosCentralizado: Si permite utilizar los recursos de una sola computadora.Distribuido: Si permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco,periféricos... ) de más de una computadora al mismo tiempo.
  12. 12. Tipos de Sistemas Operativos Por Lotes De Tiempo Real Multiprogramación De Tiempo Compartido Distribuidos De Red Paralelos
  13. 13. Sistemas Operativos por Lotes Los sistemas operativos por lotes, procesan una gran cantidad de trabajos conpoca o ninguna interacción entre los usuarios y los programas en ejecución.Cuando estos sistemas son bien planeados, pueden tener un tiempo deejecución muy alto, porque el procesador es mejor utilizado y los sistemasoperativos pueden ser simples, debido a la secuenciabilidad de la ejecución delos trabajos.Algunas características de los sistemas operativos por lotes son las siguientes: Requiere que el programa, datos y órdenes al sistema sean remitidos todos juntos en forma de lote. Permiten poca o ninguna interacción con el usuario. Mayor potencial de utilización de recursos que procesamiento serial simple en sistemas multiusuarios. Conveniente para programas de largos tiempos de ejecución.
  14. 14. Sistemas Operativos de Tiempo RealLos sistemas operativos de tiempo real son aquellos en donde no tieneimportancia el usuario, sino los procesos. Se utilizan en entornos donde sonprocesados un gran número de sucesos o eventos. Son construidos paraaplicaciones muy específicas, tales como: tráfico aéreo, bolsas de valores, etc.Algunos campos de aplicación son los siguientes:Control de trenes TelecomunicacionesSistemas de fabricación integrada.Control de edificios, etc.Algunas características de los sistemas operativos de tiempo real son:Su objetivo es proporcionar rápidos tiempos de respuesta.Procesa ráfagas de miles de interrupciones por segundo sin perder algúnproceso.Poco movimiento de programas entre almacenamiento secundario y memoria.Proceso de mayor prioridad expropia recursos.
  15. 15. Sistemas Operativos MultiprogramaciónSoporta la ejecución de dos o más trabajos activos al mismotiempo. Su objetivo es tener varias tareas en la memoria principal.Las características de un Sistema operativo de multiprogramaciónson las siguientes:Soporta múltiples usuarios.Requiere validación de usuario para seguridad y protección.Mejora productividad del sistema y utilización de recursos.Multiplexa recursos entre varios programas.Estos sistemas operativos se caracterizan por tener múltiplesprogramas activos, compitiendo por los recursos del sistema:procesador, memoria, dispositivos periféricos.
  16. 16. Sistemas Operativos de Tiempo CompartidoEstos sistemas permiten la simulación de que el sistema y sus recursos sontodos para cada usuario. El usuario hace una petición a la computadora, esta laprocesa tan pronto como le es posible, y la respuesta aparecerá en la terminaldel usuario.Los principales recursos del sistema, el procesador, la memoria, dispositivos deE/S; son continuamente utilizados entre los diversos usuarios, dando a cadausuario la ilusión de que tiene el sistema dedicado para sí mismo.Las características de los sistemas operativos de tiempo compartido son: Dan la ilusión de que cada usuario tiene una máquina para sí. La mayoría utilizan algoritmo de reparto circular. Los programas se ejecutan con prioridad rotatoria que se incrementan con la espera y disminuye después de concedido el servicio Gestión de memoria proporciona protección a programas residentes.
  17. 17. Sistemas Operativos DistribuidosEstos sistemas permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre unconjunto de procesadores; este conjunto de procesadores puede estar enun equipo o en diferentes, en este caso es transparente para el usuario.Sus características de los sistemas operativos distribuidos son: Colocación de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación mediante el hardware y software. Proporcionan medios para la compartición global de recurso. Servicios añadidos: denominación global, sistemas de archivos. distribuidos, facilidades para distribución de cálculos.
  18. 18. Sistemas Operativos de Red y Paralelos Sistemas operativos de RedSon aquellos que mantienen a dos o más computadoras unidas a través dealgún medio de comunicación, con el objetivo de poder compartir los diferentesrecursos y la información del sistema. Por lo regular son utilizados en: NovellNetware, Personal Netware, Lan Manager, etc. Sistemas operativos paralelosEn estos sistemas se pretende que cuando existan dos o más procesos quecompitan por algún recurso se puedan realizar o ejecutar al mismo tiempo. En UNIX existe también la posibilidad de ejecutar programas sin tener queatenderlos en forma interactiva, simulando paralelismo. Así, en lugar de esperara que el proceso termine de ejecutarse, regresa a atender al usuarioinmediatamente
  19. 19. Llamadas al Sistema OperativoSon llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pediralgún servicio al SO.Cada SO implementa un conjunto propio de llamadas al sistema.Ese conjunto de llamadas es la interfaz del SO frente a lasaplicaciones. Constituyen el lenguaje que deben usar lasaplicaciones para comunicarse con el SO. Por ello si cambiamosde SO, y abrimos un programa diseñado para trabajar sobre elanterior, en general el programa no funcionará, a no ser que elnuevo SO tenga la misma interfaz. Para ello:Las llamadas correspondientes deben tener el mismo formato.Cada llamada al nuevo SO tiene que dar los mismos resultadosque la correspondiente del anterior.
  20. 20. Interrupciones y ExcepcionesEl SO ocupa una posición intermedia entre los programas de aplicación y elhardware. No se limita a utilizar el hardware a petición de las aplicaciones ya quehay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute códigodel SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendodeberse estas llamadas a dos condiciones:Algún dispositivo de E/S necesita atención.Se ha producido una situación de error al intentar ejecutar una instrucción delprograma (normalmente de la aplicación).En ambos casos, la acción realizada no está ordenada por el programa deaplicación, es decir, no figura en el programa.Según los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y la excepciones:Interrupción: señal que envía un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que laoperación de la que se estaba ocupando, ya ha terminado. Una petición deinterrupción IRQ ("Interrupt Request") es una señal que se origina en undispositivo hardware (por ejemplo, un periférico), para indicar al procesador quealgo requiere su atención inmediata; se solicita al procesador que suspenda loque está haciendo para atender la petición.
  21. 21. Interrupciones Tratamiento de las interrupcionesUna interrupción se trata en todo caso, después de terminar la ejecuciónde la instrucción en curso.El tratamiento depende de cuál sea el dispositivo de E/S que ha causado lainterrupción, ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la hacausado. Importancia de las interrupcionesEl mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al SO utilizar laCPU en servicio de una aplicación, mientras otra permanece a la espera deque concluya una operación en un dispositivo de E/S.El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E/S haterminado y el SO puede intervenir entonces, si es conveniente, para hacerque el programa que estaba esperando por el dispositivo, se continúeejecutando.En ciertos intervalos de tiempo puede convenir no aceptar señales deinterrupción. Por ello las interrupciones pueden inhibirse por programa(aunque esto no deben poder hacerlo las mismas).
  22. 22. ExcepcionesExcepción: una situación de error detectada por la CPU mientras ejecutabauna instrucción, que requiere tratamiento por parte del SO.Cuando la CPU intenta ejecutar una instrucción incorrectamente construida, launidad de control lanza una excepción para permitir al SO ejecutar eltratamiento adecuado. Al contrario que en una interrupción, la instrucción encurso es abortada. Las excepciones al igual que las interrupciones deben estaridentificadas. Clases de excepcionesLas instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversasrazones: El código de operación puede ser incorrecto. Se intenta realizar alguna operación no definida, como dividir por cero. La instrucción puede no estar permitida en el modo de ejecución actual. La dirección de algún operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso.
  23. 23. Excepciones Importancia de las excepcionesEl mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial paraimpedir, junto a los modos de ejecución de la CPU y los mecanismosde protección de la memoria, que las aplicaciones realicenoperaciones que no les están permitidas. En cualquier caso, eltratamiento específico de una excepción lo realiza el SO.Como en el caso de las interrupciones, el hardware se limita a dejar elcontrol al SO, y éste es el que trata la situación como convenga.Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepción no retorneal programa que se estaba ejecutando cuando se produjo laexcepción, sino que el SO aborte la ejecución de ese programa. Estefactor depende de la pericia del programador para controlar laexcepción adecuadamente.
  24. 24. FINGracias por su Atención Feliz Día

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