QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO?

Transcripción

1 QUÉ ES UN SISTEMA OPERATIVO? Un programa que controla la ejecución de los programas de aplicación. Un interfaz entre las aplicaciones y el hardware. Es un grupo de programas de proceso con las rutinas de control necesarias para mantener continuamente operativos dichos programas. Objetivo primario de un sistema operativo es optimizar todos los recursos del sistema para soportar los requerimientos. El s. O. Debe presentar al usuario el equivalente de una maquina extendida o maquina virtual que sea más fácil de programar que el hardware subyacente. 1

2 PRINCIPALES CARACTERISTICAS DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS Definir la interfaz del usuario. Compartir el hardware entre usuarios. Permitir a los usuarios compartir los datos entre ellos. Planificar recursos entre usuarios. Facilitar la entrada/salida. Recuperarse de los errores. PRINCIPALES RECURSOS ADMINISTRADOS POR LOS SISTEMAS OPERATIVOS Procesadores. Almacenamiento. Dispositivos de e/s. Datos. LOS SISTEMAS OPERATIVOS SON UNA INTERFAZ CON: Operadores. Programadores de aplicaciones. Programadores de sistemas (administradores del s. O.). Programas. Hardware. Usuarios. 2

3 EVOLUCIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS La evolución de la informática nos proporciona sistemas operativos que cada vez realizan más funciones, facilitando el trabajo a los usuarios. Pasos evolutivos: Proceso en serie: Inicialmente, finales de los 40, el programador interactúa directamente con las máquinas mediantes conmutadoras, indicadoras luminosas y tal vez una impresora. No existe el sistema operativo y los usuarios de un ordenador se turnan para acceder secuencialmente, en serie. Proceso por lotes: Se desarrolla un elemento de software denominado monitor que es capaz de ejecutar tareas, lotes, de manera secuencial. En estos sistemas informáticos los programadores pasaban a los administradores de sistemas los programas a ejecutar en cinta (o tarjetas perforadas) y el sistema los ejecutaba secuencialmente y de manera no interactiva. Multiprogramación o multitarea: Con el ánimo de maximizar el uso de la CPU se cargan varios programas de manera simultánea. Así mientras un proceso está bloqueado por una operación de entrada/salida, la CPU puede continuar la ejecución de otro proceso. Sistemas de tiempo compartido: El sistema reparte la atención de la CPU (o CPUs) entre diferentes procesos, simulando la ejecución en paralelo de los mismos. Los sistemas de tiempo compartido permiten que varios usuarios trabajen de manera simultánea y en modo interactivo. Uno de los primeros sistemas de tiempo compartido fue el CTSS (Compatible Time-Sharing System) desarrollado en el MIT. Un poco de historia: 1965: Multics (Multiplexed Information and Computing Service) aportó muchas de las ideas presentes en Unix. 1970: Unix, Sistema operativo multiusuario, multitarea que ha contado con gran aceptación en la industria. Unix es a la vez: un sistema operativo, un tipo de sistemas operativos y una marca comercial. 1973: Se decide reescribir Unix en C, Anteriormente se utilizaba el lenguaje ensamblador para programar los sistemas operativos. Las ventajas de utilizar C son: portabilidad y facilidad de desarrollo. 3

4 1981: MS-DOS v1.0, Capaz de soportar 16KB de memoria RAM y discos flexibles de 5.25 pulgadas de 160KB. 1984: Apple Macintosh utiliza interfaz gráfica, Steve Jobs copia de Xerox la idea de utilizar una interfaz gráfica de usuario (GUI) en los ordenadores. 1991: Aparece el núcleo Linux y se completa GNU/Linux, El proyecto GNU necesitaba un kernel para completar su sistema operativo. Gracias al desarrollo de Linux a cargo de Linus Torvalds se pudo contar con un núcleo libre. 1992: Beta de Windows NT 3.1 (primera versión comercial), Microsoft desarrolla un nuevo sistema operativo multiusuario, multitarea y estable dedicado a competir con los servidores Unix, se trata de Windows NT. 1995: Se lanza al mercado Windows 95, Evolución del sistema operativo MS-DOS que reemplaza la consola y el entorno gráfico de las versiones anteriores (Windows 3.x) 2001: Aparece Mac OS X, Apple abandona su obsoleto sistema operativo para presentar un nuevo sistema operativo que forma parte de la familia Unix. TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS Según las necesidades que plantean diferentes usos y entornos, encontramos sistemas operativos: Monousuario: Desde el punto de vista de la máquina (o el sistema informático) no se hace distinción entre los usuarios que utilizan la máquina. Sólo un usuario puede estar trabajando en un momento determinado. Ejemplos: MS-DOS, Windows 3.x, 95, 98, Me. Multiusuario: Varios usuarios pueden trabajar simultáneamente en el mismo sistema informático. Además, el sistema realiza distinciones entre usuarios. La gestión de los recursos (memoria, CPU, disco, etc...) es mucho más complicada, pero al tener a varias personas trabajando a la vez, se rentabiliza con mayor facilidad la inversión. Monoproceso: El sistema informático sólo puede mantener un proceso en ejecución, las tareas se realizan secuencialmente. Multiproceso/Multitarea: El sistema informático es capaz de ejecutar varios procesos simultáneamente. Si hubiese suficientes CPUs, se ejecutaría cada proceso en una CPU distinta, si el número de CPUs es menor (como habitualmente ocurre) que el de procesos preparados para 4

5 ejecutar. El sistema operativo asigna franjas de uso de CPU a cada proceso, para simular una ejecución en paralelo. De cualquier modo, realmente o de forma simulada, los procesos en ejecución avanzan en paralelo. Tiempo compartido: Se realiza una planificación del uso de las CPUs disponibles entre los procesos preparados para ser ejecutados. De este modo, aparentemente, se ejecutan todos los procesos a la vez. Tiempo real: Los sistemas operativos en tiempo real son predecibles, de tal manera que se comprometen a realizar determinadas tareas dentro de unos límites de tiempo. Su aplicación típica es el control de maquinaria y procesos industriales. COMPONENTES DE UN SISTEMA OPERATIVO encontramos: En un Sistema Operativo moderno se aprecian diferentes capas, del más alto nivel al más bajo Aplicaciones de usuario: Colección de herramientas que utilizan los usuarios en sus quehaceres. (The Gimp, Firefox, Inkscape, Apache, GCC...). Intérprete de comandos/interfaz gráfica de usuario: Permite la comunicación entre el sistema y el usuario. Existen distintas posibilidades, tanto de intérprete de comandos (Bash, csh, ksh,...) como de interfáz gráfica (X Window, Gnome, KDE,...). Llamadas al sistema: Se escriben bibliotecas con funciones de uso frecuente, de tal manera que otros componentes software las puedan utilizar sin tener que volverlas a implementar (funciones matemáticas, de acceso a ficheros, comunicaciones, procesado gráfico...). Núcleo o kernel: Controla el hardware y las operaciones básicas que realiza el sistema operativo. Típicamente se encarga de la gestión de procesos, la gestión de memoria y el control de todos los elementos hardware. Se dice que el software del núcleo se ejecuta en modo núcleo. Un fallo en este software arruina todo el sistema informático, por esto, cuanto menor sea la cantidad de código que se ejecuta en modo núcleo, menores serán las posibilidades de introducir bugs fatales. Se distingue entre núcleos monolíticos (los tradicionales) y los micro núcleos (más modernos, pretenden incluir en el núcleo sólo lo esencial). 5

6 HAL Hardware Abstraction Layer: Se encarga de independizar los detalles de la arquitectura hardware para el resto de los componentes. Forma parte del núcleo, de manera que la migración a una nueva arquitectura no suponga reescribir todo el núcleo. MICROSOFT WINDOWS Microsoft Windows (conocido generalmente como Windows o MS Windows), es el nombre de una familia de distribuciones de software para PC, Smartphone, servidores y sistemas empotrados, desarrollados y vendidos por Microsoft y disponibles para múltiples arquitecturas, tales como x86 y ARM. Desde un punto de vista técnico, no son sistemas operativos, sino que contienen uno (tradicionalmente MS-DOS, o el más actual cuyo núcleo es Windows NT) junto con una amplia variedad de software; no obstante, es usual (aunque no necesariamente correcto) denominar al conjunto como sistema operativo en lugar de distribución. Microsoft introdujo un entorno operativo denominado Windows el 20 de noviembre de 1985 como un complemento para MS-DOS en respuesta al creciente interés en las interfaces gráficas de usuario (GUI). Microsoft Windows llegó a dominar el mercado mundial de computadoras personales, con más del 90 % de la cuota de mercado, superando a Mac OS, que había sido introducido en

7 La versión más reciente de Windows es Windows 10 para equipos de escritorio, Windows Server 2016 para servidores y Windows 10 Mobile para dispositivos móviles. La primera versión en español fue Windows 3.0. La primera versión se lanzó en 1985 y comenzó a utilizarse de forma generalizada gracias a su interfaz gráfica de usuario (GUI, Graphical User Interface) basada en ventanas. Hasta ese momento (y hasta mucho después como corazón de Windows), el sistema operativo más extendido era MS- DOS (Microsoft Disk Operating System), que por aquel entonces contaba con una interfaz basada en línea de comandos. El 30 de septiembre de 2014, Microsoft presentó Windows 10, estando disponible desde ese día a usuarios avanzados que se suscribieran al programa Insider. Esta nueva versión del sistema operativo que llegó de forma oficial y gratuita a usuarios con licencia genuina de Windows 7, Windows 8 y Windows 8.1 así como a Insiders el 29 de julio de 2015, siendo la primera versión que busca la unificación de dispositivos (escritorio, portátiles, teléfonos inteligentes, tabletas y videoconsolas) bajo una experiencia común, con lo que se espera eliminar algunos problemas que se presentaron con Windows

8 GNU/LINUX GNU/Linux es un sistema operativo libre desarrollado por voluntarios de todo el mundo. Sus principales características son: Multitarea: se pueden realizar varias actividades a la vez (navegar por Internet, editar un documento, compilar un programa,...). Multiusuario: varios usuarios pueden trabajar concurrentemente en un único ordenador con varios terminales (teclado y monitor) de forma que tengan la sensación de que es el único que está trabajando en el sistema. Cada usuario almacena sus datos (programas, documentos de texto, imágenes,...) en una cuenta privada o home. Notar que para que sea multiusuario es imprescindible que sea multitarea. Conectividad: permite las comunicaciones en red y el acceso a recursos remotamente. Por ejemplo, podemos acceder a nuestros datos situados en una máquina a través de otro equipo, conectados ambos a Internet. Multiplataforma: se puede instalar en multitud de dispositivos, desde todo tipo de ordenadores de sobremesa y portátiles y servidores hasta videoconsolas o incluso teléfonos móviles. Libre: su código fuente está disponible. Cualquiera puede usarlo, modificarlo y distribuir. Una consecuencia de esto es que es gratis. 8

9 GNU/Linux es un clon (tiene la misma funcionalidad) que el S.O. privativo UNIX. Éste fue desarrollado inicialmente a mediados de los 70 para mainframes y estaciones de trabajo (ordenadores potentes). UNIX ha sido utilizado en los principales sistemas informáticos de todo el mundo, sin embargo, ha ido dejando sitio en el mercado a GNU/Linux. Pero GNU/Linux no es únicamente para superordenadores. Actualmente, es tan completo como otros sistemas operativos comerciales. Además, prácticamente todo el nuevo hardware está soportado por GNU/Linux. Y cada vez son más los fabricantes que incluyen drivers para él. Otra característica de GNU/Linux es que permite convivir con otro sistema operativo en un mismo ordenador. De este modo, podemos tener Windows y GNU/Linux instalados en un mismo ordenador. No obstante, a pesar de todas las ventajas presentadas, a nivel de ordenadores domésticos no ocupa más del 1% de cuota de mercado, dominado por Windows. La principal razón es porque inicialmente GNU/Linux no ha sido demasiado amigable a la hora de trabajar con él. Esto ha cambiado y actualmente GNU/Linux es tan fácil de utilizar como cualquier otro sistema operativo privativo, con entornos gráficos modernos y asistentes para realizar las principales tareas. La presencia de GNU/Linux en ordenadores de todo el mundo está creciendo. GNU/Linux es el resultado del trabajo de miles de desarrolladores en todo el mundo bajo las ideas del Software Libre. El movimiento de Software Libre fue iniciado por Richard Stallman en 1984 con el proyecto GNU (GNU is not Unix). Sus postulados, o en este caso libertades, sobre los que se basa son los siguientes: La libertad de usar el programa, con cualquier propósito. La libertad de estudiar cómo funciona el programa y modificarlo, adaptándolo a tus necesidades. La libertad de distribuir copias del programa, con lo cual puedes ayudar a tu prójimo. La libertad de mejorar el programa y hacer públicas esas mejoras a los demás, de modo que toda la comunidad se beneficie. Su objetivo era crear un sistema operativo totalmente funcional compatible con Unix pero con las libertades descritas. Numerosos simpatizantes con la idea se pusieron a trabajar altruistamente y se desarrollaron numerosas aplicaciones: entornos gráficos, editores de texto, compiladores,... y en general, cualquier aplicación que se pueda imaginar tiene su correspondiente en el mundo del Software Libre. Pero les faltaba el núcleo del sistema, el encargado de gestionar el hardware y que hace de puente entre éste y los programas que se habían desarrollado. En 1991, un estudiante de la Universidad de Helsinki (Finlandia), 9

10 Linus Torvalds anunció que estaba trabajando en un nuevo sistema operativo. La intención de Linus, que le dio su nombre al nuevo sistema cambiando la última letra por X para que sonara a UNIX, era la de crear un sistema operativo UNIX desde cero y compatible con los programas que ya existían. Cuando tuvo desarrollado un sistema mínimo, lo publicó en Internet a través de grupos de discusiones y noticias. A partir de eso, multitud de voluntarios en todo el mundo se unieron a él para continuar con el desarrollo. Linux es el kernel del sistema, justo lo que le faltaba a GNU. Es de esta forma como se obtuvo un nuevo sistema operativo totalmente libre, fruto de la unión del kernel de Linux y de las aplicaciones de GNU. MAC OS Mac OS (del inglés Macintosh Operating System, en español Sistema Operativo de Macintosh) es el nombre del sistema operativo creado por Apple para su línea de computadoras Macintosh, también aplicado retroactivamente a las versiones anteriores a System 7.6, y que apareció por primera vez en System Es conocido por haber sido uno de los primeros sistemas dirigidos al gran público en contar con una interfaz gráfica compuesta por la interacción del mouse con ventanas, iconos y menús. Deliberada a la existencia del sistema operativo en los primeros años de su línea Macintosh en favor de que la máquina resultara más agradable al usuario, diferenciándolo de otros sistemas contemporáneos, como MS-DOS, que eran un desafío técnico. El equipo de desarrollo del Mac OS original incluía a Bill Atkinson, Jef Raskin y Andy Hertzfeld. Este fue el comienzo del Mac OS clásico, desarrollado íntegramente por Apple, cuya primera versión vio la luz en Su desarrollo se extendería hasta la versión 9 del sistema, lanzada en A partir de la versión 10 (Mac OS X), el sistema cambió su arquitectura totalmente y pasó a basarse en Unix, sin embargo su interfaz gráfica mantiene muchos elementos de las versiones anteriores. Hay una gran variedad de versiones sobre cómo fue desarrollado el Mac OS original y dónde se originaron las ideas subyacentes. 10