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• Fernando Morante Peregrina

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IES ALONSO CANO

1º SMR

RESUMEN TEMA 2: CONCEPTO DE SISTEMA OPERATIVO. ELEMENTOS Y ESTRUCTURA 1. INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS OPERATIVOS Sistema Operativo: “Conjunto de programas y servicios que gestionan el funcionamiento del hardware y del software. Gracias al SO, el hardware se reconoce. También se encarga de ofrecer al usuario una forma de comunicarse con el ordenador.” El SO hace ‘transparente’ el hardware para el usuario de forma que lo puede utilizar sin preocuparse por él Una primera clasificación de los SO’s es: -

SO MONOUSUARIO (SOMO): Los recursos hw y sw están a disposición de un solo usuario SO MULTIUSUARIO (SOMU): varios usuarios (desde distintas localizaciones) pueden utilizar los recursos sw y hw de un ordenador. El SO controlará las prioridades sobre el hw. Los SOMU, a su vez, pueden ser: o SOMU en MAINFRAMES: 1 CPU, 1 memoria, 1 dispositivo almacenamiento y varios teclados y monitores o SOMU en ordenadores personales  SO en Red: Cada usuario tiene su propio ordenador con otro SO. El usuario enciende y establece comunicación con el SO multiusuario. Existen varias CPU’s, varias memorias, varios dispositivos de almacenamiento

En el caso de SOMU en ordenadores personales, puede suceder que el ordenador del usuario lleve todo el peso del trabajo y el principal sólo hace de servidor de aplicaciones sin que su procesador ni memoria entren en funcionamiento. Pero también está el caso en el que el ordenador principal realiza casi todo el trabajo 2. EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS Los primeros SO’s eran denominados monolíticos y se caracterizaban porque eran imposible de modificar. Tras ellos, se habla de generaciones de SO’s que han ido asociadas a la evolución del hardware sobre el que se instalan. Si existen SO’s más potentes es porque existe hw más potente. Resumiéndolo mucho las generaciones de SO’s son: PRIMERA (1945-1955): Válvulas de vacío. Programadas en lenguaje máquina. Gran tamaño y consumo. Muy lentos. Simples cálculos matemáticos SEGUNDA (1955-65): Transistores. Ordenadores más pequeños y baratos. Usuarios divididos en categorías. Procesamiento por lotes que implica tres fases,. -

Introducir datos en un soporte mediante un medio físico distinto de la computadora Llevar los datos y cargarlos para procesarlos en la computadora. Los información procesada van a otro soporte distinto El soporte con la información procesada va a otro dispositivo físico para producir los resultados

TERCERA (1965-80): Circuitos integrados. Se reduce tamaño y precio considerablemente. Permiten ejecutar varios procesos a la vez. CUARTA (1980-hoy): Computadoras personales. Semiconductores, almacenamiento externo, dispositivos ópticos….

3. RECURSOS. FUNCIONES DE UN SISTEMA OPERATIVO

IES ALONSO CANO Ver figura 2.3 del libro McGraw.

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La comunicación entre los diferentes niveles se hace mediante las llamadas ‘interfaces’. Para realizar sus funciones, el SO cuenta con una serie de servicios. Servicio: aplicación que se ejecuta normalmente en segundo plano. Se utilizan entre otras cosas para: o o o o o o o

Crear programas Ejecutar programas Acceder a los dispositivos de entrada y salida de forma controlada Gestionar archivos Acceder a la información Supervisar y solucionar errores del hw y sw Suministrar información estadística, de segurida y registro de lo que hace el sistema

En general, los servicios se utilizan para iniciar, detener, pausar, reanudar o deshabilitar programas y aplicaciones. Son esenciales para el funcionamiento de muchas aplicaciones

4. GESTIÓN DE RECURSOS DE UN SISTEMA OPERATIVOS Los recursos que gestiona un SO, son principalmente: MEMORIA, PROCESADOR Y DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA. 4.1 ME MORIA. La parte del SO encargado de administra la memoria se denomina, ¡oh sorpresa! Administrador de memoria. Y se encarga de llevar un registro de las partes de memoria que se están utilizando y las que no. Además reserva espacio para los nuevos procesos y libera el espacio de los procesos finalizados. También se encarga de intercambiar datos entre memoria y disco cuando los procesos no quepan. Cuando tenemos multitarea tenemos dos opciones: a) Particiones fijas: El SO dispone de una cola de procesos que solicitan entrar en memoria. El planificador asigna los procesos según sus requerimientos de memoria y las particiones disponibles. Hay una alternativa con múltiples colas. Se puede producir fragmentación interna y externa. b) Particiones variables: Se crean conforme se van necesitando. Los procesos pueden estar en posiciones no contiguas. No existe fragmentación interna, pero si externa. 4.2. PROCESOS Y PROCESADOR. Proceso -> programa en ejecución. Características: -

Deben estar completamente en memoria y tener recursos necesarios Cada proceso está protegido del resto Pueden ser del usuario (modo usuario) o del SO (modo supervisor) Cada proceso tiene un BLOQUE DE CONTROL DE PROCESOS con información sobre él. Los procesos podrán comunicarse, sincronizarse y colaborar entre sí.

A cada proceso se le asigna un espacio de direcciones lógicas en memoria. Si SO es de 32 bits  4 Gb. Como pueden ser más grandes  MEMORIA VIRTUAL MEMORIA VIRTUAL: Se utiliza almacenamiento externo como memoria principal. Procesos divididos en trozos de igual tamaño llamados ‘páginas’ o ‘frames’. Estos trozos pueden estar en memoria y en almacenamiento secundario. Si no está en memoria se busca en disco. Si la memoria real está llena, se desalojan trozos no utilizados.

IES ALONSO CANO 1º SMR Por último, los procesos compiten por los recursos. El reparto de los mismos se conoce como ‘multiprogramación’

4.3. NO 5. NO 6. MODOS DE EXPLOTACIÓN DEL SISTEMA Se refiere a la forma en la que los usuarios utilizan los recursos hardware y software. Explotar un SO significa utilizarlo. Si tenemos un solo procesador, se asignan ciclos de CPU a los distintos procesos. En general un SO puede explotarse de dos formas: A. Proceso en lotes: visto en el punto 2.2 B. Proceso en tiempo real: un solo usuario se encarga de todo y todo el trabajo se hace en un mismo equipo. Todos los ordenadores actuales funcionan así. Otras clasificaciones: A. SEGÚN NÚMERO USUARIOS a. MONOUSUARIO: Todos los recursos para un usuario b. MULTIUSUARIO: Comparten recursos y puede ser de dos formas i. Terminales, teclado y monitor ii. Ordenadores cliente B. SEGÚN NÚMERO DE PROCESOS a. MONOPROGRAMACIÓN: un solo programa a la vez. Todos los recursos dedicados a él. Puede ser multiusuario (uno detrás de otro) b. MULTIPROGRAMACIÓN: Varios programas ‘simultáneamente’. Ya sabemos que si hay un solo procesador, se comparte la CPU C. SEGÚN NÚMERO PROCESADORES a. MONOPROCESADOR: Reparten ciclos CPU b. MULTIPROCESADOR: Dos formas de utilizar los diferentes procesadores i. Multiproceso simétrico: Utiliza todos de igual forma ii. Multiproceso asimétrico: Un proceso se puede asociar a un procesador exclusivamente y otro procesador estar menos ocupado D. SEGÚN TIEMPO DE RESPUESTA a. TIEMPO REAL: Respuesta inmediata b. TIEMPO COMPARTIDO: Los procesos usan ciclos de CPU hasta finalizar. c. 7. NO