Informática Aplicada a la Economía Tema 4: Sistemas Operativos
Objetivos Conocer cómo se almacena la información ió en ficheros y cómo utilizarlos. Conocer qué es y para qué sirve un sistema operativo. Conocer algunos tipos de sistemas operativos existentes y su evolución histórica.
Capítulos Capítulo 1: Almacenamiento de información Capítulo 2: Sistemas Operativos 2.1Conceptos básicos 2.2 Funciones del sistema operativo Capítulo 3: Tipos de Sistemas Operativos
Informática Aplicada a la Economía Capítulo 1: Almacenamiento Información
Fichero: 1. Almacenamiento de Información Un fichero o archivo es una estructura de datos compuesta por un conjunto de elementos que contiene información relativa a un tema común y se guarda en un soporte de almacenamiento adecuado para que los distintos dispositivos del ordenador puedan acceder a él. En un fichero la información se dispone de forma estructurada con el fin de recuperar y manipular los datos de un modo más eficaz.
Registro: 1. Almacenamiento de Información Los registros son cada una de las unidades que conforman el fichero o archivo. Se trata de una estructura de datos que se compone de campos, es decir, elementos cuya cantidad y naturaleza (números, caracteres...) determina el programador y/o usuario. Su longitud puede ser fija o variable. Cada campo puede estar compuesto, a su vez, por subcampos. Clave Fecha Inicio Fecha Fin Horas Título Proveedor Coste Divisa Dirección Lugar JAN9914134 01-oct-05 05-oct-05 16 MEJORA DE PROCESOS UPC 464 FACULTAD DE INFORMATICA UPM MADRID JAN9941208 02-feb-05 05 03-feb-05 05 15 DERECHO FISCAL ARANZADI 1564,84 HOTEL NH LA HABANA MADRID JAN9941213 10-feb-05 10-feb-05 8 PRUEBAS ELECTRONICAS CYBEX 522 HOTEL HESPERIA MADRID JAN9941214 03-mar-05 03-mar-05 3 SEGURIDAD OPERATIVA ARANZADI 290 $ CENTRO ARANZADI MADRID JAN9941222 07-mar-05 08-mar-05 16 BUSINESS PLAN EXECUTIVE INSTITUTO EMPRESA 1357,2 CENTRO EMPRESARIAL JUBAN MADRID JAN9941229 26-may-05 26-may-05 7 SUBROGACION DE PERSONAL IIR 1158,84 $ MADRID MADRID JAN9941230 01-mar-05 04-mar-05 20 ADMINISTRACION OS/390 IBM 1624 IBM MADRID
1. Almacenamiento de Información CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES DE LOS FICHEROS Almacenamiento permanente en memoria secundaria o auxiliar. Capacidad teóricamente ilimitada, no como las estructuras de datos residentes en memoria central. Independencia respecto de los programas con los que se generan. La vida del fichero no se limita a una sesión del programa con el que se crea por lo que puede emplearse desde otros programas y en distintas sesiones.
1. Almacenamiento de Información TIPOS DE FICHEROS SEGÚN SU USO Permanentes: Contienen información necesaria para el funcionamiento de una aplicación informática. Ficheros maestros o de situación: reflejanelestadoactualdelosdatos. Se actualizan periódicamente. Ficheros constantes: contienen datos fijos de la aplicación. Suelen emplearse para su consulta. Ej.: Red de metro de una ciudad. Ficheros históricos: una vez que se actualiza, las versiones previas de los ficheros maestros se almacenan como ficheros históricos. Ej.: Libros adquiridos por una biblioteca el curso académico anterior.
1. Almacenamiento de Información TIPOS DE FICHEROS SEGÚN SU USO Temporales. Contienen información necesaria para un proceso concreto dentro de la aplicación. Se generan a partir de los datos de los ficheros permanentes. Son efímeros y solo se usan para obtener resultados o actualizar la información de los ficheros permanentes. Ficheros de movimientos: Susregistrossedenominanmovimientoso transacciones y son de tres clases: altas, bajas y modificaciones. Ficheros de maniobra o trabajo: Su duración se limita a la ejecución de un programa.
1. Almacenamiento de Información TIPOS DE FICHEROS SEGÚN EL DISPOSITIVO QUE LOS SOPORTA Organización secuencial. Para acceder al registro n hay que recorrer los n 1 anteriores (cintas). Nose puede escribir cuando está leyendo ni a la inversa. Al modificarlos hay que crear nuevos archivos que guarden los antiguos junto con las actualizaciones. Organización directa o aleatoria. Para acceder al registro n basta con conocer su localización en el conjunto (discos). El acceso es directo, sin necesidad de recorrer los registros anteriores (rapidez). Pueden leerse y escribirse registros en cualquier orden y lugar. El programador debe establecer tbl la relación entre la posición iió que ocupa un registro y su contenido. Además, puede desaprovecharse espacio del archivo al quedar huecos entre un registro y otro.
1. Almacenamiento de Información TIPOS DE FICHEROS SEGÚN EL DISPOSITIVO QUE LOS SOPORTA Organización secuencial indexada. El archivo constará de dos zonas: Área primaria: que contiene los registros clasificados en orden ascendente por su campo clave. Área de índices: archivo secuencial creado por el sistema que contiene una relación de los segmentos (divisiones para cada registro) del área primaria con la dirección de comienzo de cada uno de los segmentos y su clave más alta.
1. Almacenamiento de Información OPERACIONES CON FICHEROS Creación. Requiere describir las características de los datos que va a contener. Consiste en escribir o grabar los registros que pueden introducirse por teclado, proceder de otro archivo o ser resultado de alguna operación. Copia. Permite el duplicado del archivo. Puede realizarse en otro soporte (impresión en papel). Consulta o recuperación. Precisa conocer el contenido dl del fichero y, normalmente, hacer una búsqueda previa. Clasificación u ordenación. Permite reubicar los registros para que se ordenen atendiendo al criterio que se establezca. Típicamente,,por un campo clave de ordenación.
1. Almacenamiento de Información OPERACIONES CON FICHEROS Mantenimiento o actualización. Modificar su contenido. Inserción de un registro. Modificación de un registro. Eliminación de un registro (por marca o real). Concatenación. Ficheros con registros de la misma estructura permiten que se añadan sus contenidos uno detrás de otro. Fusiónomezcla. Los ficheros que se unen, además, se clasifican por un determinado campo. Intersección. Dos ficheros de igual estructura, puede generarse un tercero que contenga los registros comunes a ambos. Borrado. Eliminarinformacióny estructura.
1. Almacenamiento de Información SEGURIDAD Y CONTROL DE FICHEROS Seguridad contra fallos del sistema o soporte: Conelfinde evitar la pérdida o destrucción de información importante. Realizar copias de seguridad (back up) periódicamente. Establecer procedimientos de recuperación. Seguridad contra usos incorrectos o no autorizados: Para garantizar la privacidad y confidencialidad de los datos (Ley Orgánicade Protecciónde Datos). Establecer restricciones al acceso a los datos con códigos o alias de usuario (nickname) y contraseñas o claves (password). Emplear sistemas que protejan el contenido de los ficheros haciendo que no sean operativos para quienes no accedan correctamente con su clave (criptografiado).
Informática Aplicada a la Economía Capítulo 2: Sistemas Operativos
2. Sistemas Operativos El sistema operativo es el conjunto de programas de control cuya función es lograr un óptimo aprovechamiento de los recursos hardware y facilitar el empleo de la máquina por parte del usuario. Al arrancar el ordenador es lo primero que se carga en memoria principal. Es el software básico que hace posible la ejecución y uso de las aplicaciones y recursos de la máquina. APLICACIONES SISTEMA OPERATIVO USUARIO HARDWARE
2. Sistemas Operativos El sistema operativo es un programa de control que: Controla el acceso de los usuarios y contabiliza el tiempo que utilizan los recursos hardware de la máquina. Gestiona y asigna a los usuarios (y a los programas que emplean) los recursos, evitando conflictos. Los recursos de los que se encarga el sistemaoperativo it ti son: Procesador: donde se ejecutan las instrucciones. Memoria principal: uso y ocupación. Periféricos: control de la comunicación. Información: representación y transmisión.
Informática Aplicada a la Economía 21Conceptos 2.1 básicos de los Sistemas Operativos
2.1 Conceptos Básicos PROCESO Sedenominaprocesoaunprograma queseestáejecutando en un momento dado. El proceso comienza en el instante mismo en que se inicia su ejecución y finaliza cuando termina de ejecutarse o se cancela por alguna razón. El proceso puede ejecutarse independientemente de otros procesos y hasta en paralelo con ellos. La gestión de estos procesos o rutinas de acciones es una de las tareas del sistema operativo.
2.1 Conceptos Básicos PROCESO 1. Ejecución concurrente de procesos: Dos o más procesos se ejecutan simultáneamente. Si hay más procesadores que procesos, se habla de ejecución en paralelo (sin conflicto). Si hay más procesos que procesadores, el procesador alternará los procesos dedicándoles periodos cortos de tiempo a cada uno de ellos. Esta última opción simula la simultaneidad id dde los procesos y se denomina concurrente. Los procesos pueden ejecutarse al mismo tiempo siempre que el sistema operativo sea multiprogramación. El requisito fundamental es que disponga de mecanismos para asignar y compartir la memoria. Para optimizar el uso eficiente de la CPU, que sólo puede atender un proceso en un instante concreto, el sistema operativo cuenta con un mecanismo de planificación (scheduling) del tiempo compartido.
2.1 Conceptos Básicos PROCESO 2. Exclusión mutua respecto de ciertos recursos: Si procesos concurrentes usan distintos recursos, no hay problemas. Sin embargo, si precisan de los mismos recursos, el sistema operativo hará uso de sus prerrogativas para evitar las interferencias. 3. Sincronización de procesos: Si un proceso necesita de otro para ejecutarse, el sistema operativo garantizará que se va a realizar en el momento oportuno. 4. Gestión de las situaciones de bloqueo: Si dos procesos en ejecución concurrente requieren de un recurso que posee el otro, la ejecución se detiene a la espera de que se liberen los recursos ocupados. Cuando esto sucede, es el sistema operativo quien resuelve la colisión.
2.1 Conceptos Básicos NÚCLEO O KERNEL El núcleo es la parte del sistema operativo más cercana al hardware y se encuentra permanentemente almacenado en la memoria principal oram. Las principales tareas que desempeña son: Manejo de interrupciones: El sistema admite cierto número de tipos de interrupciones. Cuando una interrupción se atiende para que se ejecute otro proceso, el núcleo protege y almacena adecuadamente toda la información que ha quedado suspendida (estado en que se encuentra el proceso, resultado temporal del mismo ) para que pueda reanudarse en el punto exacto en el que se paró. Soportedeentradaysalida: El núcleo es quien controla los avisos de los procesos que requieren de los periféricos e intermedian entre ellos en caso deconflicto.
2.1 Conceptos Básicos INTERFAZ DE USUARIO Independientemente del sistema operativo empleado, hay programas que se encargan de permitir y reglar la comunicación entre el usuario y la máquina. Es lo quesedenominacomointerfazde usuario. La shell (concha) es el módulo del sistema que traduce las órdenes de la interfaz para realizar las operaciones. APLICACIONES SISTEMA OPERATIVO USUARIO HARDWARE
2.1 Conceptos Básicos TIPOS DE INTERFAZ: DE MENÚ Ofrece una lista de opciones que el programa representa al usuario. Es útil para el usuario poco experimentado e inadecuado para usuarios técnicos. El mayor problema es que supone un laberinto de menús.
TIPOS DE INTERFAZ: DE LÍNEA DE COMANDOS 2.1 Conceptos Básicos El usuario indica las tareas escribiéndolas por teclado mediante un lenguaje de órdenes (sintaxis y semántica) La orden se ejecuta, el ordenador indica si ha habido error o no y devuelve el control al usuario haciendo aparecer de nuevo el prompt. El mayor problema es que es preciso aprender los comandos para activar las opciones posibles.
TIPOS DE INTERFAZ: DE GRÁFICOS 2.1 Conceptos Básicos El usuario escoge las tareas a realizar de forma gráfica, usando el ratón para seleccionar los iconos que representan las ód órdenes. Es mucho más ágil e intuitivo porque no es necesario aprender un lenguaje para dar las órdenes. Los sistemas con esta interfaz se denominan GUI o interfaces gráficas de usuario. Son los que se han impuesto en la actualidad.
Informática Aplicada a la Economía 22Funciones 2.2 del Sistema Operativo
2.2 Funciones del Sistema Operativo En resumen, lasfunciones másdestacadasson: son: 1. Gestión del hardware: A. Procesador B. Memoria C. Entrada / Salida 2. Gestión de ficheros 3. Apoyo a programas 4. Contabilidad 5. Protección
2.2 Funciones del Sistema Operativo GESTIÓN DEL HARDWARE: EL PROCESADOR Prepara los programas: Cargaelprograma/ los programas en memoria principal. Asignación de recursos: Suele haber menos recursos que necesidades, por lo que el sistema operativo asigna recursos según una política de asignación concreta. En ocasiones, pueden plantearse problemas de bloqueo. Planificación de procesos: Controla el tiempo que cada proceso puede usar el procesador. Rl Relanzamiento deprocesos: a veces un proceso se para porque recibe una interrupción. El sistema operativo guarda el estado del proceso interrumpido para restaurarlo.
2.2 Funciones del Sistema Operativo GESTIÓN DEL HARDWARE: LA MEMORIA Asignación de la memoria: Elproblemaesquelamemoria principal es escasa y cara y siempre es más pequeña de lo que se necesita para ejecutar los programas y mantener los datos necesarios. Por eso, el sistema operativo es el que asigna porciones de la memoria principal a los programas que la pueden necesitar. El resto de datos y programas permanece en memoria secundaria.
2.2 Funciones del Sistema Operativo GESTIÓN DEL HARDWARE: ENTRADA Y SALIDA (E/S) Facilita las operaciones de E/S independientemente del dispositivo y de las características del periférico. Es el sistema operativo el que se encarga de la negociación e intermedia con ellos.
GESTIÓN DE FICHEROS 2.2 Funciones del Sistema Operativo Gestión del almacenamiento de información: En un ordenador es fundamental el sistema de ficheros pues es el modo en que se guarda la información. El sistema operativo permite al usuario despreocuparse de cómo se realiza esto. Los aspectos de los que se encarga el sistema operativo: 1. Almacenar gran cantidad de información de forma permanente. 2. Permitir el acceso concurrente de varias aplicaciones. 3. Asignar nombre (nombre y extensión), atributos (tamaño y tipo de acceso) e información adicional (datos o programas).
GESTIÓN DE FICHEROS 2.2 Funciones del Sistema Operativo 4. Administrar y proteger los privilegios de acceso que aseguran la integridad de los ficheros. Estos privilegios indican: Qué procesos pueden acceder a los ficheros. Cómo los pueden modificar: sólo lectura, lectura y escritura... Si pueden ejecutarlos o no. 5. Organizar los ficheros en directorios (o carpetas) y subdirectorios. De este modo, es posible establecer una estructura jerárquica o de árbol en la que los directorios y ficheros se localizanli mediante un camino de acceso.
APOYO A PROGRAMAS 2.2 Funciones del Sistema Operativo El sistema operativo presta servicios a otros programas respondiendo a las llamadas al sistema. Entre otras, realiza operaciones como: Transferencia de ficheros entre dispositivos. Od Ordenación de datos en un fichero. CONTABILIDAD El sistema operativo mantiene la contabilidad del gasto de recursos, en concreto, del tiempo de uso del procesador.
2.2 Funciones del Sistema Operativo PROTECCIÓN En ocasiones se presentan problemas al ejecutar los programas como errores de programación o el abuso intencionado de recursos. El sistema operativo trata de resolver estos conflictos protegiendola memoria principal y el sistema de ficheros. Protección de memoria principal: Se asigna una parte a cada proceso. Grado de protección según la importancia del proceso. Protección de sistema de ficheros: Privilegios de acceso.
Informática Aplicada a la Economía Capítulo 3: Tipos de Sistemas Operativos
UN POCO DE HISTORIA 3. Tipos de Sistemas Operativos 1 2 3 4 1945 55 1955 65 1965 75 1975 Actualidad No Existen los Sistemas Operativos 1969 1961 CTSS UNIX 1985 Windows 1958 FMS 1979 MS DOS 2010 Google 1967 IBM CP 67 1991 Linux Chrome 1. 1945 1955: No hay sistema operativo, toda la programación se hace en lenguaje máquina. 2. 1956 1965: Aparece una especie de primer sistema operativo. Es un programa cargado permanentemente en memoria que se denomina monitor residente (FMS de IBM). Se limita a interpretar las tarjetas perforadas y procesarlas. 3. 1966 1979: Se introduce la multiprogramación y la memoria virtual. 4. 1980 actualidad: Se han estandarizado los sistemas operativos multiprogramación. Han aparecido sistemas operativos en red y distribuidos.
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS SEGÚN LOS SERVICIOS QUE OFRECE A. Por el número de procesos que ejecuta: Monotarea. Solo se ejecuta un proceso a la vez por cada usuario. Multitarea. Se pueden ejecutar varios procesos a la vez. Son los más extendidos y suelen proporcionar una interfaz gráfica que facilita el intercambio entre las tares, con lo que aumenta la productividad. B. Por el número de usuarios: Monousuario. Un único usuario. Puede ser monotarea o multitarea. Multiusuario. Varios usuarios a la vez. Precisan mecanismos de identificación, autenticación y control. Son multitarea.
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS SEGÚN LOS SERVICIOS QUE OFRECE C. Por el número de procesadores: Monoprocesador. Solo tienen un procesador pero pueden simular la multitarea. Multiproceso. Más de un procesador. El sistema operativo reparte el trabajoentrelosprocesadores. Simétricos: La carga de procesamiento se reparte por igual entre todos los procesadores existentes. Asimétricos: Los procesos se asignan a cada uno de los procesadores existentes, atendiendo a la prioridad que tengan, y el resto de tareas (de baja prioridad) se ejecutan en un único procesador.
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS SEGÚN LA FORMA EN QUE SIRVEN A. Sistemas centralizados: Nacen con los macroordenadores a los que se conectaban terminales completamente dependientes di (i (sin memoria ni procesador). Actualmente, los terminales pueden realizar algunas tareas, liberando al ordenador central. B. Sistemas en red: Dos o más ordenadores se conectan para compartir recursos e información del sistema. Cada máquina mantiene su propio sistema operativo y archivos en local. C. Sistemas distribuidos: Son sistemas casi independientes que se reparten los procesos a realizar. Pueden compartir, o no, el reloj y la memoria. Permiten acelerar los cálculos y son muy fiables.
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS MÁS COMUNES 1. MS DOS Monotarea, monousuario. MicroprocesadoresINTELde 16 bits. Interfaz de línea de órdenes. 2. OS/2 Multitarea, monousuario. Microprocesadores INTEL de 16 bits. Interfazde línea de órdenes (shell a elegir) y GUI. 3. Unix De propósito general. Idea básica: lo pequeño es mejor. Interfaz de línea de órdenes y GUI. Seguridad, usoen red, herramientasdeadministración,disponibilidad administración, disponibilidad degui
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS MÁS COMUNES 4. Linux Basado en Unix Software Libre Múltiples versiones: RedHat, Suse, Debian, Ubuntu 5. Macintosh Pionero de la interfaz gráfica. Incompatibilidad con el resto (propietario). 6. Windows 95 y 98 Basados en MS DOS. Actualmente en desuso.
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS MÁS COMUNES 6. Windows XP El más extendido: Dos versiones: Home y Professional Utilizael l núcleo úl de Windows NT/2000. Importantes mejoras en la imagen gráfica y en la fiabilidad del sistema. 7. Windows Vista Versión doméstica y profesional Cambiodeinterfaz Ciertamente t inestable 8. Windows 7 En32y64bits Basado en hacer las tareas más sencillas que su antecesor Más rápido, estable y ligero
3. Tipos de Sistemas Operativos SISTEMAS OPERATIVOS ACTUALES 9. Android Para sistemas móviles y computadoras Núcleo úl Linux (Código abierto) Actualmente en auge 10. Google Chrome OS Basado en web Generadoencódigo abiertocon kernellinux En pruebas desde segundo semestre 2010