ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

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1 ESTRUCTURA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

2 ¿QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO? El sistema operativo es el programa (o software) más importante de un ordenador. Para que funcionen los otros programas, cada ordenador de uso general debe tener un sistema operativo. Los sistemas operativos realizan tareas básicas, tales como reconocimiento de la conexión del teclado, enviar la información a la pantalla, no perder de vista archivos y directorios en el disco, y controlar los dispositivos periféricos tales como impresoras, escáner, etc.software

3 CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o millares de usuarios al mismo tiempo. Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.CPU Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo. Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen al mismo tiempo. Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.

4 Ejemplos de Sistema Operativo

5 FAMILIA WINDOWS: Windows 95 Windows 98 Windows ME Windows NT Windows 2000 Windows 2000 server Windows XP Windows Server 2003 Windows CE Windows Mobile Windows XP 64 bits Windows Vista (Longhorn) Windows 7 Windows 8 Windows 8.1 Windows 10

6 FAMILIA MACINTOSH Mac OS 7 Mac OS 8 Mac OS 9 Mac OS X

7 FAMILIA UNIX AIX AMIX GNU/Linux GNU / Hurd HP-UX Irix Minix System V Solaris UnixWare

8 PRINCIPALES MÓDULOS DE UN S.O El administrador de procesos. El administrador o gestor de memoria principal El administrador del sistema de E/S. El administrador de ficheros. El sistema de protección. El sistema de comunicaciones o trabajo en red. El intérprete de comandos.

9 ADMINISTRADOR DE PROCESOS Un proceso es un programa en memoria + CPU + acceso a dispositivos + otros recursos. Notemos que un proceso necesita de ciertos recursos (como CPU, memoria, archivos, dispositivos de E/S, etc.) para realizar su tarea. El sistema operativo es el encargado de su administración. Entre los servicios se encuentran: Crear y destruir procesos Suspender y reanudar procesos Proveer mecanismos para la sincronización y comunicación entre procesos. EL ADMINISTRADOR O GESTOR DE MEMORIA PRINCIPAL La memoria es un área de almacenamiento común a los procesadores y dispositivos, donde se almacenan programas, datos, etc. El sistema deberá administrar el lugar libre y ocupado, y será el encargado de las siguientes tareas: Mantener que partes de la memoria están siendo usadas, y por quien. Decidir cuales procesos serán cargados a memoria cuando exista espacio de memoria disponible, pero no suficiente para todos los procesos que deseamos.

10 EL ADMINISTRADOR DEL SISTEMA DE E/S El sistema operativo deberá ocultar las características específicas de cada dispositivo y ofrecer servicios comunes a todos. Estos servicios serán, entre otros: Montaje y desmontaje de dispositivos Una interfaz entre el cliente y el sistema operativo para los device drivers. Técnicas de cache, buffering y spooling. Device drivers específicos. EL ADMINISTRADOR DEL ALMACENAMIENTO SECUNDARIO Dado que la memoria RAM es volátil y pequeña para todos los datos y programas que se precisan guardar, se utilizan discos para guardar la mayoría de la información. El sistema operativo será el responsable de: Administrar el espacio libre Asignar la información a un determinado lugar Algoritmos de planificación de disco (estos algoritmos deciden quien utiliza un determinado recurso del disco cuando hay competencia por él)

11 EL ADMINISTRADOR DE FICHEROS Proporciona una vista uniforme de todas las formas de almacenamiento, implementando el concepto de archivo como una colección de bytes. El Sistema Operativo deberá proveer métodos para: Abrir, cerrar y crear archivos Leer y escribir archivos EL SISTEMA DE PROTECCIÓN Antes que nada, tener en cuenta que por protección nos referimos a los mecanismos por los que se controla el acceso de los procesos a los recursos. En un sistema multiusuario donde se ejecutan procesos de forma concurrente se deben tomar medidas que garanticen la ausencia de interferencia entre ellos. Estas medidas deben incorporar la posibilidad de definir reglas de acceso, entre otras cosas.

12 ESTRUCTURA La estructura interna de los sistemas operativos pueden ser muy diferentes, ya que se debe tener en cuenta las metas de los usuarios (fácil uso, confiable, rápido, etc.) y las del sistema (fácil de diseñar, implementar y mantener, eficiente, etc.).

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14 ESTRUCTURA SIMPLE O 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.estructurasistemas operativosprograma Ejemplos de estos sistemas pueden ser MS-DOS o Linux (aunque incluye algo de capas). Es importante tener en cuenta que ningún sistema es puramente de un tipo. Estos sistemas no tienen una estructura definida, sino que son escritos como una colección de procedimientos donde cualquier procedimiento puede invocar a otro.

15 ESTRUCTURAS POR CAPAS O ESTRATOS El diseño se organiza en una jerarquía de capas, donde los servicios que brinda una capa son consumidos solamente por la capa superior. La capa 0 es del Hardware y la N es la de los procesos de Usuario. Estos sistemas tienen como ventaja que son modulares y la verificación se puede hacer a cada capa por separado (son más mantenibles). Sin embargo el diseño es muy costoso y es menos eficiente que el sistema monolítico ya que pierde tiempo pasando por cada capa.

16 EL SISTEMA CONSTA DE 6 CAPAS

17 ESTRUCTURA MICRONÚCLEO Micronúcleo (en inglés: microkernel) es un tipo de núcleo de un sistema operativo que provee un conjunto de primitivas o llamadas al sistema mínimas, para implementar servicios básicos como espacios de direcciones, comunicación entre procesos y planificación básica. Todos los otros servicios (gestión de memoria, sistema de archivos, operaciones de E/S, etc.), que en general son provistos por el núcleo, se ejecutan como procesos servidores en espacio de usuario. El paradigma del micronúcleo, tuvo una gran relevancia académica durante los años ochenta y principios de los noventa, dentro de lo que se denominó selfhealingcomputing, esto es, sistemas independientes que fuesen capaces de superar por si mismos errores de software o hardware. En un principio pretendía ser una solución a la creciente complejidad de los sistemas operativos.

18 ESTRUCTURA MAQUINA VIRTUAL Una máquina virtual es un programa informático que crea un entorno virtual entre el sistema operativo y el hardware para que el usuario final pueda ejecutar aplicaciones en una máquina abstracta. Por decirlo de manera más sencilla, una máquina virtual es una aplicación que simula el funcionamiento de una máquina real sobre la que se pueden instalar sistemas operativos, aplicaciones, navegar de forma segura, imprimir desde alguna aplicación, usar los dispositivos USB, etc. 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. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes. Esta es cuando instalas uno sistema operativo dentro de otro sin la necesidad de particiones, la máquina virtual es un emulador de la BIOS y se instala otro sistema operativo dentro de alguna carpeta.

19 ESTRUCTURA CLIENTE-SERVIDOR La arquitectura cliente-servidor es un modelo de aplicación distribuida en el que las tareas se reparten entre los proveedores de recursos o servicios, llamados servidores, y los demandantes, llamados clientes. Un cliente realiza peticiones a otro programa, el servidor, quien le da respuesta. Esta idea también se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora, aunque es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras. Características: Coordina, permite el trabajo entre iguales. Se puede hacer varios sistemas operativos sin necesidad de crear particiones. Espera y recibe respuesta del servidor.