S. Herzovich - G. Séneca

Transcripción

1 Evolución n de los Sistemas de Procesamiento S. Herzovich - G. Séneca

2 AGENDA Evolución n Histórica Generaciones de Computadoras Tipos de Computadoras Evolución n de los Sistemas Operativos Sistemas Operativos para PC

3 Evolución n Histórica El ábaco constituyó el primer dispositivo de cálculo Pascal inventó la primera máquina m automática tica de calcular Jacquard construyó un telar automático, tico, tarjetas perforadas contenían los datos para el control de las figuras y dibujos que había a que tejer. Es considerada la primer máquina m mecánica programada.

4 Evolución n Histórica 1833 Babbage diseñó la máquina analítica tica capaz de realizar todas las operaciones matemáticas ticas y con posibilidad de ser programada por medio de tarjetas de cartón n perforado, siendo además s capaz de almacenar en su interior una cantidad de cifras considerable. Es considerado el padre de la Informática Boole desarrolló la teoría a del álgebra de Boole, que permitió a sus sucesores el desarrollo matemático tico del álgebra binaria y con ella la representación n de circuitos de conmutación n y la aparición n de la Teoría a de los Circuitos LógicosL gicos.

5 Evolución n Histórica 1936 Turing desarrolló la teoría a de una máquina m capaz de resolver todo tipo de problemas con solución n algorítmica. Máquina de Turing.. Se inició la Teoría a matemática tica de la computación, en la que se define un ALGORITMO como la representación n formal y sistemática tica de un proceso Von Neumann desarrolla la idea de programa interno. Modelo de Von Neumann Agenda

6 GENERACIONES DE COMPUTADORAS Primera ( ) Segunda ( ) Tercera ( ) Cuarta ( ) Tecnología Válvulas electrónicas Transistores * circuito integrado * integración SSI y MSI * microprocesador * integración VLSI Campo de aplicación * Científico * Militar Se extiende a * Administrativo * Gestión Fundamentalmente en el ámbito gubernamental y de grandes organizaciones Se extiende a * Ámbito empresarial en general Se extiende a * Uso personal y hogareño Velocidad de procesamiento Miles de instrucciones por segundo Centenares de miles de instrucciones por segundo Millones de instrucciones por segundo Decenas de millones de instrucciones por segundo

7 GENERACIONES DE COMPUTADORAS Primera ( ) Segunda ( ) Tercera ( ) Cuarta ( ) Memoria Principal a bytes Alto Tiempo de acceso Núcleos de ferrita Disminuye el Tiempo de acceso Memoria de semiconductores (chips) Memoria virtual (discos magnéticos) Integración de chips de memoria en tarjetas Floppy disk Cintas magnéticas Discos ópticos Dispositivos de Memoria Auxiliar y E/S Cinta magnética Tarjetas y cintas de papel perforadas Tarjetas y cintas de papel perforados Impresoras Predomina el uso del disco rígido Lectoras de código barras Modem Discos magnéticos Scanners * Cámaras digitales, etc.

8 GENERACIONES DE COMPUTADORAS Primera ( ) Segunda ( ) Tercera ( ) Cuarta ( ) Lenguajes Ensamblador: ASSEMBLER * De alto nivel: surgen FORTRAN, ALGOL Se generalizan los lenguajes de alto nivel COBOL, PL/1 * Se universaliza el uso de FORTRAN y COBOL BASIC (para cursos de iniciación a la computación) * PASCAL (para enseñar programación estructurada) Se impone la programación estructurada Aparece el paradigma de Orientación a Objetos * C * Lenguajes visuales: (Visual Basic, Visual C, etc.) * Lenguajes orientados a objetos (SmallTalk, Simula, C++, Pascal OO) * HTML (para páginas Web) * JAVA ( escríbalo una vez, ejecútelo donde sea ) Software Programas cargadores y secuenciadores de trabajos * Monoprogramación Desarrollo relegado por limitaciones del hardware * Multiprogramación (multitasking o multitarea) * Tiempo real * Modo interactivo * Teleinformática (procesamiento remoto) * Entornos multimedia

9 QUINTA GENERACION ( ) Tecnología Arquitectura basada en una máquina m paralela (varios microprocesadores realizando varias tareas simultáneamente, coordinados por otro) Circuitos electrónicos integrados más m s rápidosr Velocidad de procesamiento Se busca procesar más m s datos e instrucciones por unidad de tiempo Características Computadora con Inteligencia Artificial Sistemas expertos Robótica Procesadores de lenguajes humanos Redes integradas

10 GENERACIONES DE COMPUTADORAS En las primeras generaciones la división n se basa en la tecnología a circuital empleada, siendo que las computadoras de una generación n presentan mayor velocidad, mayor capacidad de memoria y menor tamaño que las de la anterior resultando a su vez más m s económicas. Las primeras generaciones marcan el cambio de tecnología usada para representar el bit en el procesador (válvulas, transistores, circuitos integrados). En las siguientes sólo s se integraron a mayor escala (en menor volumen) los circuitos, pero no hubo un cambio claro a otra tecnología. En las generaciones primera a cuarta, predomina el modelo Von Neumann, con sucesivas mejoras en velocidad. La quinta generación n se basa en arquitecturas no Von Neumann con procesadores en paralelo. Agenda

11 TIPOS DE COMPUTADORAS Existen diversas clasificaciones de computadoras digitales en función n de su velocidad, potencia de procesamiento, ámbito de aplicación, arquitectura del hardware, tamaño o de memoria principal, tamaño o y costo. Supercomputadora Computadora o Mainframe Minicomputadora Microcomputadora

12 SUPERCOMPUTADORA Mediante varias UCP (pueden ser miles) operando en paralelo presentan capacidad de memoria y velocidad de cálculo c superior a las computadoras convencionales. Se usan en aplicaciones con enorme cantidad de datos a procesar y que precisan una gran velocidad de proceso. La capacidad de memoria varía a de 256 Mbytes a varios TBytes. Pueden operar desde 1000 MFLOPs a varios TeraFLOPs. Los tiempos de acceso a MP están n entre 1 y 8 seg. Su costo mínimo m son 30 millones de dólares. d Ejemplos: Supercomputadoras Cray (SGI - Sillicon Graphics, EE.UU), y Supercomputadoras Fujitsu, japonesas; (Fujitsu fue la primera empresa en desarrollar arquitectura paralela).

13 COMPUTADORA o MAINFRAME Diseñada para dar servicio a grandes empresas y organizaciones. Su potencia de cálculo c es del orden de varios millones de operaciones por segundo. Soporta un gran número n de terminales o estaciones de trabajo. Pueden intervenir en procesos distribuidos en los que se conectan dos o más m s computadoras en paralelo. Ej terminales. Ejemplo: IBM 3090

14 MINICOMPUTADORA Tamaño o relativamente pequeño o y en competencia con los mainframes. Máquinas de tipo medio Se pueden conectar centenares de usuarios a través s de terminales. Se usan como servidores en redes de computadoras. Ejemplo: IBM AS 400

15 MICROCOMPUTADORA Su funcionamiento interno se basa en el uso de un microprocesador. Sus características son potencia, manejabilidad, portabilidad, precio, etc.; cubren la gama más m baja de necesidades en el mundo de la Informática. Computadora Personal (PC) De escritorio, portatil o transportable Laptop, Notebook Pocket PC o Palmtop (calculadora científica programable; se puede conectar a otra PC para cargar/descargar información n y permiten acceso a a Internet usando telefonía a celular) Estación n de Trabajo (workstation) Se usa en aplicaciones científicas y técnicas t (gráficos), para ser conectado a través s de una red con una computadora de mayor potencia. Agenda

16 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS PRIMER NIVEL ( 50)( Sistemas Operativos Básicos B (MONITOR) Su función n era Controlar y Secuenciar la ejecución n de los programas y sus datos (soportados en tarjetas perforadas). Aparece la secuencia automática tica de trabajos consistente en intercalar entre las tarjetas de un programa y otro una serie de tarjetas de control (Job Control Language).

17 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS SEGUNDO NIVEL ( 60)( Nuevos métodos m con el fin de aumentar el rendimiento de utilización del procesador por tener velocidad # E/S => tiempo libre de espera del procesador excesivamente grande. Surgen métodos m para minimizarlos. Procesos on-line y off-line. Consisten en conectar directamente los dispositivos lentos a la computadora (on-line) o hacerlo a través s de dispositivos más m s rápidos r (off-line). Buffering Spooling. Almacenamiento de datos procedentes de los periféricos ricos en memorias intermedias (buffer( buffer) ) o discos magnéticos (spool). Técnicas de Acceso Directo a Memoria (DMA). No interviene el procesador para la realización n de algunas operaciones de lectura / escritura en la memoria secundaria.

18 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS TERCER NIVEL ( 70)( MULTIPROGRAMACION (almacenamiento en una misma memoria de varios programas a la vez). A través s de políticas de asignación, n, se ejecutan varios programas intercalando la ejecución n de sus instrucciones en el procesador. Proceso por lotes (batch) Consiste en ir solicitando la ejecución n de procesos que no precisan conversación n con el usuario (no conversacionales) y estas peticiones van situándose en una cola, siendo el SO el que da entrada a un conjunto de ellos para su ejecución.

19 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS TERCER NIVEL ( 70)( Procesos actuales interactivos o conversacionales, necesitan un determinado diálogo con el usuario. Tiempo Tiempo compartido (time sharing) consiste en un conjunto de terminales que están n continuamente solicitando atención n del procesador, siendo el SO quien va intercalando dicha atención n entre los distintos usuarios. Tiempo real (real time) es la posibilidad que tienen determinados procesos en un sistema multiprogramado de obtener respuestas del procesador en un tiempo muy pequeño o y generalmente predeterminado.

20 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS CUARTO NIVEL ( 80)( Proceso distribuido (conexión n en // de varias computadoras compartiendo almacenamiento externo, buses y terminales con el fin de ganar seguridad). El SO administra el trabajo, ejecutándose algo en los clientes y algo en el servidor. Multiproceso (> velocidad). Computadora con + de 1 procesador. El SO reparte el trabajo entre ellos. Aumenta el número de instrucciones por unidad de tiempo. SO en red para control del trabajo en una red. Interfaz con el usuario > facilidad para usar el SO > prestaciones

21 EVOLUCIÓN N DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS Primer Nivel 50 Sistemas Operativos Básicos B (MONITOR) Segundo Nivel 60 > Rendimiento de utilización n del Procesador Tercer Nivel 70 Mejorar rendimiento de los Sistemas Informáticos Cuarto Nivel 80 > Seguridad > Velocidad de proceso > Prestaciones para el usuario Agenda

22 SISTEMAS OPERATIVOS PARA PC DOS o MS-DOS Windows OS/2 DOS : Disk Operating System (Microsoft para PC-IBM y PC-compatibles) (Microsoft para PC-compatibles) OS/2: Operating System/2 (Microsoft e IBM para PS/2) Windows NT: Windows New technology (Microsoft para redes de PC) Sistema Operativo Macintosh Unix (Apple Computer para equipos Macintosh) (AT&T para minicomputadoras)

23 MS-DOS Características Fue un SO muy difundido Se desarrollaron gran número n de aplicaciones Uso en equipos de precio reducido Limitación n de la memoria central Sistema monotarea (s Sistema monotarea (sólo puede ejecutar un programa a la vez)

24 Windows Nace como un entorno operativo gráfico fico; ; funciona sobre el DOS (en sus primeras versiones NO es un sistema operativo). permite multitarea compartir datos entre los programas (intercambio dinámico de datos) acceso a una mayor memoria central Recién n a partir de Windows NT (que mencionamos más m s adelante), y los posteriores Windows 95, 98, etc. tenemos bien aplicada la definición n de Sistema Operativo: "Es un programa que controla la ejecución n de los programas de aplicación n y que actúa a como interfaz entre el usuario de un computador y el hardware del mismo (William Stallings-Sistemas Sistemas Operativos)

25 OS/2 Características Diseñado para equipos de gran potencia (originalmente los PS/2) Facilita la conexión n en red Soporta multitarea Sistema monousuario Costo más m s elevado de los equipos Pocas aplicaciones desarrolladas

26 Windows NT Características Aprovecha la potencia de los microprocesadores actuales Orientado a redes de PC Multitarea en un entorno monousuario Ofrece el mismo tipo de GUI que versiones anteriores de Windows (pero está basado en un concepto diferente) Estructura modular, flexibilidad Puede ejecutar sobre diversas plataformas de hardware y dar soporte a aplicaciones escritas para otros sistemas operativos Es económico para entornos medianos,, pero presenta p dificultades en entornos muy grandes

27 Características MACINTOSH Pionero en utilizar entorno operativo gráfico, incluyendo el uso de ventanas Facilidad de uso Calidad de los gráficos Multitarea Capacidad de comunicación n entre los programas No es compatible, por lo que su difusión n en el mercado es limitada Sin cambios drásticos de arquitecturas, que discontinúan aplicaciones Seguridad para servidor de Internet Fácil manejo de red

28 UNIX Características Objetivo: portabilidad a cualquier equipo No tiene limitación n en cuanto a memoria central Multitarea Multiusuario (puede ser compartido por varios usuarios a la vez) Buenas capacidades para uso en red Software de aplicaciones limitado No dispone de un entorno operativo gráfico estándar Existen distintas versiones en el mercado lo que va en contra de su portabilidad. Pero el costo de las diferentes variantes de Unix es muy reducido y algunas son gratis, como Linux Agenda

29 Evolución n de los Sistemas de Procesamiento

30 Conceptos de: Multiprogramación: (multitasking( multitasking-multitarea): multitarea): Consiste en la ejecución n alternada por una UCP de varios programas que están n en MP. Dada la velocidad de procesamiento, el usuario percibe como simultánea la ejecución. Tiempo real: posibilidad que tienen determinados procesos de obtener respuestas del procesador en un tiempo pequeño o y generalmente predeterminado. Modo interactivo: opuesto al batch o por lotes. Permite la interactividad hombre-máquina en operaciones on-line desde terminales con teclado y pantalla