Sistemas Operativos

 §  Sistema operativo: software que controla el conjunto de operaciones de una computadora. Proporciona el mecanismo para almacenar y extraer archivos, proporciona la interfaz y proporciona el entorno necesario para ejecutar los programas. 

 

§  Funciones de un sistema operativo:

o   Orquestar el conjunto de operaciones de una computadora, almacenar y extraer archivos, calendarizar la ejecución de programas y coordinar la ejecución de programas.

 

§  Evolución de los SO: Los sistemas operativos han ido creciendo, pasando de ser simples programas que extraían y ejecutaban los programas de uno-en-uno a convertirse en sistemas complejos que coordinan la compartición de tiempo, mantienen los programas y los archivos de datos en los dispositivos de almacenamiento masivo y responden directamente a las solicitudes de los usuarios de la computadora.

o   Procesamiento por lotes: Carga de trabajos de procesamiento (programas, datos) y ejecución de uno a la vez – colas de trabajo.

o   Procesamiento Interactivo: Requiere procesamiento en tiempo real

o    Tiempo-compartido/multitarea: Implementado por medio de multiprogramación

o   Máquinas de múltiples procesadores: Equilibrado de carga – escalado

 

§  Arquitectura de Software:

o   Software de aplicación: está compuesto por todos los programas que realizan tareas relacionadas con la utilización concreta de la máquina.

o   Software de sistema: realiza tareas que son comunes en general a todas las computadoras. Proporciona la infraestructura que necesita el software de aplicación. 

§  Sistema operativo

§  Software de utilidad: programas para realizar actividades fundamentales de la computadora.

§  Componentes de un sistema operativo:

o   Interfaz de usuario: antes “Shell” por medio de texto y teclado. Ahora son interfaces gráficas de usuario (GUI) donde todo se representa de manera pictórica. Un componente importante es el administrador de ventanas que asigna bloques de espacio en la pantalla denominados ventanas. 

o   Núcleo: realiza las funciones más básicas requeridas por el hardware de la máquina. 

§  Administrador de archivos: coordinar el uso de los dispositivos de almacenamiento masivo de la máquina. Agrupan la información en directorios/carpetas. Una ruta de directorios es una cadena de directorios en otros directorios.

§  Controladores de dispositivos: unidades de software que se comunican con las tarjetas controladoras.

§  Gestor de la memoria: se encarga de coordinar el uso de la memoria principal de la máquina. El gestor puede simular que existe espacio cuando este se termina por medio de intercambio de programas y datos entre la memoria principal y el almacenamiento masivo (paginación). Los datos se dividen en unidades de datos llamadas páginas. Este espacio de memoria “ficticio” se conoce con el nombre de memoria virtual.

§  Planificador y despachador: el planificador determina qué actividades pueden ejecutarse y el despachador controla la asignación de tiempo a estas actividades. 

 

§  Inicio del sistema operativo (booting): este proceso transfiere el sistema operativo desde el almacenamiento masivo a la memoria principal. Un procesador está diseñado para que su contador empiece en una dirección concreta predeterminada cada vez que se inicia el procesador. Es necesario que esté un sistema operativo ahí cuando se inicie la computadora. Esa memoria se conoce como ROM (Read Only Memory) porque su contenido puede leerse pero no modificarse. Almacena un programa denominado cargador de arranque (boot loader).

 

§  Firmware: serie de rutinas software que permiten realizar actividades E/S fundamentales antes de que el sistema operativo comience a funcionar. Al estar almacenado en memoria no volátil, como una flashROM,el software no está impreso de manera inmutable en el hardware. 

o   BIOS, EFI, CFE, Open Firmware de Sun, etc.

 

§  Coordinación de las actividades de la máquina:

o   Concepto de proceso: actividad de ejecutar un programa bajo el control del sistema operativo. El estado del proceso es el estado actual de la actividad (contador del programa, registro de propósito general, celdas de memoria asociadas).

o   Administración de procesos: Las tareas asociadas con la coordinación de la ejecución de los procesos son gestionadas por el planificador y el despachador dentro del núcleo del sistema operativo

o   Planificador: Añade nuevos procesos a la tabla de procesos y remueve los procesos que han sido ejecutados.

o   Despachador: Controla la asignación de franjas temporales a los procesos en la tabla.

o   La finalización de una franja temporal se marca por una interrupción.