SISTEMAS OPERATIVOS

POR JUAN GUILLERMO SALAZAR PANESSO

JUAN DIEGO VILLA

ASIGNATURA TECNOLOGIAS CONVERGENTES

PROFESOR MIGUEL ANGEL ROLDAN

INSTITITUTO TECNOLOGICO METROPOLITANO MEDELLIN

NOVIEMBRE 2009

Introducción Este trabajo ha de tratar acerca de los sistemas operativos desde sus inicios, sus definiciónes, los usos que tienen, como funciona, además daremos a conocer los componentes tecnológicos, servicios y estándares protocolos y normas que se utilizan en un sistema operativo, se describirá una diagonal de tendencias que nos ilustre la evolución de estas plataformas que hoy desempeña un papel importante para nuestra vida cotidiana. Otro propósito de este trabajo es analizar como las nuevas tecnologías convergen y son compatibles con los nuevos sistemas operativos.

MARCO TEORICO

QUE ES UN SISTEMA OPERATIVO

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.

Reseña Histórica de los sistemas operativos

Los Sistemas Operativos, al igual que el Hardware de los computadores, han sufrido una serie de cambios revolucionarios llamados generaciones. En el caso del Hardware, las generaciones han sido marcadas por grandes avances en los componentes utilizados, pasando de válvulas ( primera generación ) a transistores ( segunda generación ), a circuitos integrados ( tercera generación), a circuitos integrados de gran y muy gran escala (cuarta generación). Cada generación Sucesiva de hardware ha ido acompañada de reducciones substanciales en los costos, tamaño, emisión de calor y consumo de energía, y por incrementos notables en velocidad y capacidad.

Generación Cero (década de 1940)

Los primeros sistemas computacionales no poseían sistemas operativos. Los usuarios tenían completo acceso al lenguaje de la maquina. Todas las instrucciones eran codificadas a mano.

Primera Generación (década de 1950)

Los sistemas operativos de los años cincuenta fueron diseñados para hacer mas fluida la transición entre trabajos. Antes de que los sistemas fueran diseñados, se perdía un tiempo considerable entre la terminación de un trabajo y el inicio del siguiente. Este fue el comienzo de los sistemas de procesamiento por lotes, donde los trabajos se reunían por grupos o lotes. Cuando el trabajo estaba en ejecución, este tenia control total de la maquina. Al terminar cada trabajo, el control era devuelto al sistema operativo, el cual limpiaba y leía e iniciaba el trabajo siguiente.

Al inicio de los 50's esto había mejorado un poco con la introducción de tarjetas perforadas (las cuales servían para introducir los programas de lenguajes de máquina), puesto que ya no había necesidad de utilizar los tableros enchufables.

Además el laboratorio de investigación General Motors implementó el primer sistema operativo para la IBM 701. Los sistemas de los 50's generalmente ejecutaban una sola tarea, y la transición entre tareas se suavizaba para lograr la máxima utilización del sistema. Esto se conoce como sistemas de procesamiento por lotes de un sólo flujo, ya que los programas y los datos eran sometidos en grupos o lotes.

La introducción del transistor a mediados de los 50's cambió la imagen radicalmente.

Se crearon máquinas suficientemente confiables las cuales se instalaban en lugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandes universidades y las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno se podían dar el lujo de tenerlas.

Para poder correr un trabajo (programa), tenían que escribirlo en papel (en Fortran o en lenguaje ensamblador) y después se perforaría en tarjetas. Enseguida se llevaría la pila de tarjetas al cuarto de introducción al sistema y la entregaría a uno de los operadores. Cuando la computadora terminara el trabajo, un operador se dirigiría a la impresora y desprendería la salida y la llevaría al cuarto de salida, para que la recogiera el programador.

Segunda Generación (a mitad de la década de 1960)

La característica de los sistemas operativos fue el desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento. En los sistemas de multiprogramación, varios programas de usuario se encuentran al mismo tiempo en el almacenamiento principal, y el procesador se cambia rápidamente de un trabajo a otro. En los sistemas de multiprocesamiento se utilizan varios procesadores en un solo sistema computacional, con la finalidad de incrementar el poder de procesamiento de la maquina.

La independencia de dispositivos aparece después. Un usuario que desea escribir datos en una cinta en sistemas de la primera generación tenia que hacer referencia especifica a una unidad de cinta particular. En la segunda generación, el programa del usuario especificaba tan solo que un archivo iba a ser escrito en una unidad de cinta con cierto numero de pistas y cierta densidad.

Se desarrollo sistemas compartidos, en la que los usuarios podían acoplarse directamente con el computadora través de terminales. Surgieron sistemas de tiempo real, en que los computadores fueron utilizados en el control de procesos industriales. Los sistemas de tiempo real se caracterizan por proveer una respuesta inmediata.

Tercera Generación (mitad de década 1960 a mitad década de 1970)

Se inicia en 1964, con la introducción de la familia de computadores Sistema/360 de IBM. Los computadores de esta generación fueron diseñados como sistemas para usos generales . Casi siempre eran sistemas grandes, voluminosos, con el propósito de serlo todo para toda la gente. Eran sistemas de modos múltiples, algunos de ellos soportaban simultáneamente procesos por lotes, tiempo compartido, procesamiento de tiempo real y multiprocesamiento. Eran grandes y costosos, nunca antes se había construido algo similar, y muchos de los esfuerzos de desarrollo terminaron muy por arriba del presupuesto y mucho después de lo que el planificador marcaba como fecha de terminación.

Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientes computacionales; una complejidad a la cual, en un principio, no estaban acostumbrados los usuarios.

Cuarta Generación (mitad de década de 1970 en adelante)

Los sistemas de la cuarta generación constituyen el estado actual de la tecnología. Muchos diseñadores y usuarios se sienten aun incómodos, después de sus experiencias con los sistemas operativos de la tercera generación.

Con la ampliación del uso de redes de computadores y del procesamiento en línea los usuarios obtienen acceso a computadores alejados geográficamente a través de varios tipos de terminales.

Los sistemas de seguridad se ha incrementado mucho ahora que la información pasa a través de varios tipos vulnerables de líneas de comunicación. La clave de cifrado esta recibiendo mucha atención; han sido necesario codificar los datos personales o de gran intimidad para que; aun si los datos son expuestos, no sean de utilidad a nadie mas que a los receptores adecuados.

El porcentaje de la población que tiene acceso a un computador en la década de los ochenta es mucho mayor que nunca y aumenta rápidamente.

El concepto de maquinas virtuales es utilizado. El usuario ya no se encuentra interesado en los detalles físicos de; sistema de computación que esta siendo

accedida. En su lugar, el usuario ve un panorama llamado maquina virtual creado por el sistema operativo.

Los sistemas de bases de datos han adquirido gran importancia. Nuestro mundo es una sociedad orientada hacia la información, y el trabajo de las bases de datos es hacer que esta información sea conveniente accesible de una manera controlada para aquellos que tienen derechos de acceso.

Tipos de Sistemas Operativos.

Actualmente los sistemas operativos se clasifican en tres formas:

sistemas operativos por los servicios que ofrecen

sistemas operativos por su estructura (visión interna)

sistemas operativos por la forma en que ofrecen sus servicios (visión externa).

Sistemas Operativos por Servicios.

Esta clasificación es la más comúnmente usada y conocida desde el punto de vista del usuario final:

Por Número de Usuarios:

Sistema Operativo Monousuario.

Los sistemas operativos monousuarios son aquéllos que soportan a un usuario a la vez, sin importar el número de procesadores que tenga la computadora o el número de procesos o tareas que el usuario pueda ejecutar en un mismo instante de tiempo. Las computadoras personales típicamente se han clasificado en este renglón.

En otras palabras los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.

Sistema Operativo Multiusuario.

Los sistemas operativos multiusuarios son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, ya sea por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente.

En esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes. En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).

Por el Número de Tareas:

Sistema Operativo Monotarea.

Los sistemas monotarea son aquellos que sólo permiten una tarea a la vez por usuario. Puede darse el caso de un sistema multiusuario y monotarea, en el cual se admiten varios usuarios al mismo tiempo pero cada uno de ellos puede estar haciendo solo una tarea a la vez.

Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una.

Sistema Operativo Multitarea.

Un sistema operativo multitarea es aquél que le permite al usuario estar realizando varias labores al mismo tiempo.

Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario.

Un sistema operativo multitarea puede estar editando el código fuente de un programa durante su depuración mientras compila otro programa, a la vez que está recibiendo correo electrónico en un proceso en background. Es común encontrar en ellos interfaces gráficas orientadas al uso de menús y el ratón, lo cual permite un rápido intercambio entre las tareas para el usuario, mejorando su productividad. Un sistema operativo multitarea se distingue por su capacidad para soportar la ejecución concurrente de dos o más procesos activos.

Por el Número de Procesadores:

Sistema Operativo de Uniproceso.

Un sistema operativo uniproceso es aquél que es capaz de manejar solamente un procesador de la computadora, de manera que si la computadora tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más típico de este tipo de sistemas es el DOS y MacOS.

Sistema Operativo de Multiproceso.

Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente.

Asimétrica.

Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos.

Simétrica.

Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos son enviados indistintamente a cual quiera de los procesadores disponibles,

teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema.

Un aspecto importante a considerar en estos sistemas es la forma de crear aplicaciones para aprovechar los varios procesadores. Existen aplicaciones que fueron hechas para correr en sistemas monoproceso que no toman ninguna ventaja a menos que el sistema operativo o el compilador detecte secciones de código paralelizable, los cuales son ejecutados al mismo tiempo en procesadores diferentes. Por otro lado, el programador puede modificar sus algoritmos y aprovechar por sí mismo esta facilidad, pero esta última opción las más de las veces es costosa en horas hombre y muy tediosa, obligando al programador a ocupar tanto o más tiempo a la paralelización que a elaborar el algoritmo inicial.

Sistemas Operativos por su Estructura.

A continuación se describen las distintas estructuras que presentan los actuales sistemas operativos para satisfacer las necesidades que de ellos se quieren obtener.

Estructura Monolítica.

Es la estructura de los primeros sistemas operativos constituidos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Las características fundamentales de este tipo de estructura son:

Construcción del programa final a base de módulos compilados separadamente que se unen a través del ligador.

Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes, que puede provocar mucho acoplamiento.

Carecen de protecciones y privilegios al entrar a rutinas que manejan diferentes aspectos de los recursos de la computadora, como memoria, disco, etc.

Generalmente están hechos a medida, por lo que son eficientes y rápidos en su ejecución y gestión, pero por lo mismo carecen de flexibilidad para soportar diferentes ambientes de trabajo o tipos de aplicaciones.

Estructura Jerárquica.

A medida que fueron creciendo las necesidades de los usuarios y se perfeccionaron los sistemas, se hizo necesaria una mayor organización del software, del sistema operativo, donde una parte del sistema contenía subpartes y esto organizado en forma de niveles.

Se dividió el sistema operativo en pequeñas partes, de tal forma que cada una de ellas estuviera perfectamente definida y con una claro interface con el resto de elementos.

Se constituyó una estructura jerárquica o de niveles en los sistemas operativos, el primero de los cuales fue denominado THE (Technische Hogeschool, Eindhoven), de Dijkstra, que se utilizó con fines didácticos. Se puede pensar también en estos sistemas como si fueran `multicapa'. Multics y Unix caen en esa categoría.

En la estructura anterior se basan prácticamente la mayoría de los sistemas operativos actuales. Otra forma de ver este tipo de sistema es la denominada de anillos concéntricos o "rings".

En el sistema de anillos, cada uno tiene una apertura, conocida como puerta o trampa (trap), por donde pueden entrar las llamadas de las capas inferiores. De esta forma, las zonas más internas del sistema operativo o núcleo del sistema estarán más protegidas de accesos indeseados desde las capas más externas. Las capas más internas serán, por tanto, más privilegiadas que las externas.

Máquina Virtual.

Se trata de un tipo de sistemas operativos que presentan una interface a cada proceso, mostrando una máquina que parece idéntica a la máquina real subyacente. Estos sistemas operativos separan dos conceptos que suelen estar unidos en el resto de sistemas: la multiprogramación y la máquina extendida. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes.

El núcleo de estos sistemas operativos se denomina monitor virtual y tiene como misión llevar a cabo la multiprogramación, presentando a los niveles superiores tantas máquinas virtuales como se soliciten. Estas máquinas virtuales no son máquinas extendidas, sino una réplica de la máquina real, de manera que en cada una de ellas se pueda ejecutar un sistema operativo diferente, que será el que ofrezca la máquina extendida al usuario

Cliente-Servidor.

El tipo más reciente de sistemas operativos es el denominado Cliente-servidor, que puede ser ejecutado en la mayoría de las computadoras, ya sean grandes o pequeñas.

Este sistema sirve para toda clase de aplicaciones por tanto, es de propósito general y cumple con las mismas actividades que los sistemas operativos convencionales.

El núcleo tiene como misión establecer la comunicación entre los clientes y los servidores. Los procesos pueden ser tanto servidores como clientes. Por ejemplo, un programa de aplicación normal es un cliente que llama al servidor correspondiente para acceder a un archivo o realizar una operación de entrada/salida sobre un dispositivo concreto. A su vez, un proceso cliente puede actuar como servidor para otro." Este paradigma ofrece gran flexibilidad en cuanto a los servicios posibles en el sistema final, ya que el

núcleo provee solamente funciones muy básicas de memoria, entrada/salida, archivos y procesos, dejando a los servidores proveer la mayoría que el usuario final o programador puede usar. Estos servidores deben tener mecanismos de seguridad y protección que, a su vez, serán filtrados por el núcleo que controla el hardware. Actualmente se está trabajando en una versión de UNIX que contempla en su diseño este paradigma.

Sistemas Operativos por la Forma de Ofrecer sus Servicios

Esta clasificación también se refiere a una visión externa, que en este caso se refiere a la del usuario, el cómo accesa a los servicios. Bajo esta clasificación se pueden detectar dos tipos principales: sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos.

Sistema Operativo de Red.

Los sistemas operativos de red se definen como aquellos que tiene la capacidad de interactuar con sistemas operativos en otras computadoras por medio de un medio de transmisión con el objeto de intercambiar información, transferir archivos, ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras actividades. El punto crucial de estos sistemas es que el usuario debe saber la sintaxis de un conjunto de comandos o llamadas al sistema para ejecutar estas operaciones, además de la ubicación de los recursos que desee accesar. Por ejemplo, si un usuario en la computadora hidalgo necesita el archivo matriz.pas que se localiza en el directorio /software/codigo en la computadora morelos bajo el sistema operativo UNIX, dicho usuario podría copiarlo a través de la red con los comandos siguientes:hidalgo%hidalgo%rcp morelos:/software/codigo/matriz.pas. hidalgo%.

En este caso, el comando rcp que significa "remote copy" trae el archivo indicado de la computadora morelos y lo coloca en el directorio donde se ejecutó el mencionado comando. Lo importante es hacer ver que el usuario puede accesar y compartir muchos recursos.

Los Sistemas Operativos de red mas ampliamente usados son: Novell Netware, Personal Netware, LAN Manager, Windows NT Server, UNIX, LANtastic.

Sistemas Operativos Distribuidos.

Los sistemas operativos distribuidos abarcan los servicios de los de red, logrando integrar recursos (impresoras, unidades de respaldo, memoria, procesos, unidades centrales de proceso) en una sola máquina virtual que el usuario accesa en forma transparente. Es decir, ahora el usuario ya no necesita saber la ubicación de los recursos, sino que los conoce por nombre y simplemente los usa como si todos ellos fuesen locales a su lugar de trabajo habitual. Todo lo anterior es el marco teórico de lo que se desearía tener como sistema operativo distribuido, pero en la realidad no se ha conseguido crear uno del todo, por la complejidad que suponen: distribuir los procesos en las varias unidades de procesamiento, reintegrar sub-resultados, resolver problemas de concurrencia y paralelismo, recuperarse de fallas de

algunos recursos distribuidos y consolidar la protección y seguridad entre los diferentes componentes del sistema y los usuarios. Los avances tecnológicos en las redes de área local y la creación de microprocesadores de 32 y 64 bits lograron que computadoras mas o menos baratas tuvieran el suficiente poder en forma autónoma para desafiar en cierto grado a los mainframes, y a la vez se dio la posibilidad de intercomunicarlas, sugiriendo la oportunidad de partir procesos muy pesados en cálculo en unidades más pequeñas y distribuirlas en los varios microprocesadores para luego reunir los sub-resultados, creando así una máquina virtual en la red que exceda en poder a un mainframe. El sistema integrador de los microprocesadores que hacer ver a las varias memorias, procesadores, y todos los demás recursos como una sola entidad en forma transparente se le llama sistema operativo distribuido. Las razones para crear o adoptar sistemas distribuidos se dan por dos razones principales: por necesidad ( debido a que los problemas a resolver son inherentemente distribuidos ) o porque se desea tener más confiabilidad y disponibilidad de recursos. En el primer caso tenemos, por ejemplo, el control de los cajeros automáticos en diferentes estados de la república. Ahí no es posible ni eficiente mantener un control centralizado, es más, no existe capacidad de cómputo y de entrada/salida para dar servicio a los millones de operaciones por minuto. En el segundo caso, supóngase que se tienen en una gran empresa varios grupos de trabajo, cada uno necesita almacenar grandes cantidades de información en disco duro con una alta confiabilidad y disponibilidad. La solución puede ser que para cada grupo de trabajo se asigne una partición de disco duro en servidores diferentes, de manera que si uno de los servidores falla, no se deje dar el servicio a todos, sino sólo a unos cuantos y, más aún, se podría tener un sistema con discos en espejo (mirror) a través de la red, de manera que si un servidor se cae, el servidor en espejo continúa trabajando y el usuario ni cuenta se da de estas fallas, es decir, obtiene acceso a recursos en forma transparente.

Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se compone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo. Entre los diferentes Sistemas Operativos distribuidos que existen tenemos los siguientes: Sprite, Solaris-MC, Mach, Chorus, Spring, Amoeba, Taos, etc.

Ventajas de los Sistemas Distribuídos

En general, los sistemas distribuídos (no solamente los sistemas operativos) exhiben algunas ventajas sobre los sistemas centralizados que se describen enseguida.

Economía: El cociente precio/desempeño de la suma del poder de los procesadores separados contra el poder de uno solo centralizado es mejor cuando están distribuídos.

Velocidad: Relacionado con el punto anterior, la velocidad sumada es muy superior.

Confiabilidad: Si una sola máquina falla, el sistema total sigue funcionando.

Crecimiento: El poder total del sistema puede irse incrementando al añadir pequeños sistemas, lo cual es mucho más difícil en un sistema centralizado y caro.

Distribución: Algunas aplicaciones requieren de por sí una distribución física.

Por otro lado, los sistemas distribuídos también exhiben algunas ventajas sobre sistemas aislados. Estas ventajas son:

Compartir datos: Un sistema distribuído permite compartir datos más fácilmente que los sistemas aislados, que tendrian que duplicarlos en cada nodo para lograrlo.

Compartir dispositivos: Un sistema distribuído permite accesar dispositivos desde cualquier nodo en forma transparente, lo cual es imposible con los sistemas aislados. El sistema distribuído logra un efecto sinergético.

Comunicaciones: La comunicación persona a persona es factible en los sistemas distribuídos, en los sistemas aislados no. _ Flexibilidad: La distribución de las cargas de trabajo es factible en el sistema distribuídos, se puede incrementar el poder de cómputo.

Desventajas de los Sistemas Distribuídos

Así como los sistemas distribuídos exhiben grandes ventajas, también se pueden identificar algunas desventajas, algunas de ellas tan serias que han frenado la producción comercial de sistemas operativos en la actualidad. El problema más importante en la creación de sistemas distribuídos es el software: los problemas de compartición de datos y recursos es tan complejo que los mecanismos de solución generan mucha sobrecarga al sistema haciéndolo ineficiente. El checar, por ejemplo, quiénes tienen acceso a algunos recursos y quiénes no, el aplicar los mecanismos de protección y registro de permisos consume demasiados recursos. En general, las soluciones presentes para estos problemas están aún en pañales.

Otros problemas de los sistemas operativos distribuídos surgen debido a la concurrencia y al paralelismo. Tradicionalmente las aplicaciones son creadas para computadoras que ejecutan secuencialmente, de manera que el identificar secciones de código `paralelizable' es un trabajo arduo, pero necesario para dividir un proceso grande en sub-procesos y enviarlos a diferentes unidades de procesamiento para lograr la distribución. Con la concurrencia se deben implantar mecanismos para evitar las condiciones de competencia, las postergaciones indefinidas, el ocupar un recurso y estar esperando otro, las condiciones de espera circulares y , finalmente, los "abrazos mortales" (deadlocks). Estos problemas de por sí se presentan en los sistemas operativos multiusuarios o multitareas, y su tratamiento en los

sistemas distribuídos es aún más complejo, y por lo tanto, necesitará de algoritmos más complejos con la inherente sobrecarga esperada.

NUCLEOS DE SISTEMAS OPERATIVOS

Para comprender mejor qué diferencias existen entre ambas categorías, se necesita revisar algunos conceptos.

Trabajos, Procesos y Thread

Estos tres conceptos van definiendo el grado de granularidad en que el sistema operativo trata a las masas de operaciones que se tienen que realizar. Un trabajo se conceptualiza como un conjunto de uno o más procesos. Por ejemplo, si se tiene que hacer el trabajo de correr el inventario, tal vez se subdivida ese trabajo en varios procesos: obtener la lista de artículos, número en existencia, artículos vendidos, artículos extraviados, etc. Un proceso se define como la imagen de un programa en ejecución, es decir, en memoria y usando el CPU. A este nivel de granularidad, un proceso tiene un espacio de direcciones de memoria, una pila, sus registros y su 'program counter'. Un thread es un trozo o sección de un proceso que tiene sus propios registros, pila y 'program counter' y puede compartir la memoria con todos aquellos threads que forman parte del mismo proceso.

Objetos

Un objeto es una entidad que contiene dos partes principales: una colección de atributos y un conjunto de métodos (también llamados servicios). Generalmente los atributos del objeto no pueden ser cambiados por el usuario, sino solamente a través de los métodos. Los métodos sí son accesibles al usuario y de hecho es lo único que él observa: los métodos conforman lo que se llama la 'interfaz' del objeto. Por ejemplo, para el objeto 'archivo' los métodos son abrir, cerrar, escribir, borrar, etc. El cómo se abre, se cierra, se borra, etc; está escondido para el usuario, es decir, los atributos y el código están 'encapsulados'. La única forma de activar un método es a través del envío de mensajes entre los objetos, o hacia un objeto.

Cliente - Servidor

Un cliente es un proceso que necesita de algún valor o de alguna operación externa para poder trabajar. A la entidad que provee ese valor o realiza esa operación se le llama servidor. Por ejemplo, un servidor de archivos debe correr en el núcleo (kernel) o por medio de un proceso 'guardián' al servidor de archivos que escucha peticiones de apertura, lectura, escritura, etc; sobre los archivos. Un cliente es otro proceso guardián que escucha esas peticiones en las máquinas clientes y se comunica con el proceso servidor a través de la red, dando la apariencia de que se tienen los archivos en forma local en la máquina cliente.

Núcleo Monolítico

Los núcleos monolíticos generalmente están divididos en dos partes estructuradas: el núcleo dependiente del hardware y el núcleo independiente del hardware. El núcleo dependiente se encarga de manejar las interrupciones del hardware, hacer el manejo de bajo nivel de memoria y discos y trabajar con los manejadores de dispositivos de bajo nivel, principalmente. El núcleo independiente del hardware se encarga de ofrecer las llamadas al sistema, manejar los sistemas de archivos y la planificación de procesos. Para el usuario esta división generalmente pasa desapercibida. Para un mismo sistema operativo corriendo en diferentes plataformas, el núcleo independiente es exactamente el mismo, mientras que el dependiente debe re-escribirse.

Microkernel

Un núcleo con 'arquitectura' micronúcleo es aquél que contiene únicamente el manejo de procesos y threads, el de manejo bajo de memoria, da soporte a las comunicaciones y maneja las interrupciones y operaciones de bajo nivel de entrada-salida. [Tan92]. En los sistemas oprativos que cuentan con este tipo de núcleo se usan procesos 'servidores' que se encargan de ofrecer el resto de servicios (por ejemplo el de sistema de archivos) y que utilizan al núcleo a través del soporte de comunicaciones.

Este diseño permite que los servidores no estén atados a un fabricante en especial, incluso el usuario puede escoger o programar sus propios servidores. La mayoría de los sistemas operativos que usan este esquema manejan los recursos de la computadora como si fueran objetos: los servidores ofrecen una serie de 'llamadas' o 'métodos' utilizables con un comportamiento coherente y estructurado. Otra de las características importantes de los micronúcleos es el manejo de threads. Cuando un proceso está formado de un solo thread, éste es un proceso normal como en cualquier sistema operativo.

CUADROS SINOPTICOS

CUADRO SINOPTICO POR EVOLUCION

EVOLUCIÒN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

HISTORIA IMPACTOS Y LOGROS CARACTERISITISTICAS

Década de 1940

Los primeros sistemas computacionales no poseían

sistemas operativos

Los usuarios tenían completo acceso al lenguaje de la maquina. Todas las instrucciones eran codificadas a mano.

Década de 1950

Sistemas de procesamiento por lotes.

Introducción de tarjetas perforadas. La introducción del transistor

Se crearon máquinas suficientemente confiables las cuales se instalaban en lugares especialmente acondicionados, aunque sólo las grandes universidades y las grandes corporaciones o bien las oficinas del gobierno se podían dar el lujo de tenerlas.

A mitad de la década de 1960

Desarrollo de los sistemas compartidos con multiprogramación.

Principios del multiprocesamiento. Sistemas de tiempo real

Los usuarios podían acoplarse directamente con el computadora través de terminales. Los computadores fueron utilizados en el control de procesos industriales.

1964 Introducción de la familia de

computadores Sistema/360 de IBM.

Estos sistemas introdujeron mayor complejidad a los ambientes computacionales; una complejidad a la cual, en un principio, no estaban acostumbrados los usuarios.

Mitad de década de 1970 en adelante

Ampliación del uso de redes de computadores y del procesamiento en línea.

Se implementaron los sistemas de seguridad.

El concepto de maquinas virtuales es utilizado.

Los sistemas de la cuarta generación constituyen el estado actual de la tecnología, los usuarios obtienen acceso a computadores alejados geográficamente a través de varios tipos de terminales.

A PARTIR DEL 2000 EN ADELANTE

SISTEMAS OPERATIVOS EVOLUCION DESDE EL AÑO 2000

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2000 MorphOS 0.4[citation needed]

2000-01

2000-02

Windows 2000 (first of the

Windows server operating systems

to drop the 'NT' marketing)[10]

Solaris 8

2000-03 FreeBSD 4.0 Red Hat Linux 6.2E AtheOS (announced on Usenet),

BeOS R5

2000-04

2000-05

2000-06 Plan 9 Third Edition[11]

2000-07

2000-08 Debian 2.2

2000-09

Windows Me (last of the Windows

9x line of operating systems to be

produced and sold)[12]

SUSE Linux 7.0

2000-10 z/OS

2000-11

2000-12 HP-UX 11i (11.11)

2001

Haiku (operating system)

(formerly known as Open BeOS,

began development), EnGarde

Secure Linux

2001-03 Mac OS X

v10.0

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2001-05 AIX 5L 5.1

2001-07 eComStation 1.0 (July 10)

2001-08

2001-09 Mac OS X

v10.1

2001-10

Windows XP (succeeded Windows

Me and Windows 2000,

successfully merging the

'professional' NT line of desktop

operating systems with the 'home'

9x line of operating systems)[13]

Novell NetWare 6.0

2001-11

2001-12

OS/2 4.52 (latest IBM version,

released for both desktop and

server systems)

2002 Windows XP 64-bit Edition[citation

needed]

2002-03 Red Hat Enterprise

Linux 2.1 AS

2002-04 Plan 9 Fourth Edition[14], SUSE

Linux 8.0

2002-05 Solaris 9 (SPARC)

2002-06

2002-07 Debian 3.0, Syllable 0.4.0 (first

release of Syllable)[15]

2002-08 Mac OS X

v10.2[16]

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2002-09 Windows XP Service Pack 1

2002-10 AIX 5.2

2002-11

2002-12 MorphOS 1.0

2003-01 FreeBSD 5.0 Solaris 9 (x86)

2003-02

2003-03 Windows XP 64-bit Edition, Version

2003[17]

2003-04 Windows Server 2003

2003-05 Red Hat Enterprise

Linux 2.1 ES

2003-06

2003-07

2003-08 Novell NetWare 6.5

2003-09 HP-UX 11i v2 (11.23)

2003-10 Mac OS X

v10.3

Red Hat Enterprise

Linux 3 SUSE Linux 9.0

2003-11 Fedora Core 1

2003-12

2004-03 ReactOS 0.2.0

2004-04

Ubuntu 4.10

(First released

version)

2004-05 Fedora Core 2 AmigaOS 4 (Pre-Release)[18]

2004-07 DragonFly

BSD 1.0

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2004-08 Windows XP Service Pack 2 AIX 5.3

2004-11 Fedora Core 3

2004-12 NetBSD 2.0

2005-01 Solaris 10

2005-02 Red Hat Enterprise

Linux 4

2005-03

Windows Server 2003 Service

Pack 1, Windows XP Professional

x64 Edition

Novell Open Enterprise Server

2005-04 Mac OS X

v10.4 Ubuntu 5.04

2005-05

2005-06 Fedora Core 4 Debian 3.1

2005-07

2005-08

2005-09

2005-10 Ubuntu 5.10 SUSE Linux 10.0

2005-11 FreeBSD 6.0

2005-12 NetBSD 3.0

2006-01

2006-02

2006-03 Windows Server 2003 R2 Fedora Core 5

2006-04

2006-05 SymbOS, MINIX 3.1.2 (May 8)

2006-06 Ubuntu 6.06

(LTS)

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2006-07

2006-08 ReactOS 0.3.0

2006-09

2006-10 Fedora Core 6 Ubuntu 6.10 Slackware 11.0

2006-11 Windows Vista AmigaOS 4.0

2006-12

2007 BS2000/OSD v7.0

2007-02 Inferno Fourth Edition (February

2)

2007-03 Windows Server 2003 Service

Pack 2

Red Hat Enterprise

Linux 5

2007-04 Ubuntu 7.04 Debian 4.0

2007-05 Fedora 7

2007-07 Slackware 12.0

2007-09 HP-UX 11i v3 (11.31)

2007-10 Mac OS X

v10.5 Ubuntu 7.10

2007-11 Windows Home Server Fedora 8 AIX 6.1, gOS

2007-12 NetBSD 4.0

2008-01

2008-02 Windows Vista Service Pack 1,

Windows Server 2008 FreeBSD 7.0

2008-03 Singularity 1.1 (initial public

release, March 4)

2008-04 Windows XP Service Pack 3 Ubuntu 8.04

(LTS)

Date Windows Mac BSD Red Hat Ubuntu Others

2008-05 Fedora 9 OpenSolaris 2008.05, Slackware

12.1

2008-06 MorphOS 2.0, SUSE Linux 11.0

2008-07 DragonFly

BSD 2.0

2008-08 STOP 6.5

2008-09 AmigaOS 4.1, z/OS V1R10

2008-10 Ubuntu 8.10 Android

2008-11 OpenBSD

4.4 Fedora 10 Singularity 2.0

2008-12 MorphOS 2.2, OpenSolaris

2008.11, Slackware 12.2

2009-01

2009-02 Debian 5.0

2009-03

2009-04 NetBSD 5.0 Ubuntu 9.04

2009-05 Windows Vista Service Pack 2 OpenBSD

4.5

2009-06 Fedora 11

AmigaOS 4.1 (Quick Fix),

OpenSolaris 2009.06, Palm

webOS

2009-07

2009-08 Mac OS X

v10.6 Slackware 13.0

2009-10 Windows 7 Ubuntu 9.10

CONCLUSIONES

• El sistema operativo es el programa más importante, porque controla el funcionamiento de la computadora y el de los demás programas.

• Los sistemas operativos deben ir ligados a la evolución de Hardware y Software para ofrecer un mejor servicio al usuario.

•La competencia entre los diferentes sistemas opertivos favorecen al usuario ya que bajan sus precios u ofrecen sistemas operativos gratuitos.

BIBLIOGRAFIA – CIBERGRAFIA

Sistemas Operativos ModernosAndrew S. Tanenbaum Pearson Education.

www.oshistory.com

www.monografias.com

Sistemas Operativos / Diseño E Implementación Andrew S. Tanenbaum Prentice - Hall