Introducción a los SSOO Msc. Rina Arauz. Introducción a los SSOO 2 UNAN-Leon ¿Qué es un SO? Un SO es un conjunto de programas que por medio de abstracciones.

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1 Introducción a los SSOO Msc. Rina Arauz

2 Introducción a los SSOO 2 UNAN-Leon ¿Qué es un SO? Un SO es un conjunto de programas que por medio de abstracciones ponen el hardware del ordenador, de modo seguro, a disposición del usuario. H. Deitel: un SO es un programa que actúa como interfaz entre el usuario de un ordenador y el HW del mismo, ofreciendo el entorno necesario para que el usuario pueda ejecutar programas. Katzan: conjunto de programas y datos que ayudan a crear otros programas y a controlar su ejecución. Madnik y Donovan: conjunto de programas que gestionan los recursos del sistema, optimizan su uso y resuelven conflictos Tanembaum: Un SO es una capa de software de la computadora cuyo trabajo es proporcionar los programas de usuario un modelo de computadora simplificado (por medio de abstracciones), así como encargarse de la administración de todos los recursos del sistema (hardware).

3 Introducción a los SSOO 3 UNAN-Leon ¿Por qué son interesantes los SO? Combinan aspectos referentes a distintas áreas relacionadas con los computadores: lenguajes, hardware, estructuras de datos, algoritmos, etc. Actúan como coordinadores entre los usuarios y los programas resolviendo posibles conflictos Hacen que los computadores parezcan ser más de lo que son en realidad Son sistemas software grandes y complejos, por lo tanto es necesario abordar su diseño de una forma estructurada

4 Introducción a los SSOO 4 UNAN-Leon Objetivo básico de un SO “Hacer mas fácil y eficiente el uso de un ordenador” Dependiendo de las funciones incluidas y de la relación entre ellas, tendremos diferentes tipos de Sistemas Operativos HW SO Funciones

5 Introducción a los SSOO 5 UNAN-Leon Funciones del SO Un SO es un administrador de recursos y una interfaz con los programas, los usuarios y el hardware Los recursos claves que un SO administra son: los procesadores los dispositivos de E/S el almacenamiento y los datos Sus funciones son: Compartir el hardware entre usuarios Facilitar la entrada salida Planificar recursos entre usuarios Definir la “interfaz de usuario” Permitir a los usuarios compartir los datos Recuperarse de los errores

6 Introducción a los SSOO 6 UNAN-Leon Evolución del los SSOO 1940 (ENIAC) No existía sistema operativo

7 Introducción a los SSOO 7 UNAN-Leon 1950: Monitor residente Procesamiento por lotes Almacenamiento temporal

8 Introducción a los SSOO 8 UNAN-Leon Monitor residente: Su funcionamiento era bastante simple, se limitaba a cargar los programas a memoria, leyéndolos de una cinta o de tarjetas perforadas, y ejecutarlos. El problema era encontrar una forma de optimizar el tiempo entre la retirada de un trabajo y el montaje del siguiente.

9 Introducción a los SSOO 9 UNAN-Leon Procesamiento por lotes o Sistemas Batch (off line) Como solución para optimizar, en una misma cinta o conjunto de tarjetas, se cargaban varios programas, de forma que se ejecutaran uno a continuación de otro sin perder apenas tiempo en la transición.

10 Introducción a los SSOO 10 UNAN-Leon Almacenamiento temporal ( buffering y el spooling) Como solución a la lentitud de los dispositivos de entrada salida se utilizo el uso de buffers (área de la memoria). Cuando un conjunto de datos ha sido leído se almacenan en el buffer y se procede con la siguiente lectura, mientras el CPU va procesando. Cuando la CPU quede libre el dispositivo de entrada ya ha leído los próximos datos y el CPU los procesara. El surgimiento de los discos eliminó rápidamente la preparación de lotes de trabajo fuera de línea. Este dispositivo permitía se pudiera realizar lecturas y escrituras simultáneas en diferentes zonas del soporte (simplemente moviendo el cabezal). La forma de procesamiento utilizada en los sistemas basados en discos fue la conocida como SPOOLING (Simultaneus Peripheral Operation On- Line).

11 Introducción a los SSOO 11 UNAN-Leon Mientras el uso de buffers solapa la entrada/salida de un trabajo con sus propios cálculos, el SPOOLING permite igual acción con la entrada, salida y cálculos de trabajos diferentes. SPOOLING funcionaba en computadoras grandes (mainframes) y que realizan procesamientos en lotes. Esta característica brinda la posibilidad de seleccionar para su ejecución a un trabajo entre varios almacenados en un dispositivo (Job Scheduling).

12 Introducción a los SSOO 12 UNAN-Leon Interrupciones Acceso directo a memoria (DMA) Interrupciones: El procesador procesa un dato a la vez, el sistema de multitareas es una alternancia de fragmentos de instrucciones de muchas tareas diferentes. Es posible suspender momentáneamente un programa en ejecución mediante una interrupción para luego continuar ejecutándose. Cuando se necesita de un recurso se envía una petición de interrupción al sistema para que éste les preste atención (imagine a cada periférico tirando de una "cuerda" conectada a una campana para indicarle al ordenador que requiere de su atención).

13 Introducción a los SSOO 13 UNAN-Leon DMA: Los periféricos con frecuencia necesitan contar con memoria del sistema que utilizarán como búfer. Para afrontar esta necesidad, se definió un canal de acceso directo a la memoria denominado DMA (Direct Memory Access). El canal DMA es un acceso a una ubicación RAM en el ordenador. Este método permite que un periférico utilice canales especiales que le den acceso directo a la memoria, sin involucrar al microprocesador.

14 Introducción a los SSOO 14 UNAN-Leon 1960: Multiprogramación Tiempo compartido Tiempo real Multiprocesador IBM 360

15 Introducción a los SSOO 15 UNAN-Leon Multiprogramación: La memoria principal alberga a más de un programa de usuario. Cuando un programa que se encuentra en ejecución realiza una operación de E/S; en lugar de esperar a que termine la operación de E/S, la CPU se pasa a ejecutar otro programa. Tiempo compartido: Los programas de usuarios residen en memoria. Al realizar una operación de E/S los programas ceden la CPU a otro programa. Cuando un programa lleva cierto tiempo ejecutándose el sistema operativo lo detiene para que se ejecute otra aplicación. Tiempo real: Estos sistemas respetan las restricciones de tiempo en las que las operaciones deben entregar su resultado. Sus primeros usos fueron y siguen siendo en telecomunicaciones. Multiprocesador: Arquitecturas donde dos programas pueden ejecutarse simultáneamente. Para que un multiprocesador opere correctamente necesita un sistema operativo especialmente diseñado para ello. La mayoría de los sistemas operativos actuales poseen esta capacidad.

16 Introducción a los SSOO 16 UNAN-Leon 1970 Sistemas operativos desarrollados: Aparecen sistemas operativos multiusuario y multitarea. Los años 1970 marcaron el inicio de UNIX. XEROX ALTO (1973) APPLE 2 (1979)

17 Introducción a los SSOO 17 UNAN-Leon 1980: Circuitos LSI Desarrollo de Interfaces graficas(simples de usar) Desarrollo de diferentes lenguajes de programación Sistemas operativos en red y distribuidos IBM AT 80286 (1984)

18 Introducción a los SSOO 18 UNAN-Leon Con la creación de los circuitos LSI -integración a gran escala-, chips que contenían miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicio, empezó el auge de los ordenadores personales. En éstos se dejó un poco de lado el rendimiento y se buscó más que el sistema operativo fuera amigable, surgiendo menús, e interfaces gráficas (Windows a mediados de los años 80). Esto reducía la rapidez de las aplicaciones, pero se volvían más prácticos y simples para los usuarios. En esta época, siguieron utilizándose lenguajes como C, y nacieron otros nuevos, de los cuales se podrían destacar: C++ Desarrollo de redes de computadoras personales que corrían sistemas operativos en red y sistemas operativos distribuidos ( MS- DOS, UNIX).