Un sistema operativo es una capa de software que permite la comunicación máquina-persona, también se le puede entender como un administrador de los recursos (hardware) que nos ofrece la máquina para permitir un buen uso de ella por medio de los programas o aplicaciones.
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| Varios Sistemas Operativos |
2. Funciones:
•Proporcionar ya sea una interfaz de línea de comando o una interfaz gráfica al usuario, para que este último se pueda comunicar con la computadora. Interfaz de línea de comando: tú introduces palabras y símbolos desde el teclado de la computadora, ejemplo, el MS-DOS. Interfaz gráfica del Usuario (GUI), seleccionas las acciones mediante el uso de un Mouse para pulsar sobre figuras llamadas iconos o seleccionar opciones de los menús.
•Administrar los dispositivos de hardware en la computadora. Cuando corren los programas, necesitan utilizar la memoria, el monitor, las unidades de disco, los puertos de Entrada/Salida (impresoras, módems, etc.). El SO sirve de intermediario entre los programas y el hardware.
•Administrar y mantener los sistemas de archivo de disco. Los SO agrupan la información dentro de compartimientos lógicos para almacenarlos en el disco. Estos grupos de información son llamados archivos. Los archivos pueden contener instrucciones de programas o información creada por el usuario. El SO mantiene una lista de los archivos en un disco, y nos proporciona las herramientas necesarias para organizar y manipular estos archivos.
•Apoyar a otros programas. Otra de las funciones importantes del SO es proporcionar servicios a otros programas. Estos servicios son similares a aquellos que el SO proporciona directamente a los usuarios. Por ejemplo, listar los archivos, grabarlos a disco, eliminar archivos, revisar espacio disponible, etc. Cuando los programadores escriben programas de computadora, incluyen en sus programas instrucciones que solicitan los servicios del SO. Estas instrucciones son conocidas como "llamadas del sistema".
3. 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.
•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.
4. Recursos con los que trabaja un sistema operativo:
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.
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.
5. Tipos de Sistemas Operativos:
Actualmente los sistemas operativos se clasifican en tres formas:
1. sistemas operativos por los servicios que ofrecen
2. sistemas operativos por su estructura (visión interna)
3. sistemas operativos por la forma en que ofrecen sus servicios (visión externa).
1. 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 esté 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 está 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.
2. 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.
3. 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.
6. Ejemplos:
De Escritorio:
DOS
DOS
Linux
Windows 95, 98 ,2000(professional) ,ME, XP
OS/2
Mac OS
NT Warkstation
Network OS:
Unix
Netware
VMX
NT Server
Windows 2000 Server
7. COMPARACION
Sistema operativo | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> |
Creador | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | |
Año de primera distribución | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> |
Aspectos generales | <><><><><>|||||||||||||||
Última versión estable | <><><><><>6.1 build 7600 | <><><><><>6.0 build 6000 Service Pack 2 | <><><><><>5.1 build 2600 con Service Pack 3 | <><><><><>5.0 con Service Pack 4 | <><><><><>R1/Alpha 3 | <><><><><>Mac OS X v10.6 ("Snow Leopard") | <><><><><>9.2 | <><><><><>6.0 Squeeze | <><><><><>15 | <><><><><>11.4 | <><><><><>2010.0 Adelie | <><><><><><><><><><><><><> | 4.0 | <><><><><>10 | <><><><><><><><>Fourth Edition | <><><><><><><><>
Costo | U$S 199.99 (Home Premium) 299.99 (Professional) 319.99 (Ultimate) | <><><><><>U$S 90 (Home Basic) 179 (Home Premium) 229 (Business) 349 (Ultimate) | <><><><><><><><>143,526€ $2 152.89 MX (Home) 217,593€ $3 263.895 MX(Pro) | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><><><><><><><><><> | 29€ o preinstalado | <><><><><><><><>Gratuito hasta 7.5.5, 9.2 cuesta 15,60€ para dueños de Mac OS X | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>Gratuito | <><><><><><><><>
Licencia | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | No Libre Parcialmente software libre | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> |
Tipo de usuario | <><><><><><><><>Hogar, negocios y redes | <><><><><><><><>Hogar, negocios y redes | <><><><><><><><>Hogar, negocios y redes | <><><><><><><><>Negocios | <><><><><><><><>Hogar, diseño, ciencia, negocios, servidores y redes | <><><><><><><><>Hogar, diseño, negocios, servidores y redes | <><><><><><><><>Hogar, diseño, negocios | <><><><><><><><>Hogar, ciencia, servidores, redes, negocios | <><><><><><><><>Hogar, ciencia, servidores | <><><><><><><><>Hogar, ciencia, servidores | <><><><><><><><>Hogar, ciencia, servidores, redes, negocios, empresas, Estaciones de trabajo , escritorio | <><><><><><><><>Servidores | <><><><><><><><>Servidores | <><><><><><><><>Servidores, negocios | <><><><><><><><>Estaciones de trabajo, servidores, embebido HPC | <><><><><><><><>
Aspectos técnicos | <><><><><><><><>|||||||||||||||
Tipo de núcleo | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | Ninguno/Micronúcleo | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> |
Arquitecturas de procesador soportadas | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | |
Sistema de archivos por defecto | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> |
Soporte de sistemas de archivo de 16 bits | <><><><><><><><>No | <><><><><><><><>No | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>No | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>|
Soporte de sistemas de archivo de 32 bits | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>
Soporte de sistemas de archivo de 64 bits | <><><><><><><><>Si | <><><><><><><><>Si | <><><><><><><><>Si | <><><><><><><><>No | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>No | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>Sí | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>? | <><><><><><><><>|
Herramienta de actualización por defecto | <><><><><><><><>Windows Update | <><><><><><><><>Windows Update | <><><><><><><><>Windows Update | <><><><><><><><>Windows Update | <><><><><><><><><><><><><><><><> | Software Update | <><><><><><><><>Software Update | <><><><><><><><><><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | <><><><><><><><> | Fuentes | <><><><><><><><>Fuentes | <><><><><><><><>pkgadd | <><><><><><><><>replica/pull | <><><><><><><><>
Aspectos gráficos | <><><><><><><><>|||||||||||||||
Entorno gráfico¹ | <><><><><><><><>Basado en el núcleo | <><><><><><><><>Basado en el núcleo | <><><><><><><><>Basado en el núcleo | <><><><><><><><>Basado en el núcleo | <><><><><><><><>Basado en el Núcleo híbrido modular | <><><><><><><><><><><><><> | Basado en el núcleo | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: X Window System | <><><><><>Aplicación: rio | <><><><><>
Sistema de ventanas por defecto | <><><><><>Standard Windows | <><><><><>Standard Windows | <><><><><>Standard Windows | <><><><><>Standard Windows | <><><><><>Haiku (Integrada nativamente) | <><><><><>OS X Finder | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | ? | <><><><><>N/A | <><><><><><><><><><> | rio | <><><><><>
Estilo de Interfaz gráfica de usuario | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | <><><><><> | Estilo clásico interfaz | <><><><><>Haiku (Integrada nativamente) | <><><><><><><><><><> | Platinum | <><><><><><><><><><> | Metacity con tema ClearLooks | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | ? | <><><><><><><><><><> | <><><><><> | rio | <><><><><>
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