|
Categorias
|
Los Sistemas Operativos
Los SistemasOperativos Esquema - Introducción. 1.-¿ Qué es un Sistema Operativo ?. 1.1.- Interfaz de Línea de Comando. 1.2.- Interfaz Gráfica del Usuario. 2.-Funciones de los Sistemas Operativos. 3.-Categoría de los Sistemas Operativos. 3.1.- Sistema Operativo Multitareas. 3.2.- Sistema Operativo Monotareas. 3.3.- Sistema Operativo Monousuario. 3.4.- Sistema Operativo Multiusuario. 3.5.- Secuencia por Lotes. 3.6.- Tiempo Real. 3.7.- Tiempo Compartido. 4.-Los Sistemas Operativos más Populares de las PC. 4.1.- MS-DOS. 4.2.- OS/2. 4.3.- Macintosh OS. 4.4.- UNIX. 4.5.-Microsoft Windows NT. 4.6.- MicrosoftWindows 95. 5.-Optimización del Sistema Operativo con utilerías de Software. 5.1.- Fragmentación de Archivos. 5.2.- Compresión de Datos. 5.3.- Administración de Memoria. - Conclusión. - Bibliografía. Introducción Sin el software, una computadora no es más que una masa metálica sinutilidad. Con el software, una computadora puede almacenar, procesar y recuperarinformación, encontrar errores de ortografía en manuscritos, tener aventuras eintervenir en muchas otras valiosas actividades para ganar el sustento. Elsoftware para computadoras puede clasificarse en general en dos clases: losprogramas de sistema, que controlan la operación de la computadora en si y losprogramas de aplicación, los cuales resuelven problemas para sus usuarios. Elprograma fundamental de todos los programas de sistema es el sistema operativo(SO), que controla todos los recursos de la computadora y proporciona la basesobre la cual pueden escribirse los programas de aplicación. Desarrollo 1.-¿ Qué es un Sistema Operativo ?. Desde su creación, las computadoras digitales han utilizado un sistemade codificación de instrucciones en sistema de numeración binaria, es decircon los 0S. Esto se debe a que los circuitos integrados funcionan con esteprincipio, es decir, hay corriente o no hay corriente. En el origen de la historia de las computadoras ( hace unos cuarenta años),los sistemas operativos no existían y la introducción de un programa para serejecutado se convertía en un increíble esfuerzo que solo podía ser llevado acabo por muy pocos expertos. Esto hacia que las computadoras fueran muycomplicadas de usar y que se requiriera tener altos conocimientos técnicos paraoperarlas. Era tan complejo su manejo, que en algunos casos el resultado llegabaa ser desastroso. Además, el tiempo requerido para introducir un programa en aquellasgrandes máquinas de lento proceso superaba por mucho el de ejecución yresultaba poco provechosa la utilización de computadoras para resolución deproblemas prácticos. Se buscaron medios más elaborados para manipular la computadora, peroque a su vez simplificaran la labor del operador o el usuario. Es entoncescuando surge la idea de crear un medio para que el usuario pueda operar lacomputadora con un entorno, lenguaje y operación bien definido para hacer unverdadero uso y explotación de esta. Surgen los sistemas operativos. Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una formaamigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes alprocesador central para que este realice las tareas necesarias y especificaspara completar una orden. El sistema operativo, es el instrumento indispensable para hacer de lacomputadora un objeto útil. Bajo este nombre se agrupan todos aquellosprogramas que permiten a los usuarios la utilización de este enredo de cables ycircuitos, que de otra manera serian difíciles de controlar. Un sistemaoperativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos,que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadoraeficazmente. 1.1.- Interfaz de Línea de Comandos. La forma de interfaz entre el sistema operativo y el usuario en la queeste escribe los comandos utilizando un lenguaje de comandos especial. Lossistemas con interfaces de líneas de comandos se consideran más difíciles deaprender y utilizar que los de las interfaces gráficas. Sin embargo, lossistemas basados en comandos son por lo general programables, lo que les otorgauna flexibilidad que no tienen los sistemas basados en gráficos carentes de unainterfaz de programación. 1.2.-Interfaz Gráfica del Usuario. Es el tipo de visualización que permite al usuario elegir comandos,iniciar programas y ver listas de archivos y otras opciones utilizando lasrepresentaciones visuales (iconos) y las listas de elementos del menú. Lasselecciones pueden activarse bien a través del teclado o con el mouse. Para los autores de aplicaciones, las interfaces gráficas de usuarioofrecen un entorno que se encarga de la comunicación con el ordenador ocomputadora. Esto hace que el programador pueda concentrarse en lafuncionalidad, ya que no esta sujeto a los detalles de la visualización ni a laentrada a través del mouse o el teclado. También permite a los programadorescrear programas que realicen de la misma forma las tareas más frecuentes, comoguardar un archivo, porque la interfaz proporciona mecanismos estándar decontrol como ventanas y cuadros de diálogo. Otra ventaja es que lasaplicaciones escritas para una interfaz gráfica de usuario son independientesde los dispositivos: a medida que la interfaz cambia para permitir el uso denuevos dispositivos de entrada y salida, como un monitor de pantalla grande o undispositivo óptico de almacenamiento, las aplicaciones pueden utilizarlos sinnecesidad de cambios. 2.-Funciones de los Sistemas Operativos. ü Interpreta loscomandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador. ü Coordina ymanipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, lasunidades de disco, el teclado o el mouse. ü Organiza losarchivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles,discos duros, discos compactos o cintas magnéticas. ü Gestiona loserrores de hardware y la pérdida de datos. ü Servir de basepara la creación del software logrando que equipos de marcas distintasfuncionen de manera análoga, salvando las diferencias existentes entre ambos. ü Configura elentorno para el uso del software y los periféricos; dependiendo del tipo de máquinaque se emplea, debe establecerse en forma lógica la disposición y característicasdel equipo. Como por ejemplo, una microcomputadora tiene físicamente dosunidades de disco, puede simular el uso de otras unidades de disco, que puedenser virtuales utilizando parte de la memoria principal para tal fin. En caso deestar conectado a una red, el sistema operativo se convierte en la plataforma detrabajo de los usuarios y es este quien controla los elementos o recursos quecomparten. De igual forma, provee de protección a la información que almacena. 3.-Categoría de los Sistemas Operativos. 3.1.- Sistema Operativo Multitareas. Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos,mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existenvarios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) esun tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan almismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activarotra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primerplano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitareacooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas ensegundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de latarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicaciónesta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lopermita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarearecibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Paramantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o seprocesa en orden secuencial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho máslento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones demultitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas. 3.2.-Sistema Operativo Monotareas. Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo locontrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso encada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplocuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otroproceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión. 3.3.-Sistema Operativo Monousuario. Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a unsolo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programaso el tipo de aplicación que se este ejecutando. Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los dispositivos deentrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas deinmediato; ya que existe un solo usuario. Y están orientados principalmente porlos microcomputadores. 3.4.-Sistema Operativo Multiusuario. Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentrantodos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o másusuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se empleanespecialmente en redes. En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo(timesharing). 3.5.-Secuencia por Lotes. La secuencia por lotes o procesamiento por lotes en microcomputadoras, esla ejecución de una lista de comandos del sistema operativo uno tras otro sinintervención del usuario. En los ordenadores más grandes el proceso derecogida de programas y de conjuntos de datos de los usuarios, la ejecución deuno o unos pocos cada vez y la entrega de los recursos a los usuarios.Procesamiento por lotes también puede referirse al proceso de almacenartransacciones durante un cierto lapso antes de su envío a un archivo maestro,por lo general una operación separada que se efectúa durante la noche. Los sistemas operativos por lotes (batch), en los que los programas erantratados por grupos (lote) en ves de individualmente. La función de estossistemas operativos consistía en cargar en memoria un programa de la cinta yejecutarlo. Al final este, se realizaba el salto a una dirección de memoriadesde donde reasumía el control del sistema operativo que cargaba el siguienteprograma y lo ejecutaba. De esta manera el tiempo entre un trabajo y el otrodisminuía considerablemente. 3.6.-Tiempo Real. Un sistema operativo en tiempo real procesa las instrucciones recibidasal instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado. Este tipotiene relación con los sistemas operativos monousuarios, ya que existe un solooperador y no necesita compartir el procesador entre varias solicitudes. Su característica principal es dar respuestas rápidas; por ejemplo enun caso de peligro se necesitarían respuestas inmediatas para evitar una catástrofe. 3.7.-Tiempo Compartido. El tiempo compartido en ordenadores o computadoras consiste en el uso deun sistema por más de una persona al mismo tiempo. El tiempo compartido ejecutaprogramas separados de forma concurrente, intercambiando porciones de tiempoasignadas a cada programa (usuario). En este aspecto, es similar a la capacidadde multitareas que es común en la mayoría de los microordenadores o lasmicrocomputadoras. Sin embargo el tiempo compartido se asocia generalmente conel acceso de varios usuarios a computadoras más grandes y a organizaciones deservicios, mientras que la multitarea relacionada con las microcomputadorasimplica la realización de múltiples tareas por un solo usuario. 4.-Los Sistemas Operativos más Populares de las PC. Los sistemas operativos empleados normalmente son UNIX, Macintosh OS,MS-DOS, OS/2, Windows 95 y Windows NT. 4.1.-MS-DOS. El significado de estas letras es el de Microsoft Disk Operating System.Microsoft es el nombre de la compañía que diseño este sistema operativo, eIBM la compañía que lo hizo estándar al adoptarlo en sus microordenadores. Este sistema operativo emplea discos flexibles con una organizacióndeterminada. Los discos se pueden grabar por una o por dos caras y la informaciónse organiza en 40 pistas de 8 ó 9 sectores de un tamaño de 512 caracteres,reservándose el sistema para la propia información del disco, que puede serdisco removible o disco duro, teniendo en el segundo más capacidad pero similarestructura. Los nombres de los ficheros en MS-DOS, para los que se emplean tantoletras como números, se componen de dos partes: el nombre del fichero y laextensión, estando ambos datos separados por un punto. Las diferentes unidadesde disco son identificadas por el MS-DOS a través de una letra seguida de dospuntos. Los tipos de extensión más habituales son como aparecería la memoriacargada con ellos; es decir, que pueden cargar directamente a memoria sin elauxilio del sistema operativo. Los de extensión .EXE precisan que el cargador del DOS los coloque enmemoria, lo que significa que el sistema operativo debe estar en memoria. Losdel tipo .BAT son los compuestos de comandos que se ejecutan secuencialmente. El sistema operativo tiene varios componentes que son: - Rutinas decontrol, que funcionan con el programa IBM.DOS, y se encargan de las operacionesde entrada / salida. - Procesador decomandos, también llamado COMMAND.COM, que procesa los dos tipos de comandos de que dispone el DOS; es decir, los residentesen memoria o internos, y los no residentes o externos, que residen en el discodel sistema operativo. - Rutinas deservicios accesibles desde el programa control. También existe la posibilidad de subdividir el disco en subdirectoriosque permiten un empleo más ágil de toda la información. MS-DOS esta lejos de ser el sistema operativo ideal, ya que, de momento,se trata de un sistema monotarea, pero aunque esto se resolviera, seguiríapresentando problemas de diseño que provocan que el comportamiento de la máquinasea poco fiable. A pesar de estas desventajas y de que existen otros sistemasoperativos en el mundo de la microinformática, hay que tener siempre presentela enorme cantidad de software que se ha desarrollado para DOS y que convieneaprovechar en lo posible. 4.2.-OS/2. Desarrollado inicialmente por Microsoft Corporation e InternationalBusiness Machines (IBM), después de que Intel introdujera al mercado suprocesador 80286. Pero la sociedad no duro mucho ya que IBM veía a Windows comouna amenaza para el SO/2. Pero IBM continuo desarrollando este sistema operativo. El OS/2 alprincipio fue muy parecido al MS-DOS, tiene una línea de comando, pero ladiferencia que existe con el DOS es el intérprete de comandos, el cual es unprograma separado del kernel del sistema operativo y aparece únicamente cuandose hace clic en uno de los iconos “OS/2 prompt” dentro del Workplace Shell.Otra diferencia es que este sí en un sistema operativo multitarea. En el OS/2 muchos de los comandos son idénticos a los de su contra partepero tiene más comandos debido a que es más grande, completo y moderno. El ambiente gráfico es el Workplace Shell (WS), es el equivalente a unadministrador del área de trabajo para el WS. 4.3.-Macintosh OS. El sistema operativo constituye la interfaz entre las aplicaciones y elhardware del Macintosh. El administrador de memoria obtiene y libera memoria enforma automática para las aplicaciones y el sistema operativo. Esta memoria seencuentra normalmente en un área llamada cúmulo. El código de procedimientosde una aplicación también ocupa espacio en el cúmulo. Ahora se presenta unalista de los principales componentes del sistema operativo. ° El cargador desegmentos carga los programas por ejecutar. Una aplicación se puede cargarcompleta o bien puede dividirse en segundos individuales que se pueden cargar demanera dinámica conforme se necesiten. ° Eladministrador de eventos del sistema operativo informa de la ocurrencia dediversos eventos de bajo nivel, como la presión de un botón del mouse o eltecleo. En condiciones normales, el administrador de eventos de la caja deherramientas transfiere estos eventos a las aplicaciones. ° Eladministrador de archivos se encarga de la entrada / salida de archivos; eladministrador de dispositivos se encarga de la entrada / salida de dispositivos. ° Los manejadoresde dispositivos son programas con los cuales los diversos tipos de dispositivospueden presentar interfaces uniformes de entrada / salida a las aplicaciones.Tres manejadores de dispositivo están integrados al sistema operativo en ROM:el manejador de disco se encarga del acceso a la información en discos, elmanejador de sonido controla los generadores de sonido, y el manejador en serieenvía y recibe datos a través de los puertos seriales (estableciendo así lacomunicación con dispositivos periféricos en serie como impresoras y módems). ° Con elmanejador de impresoras las aplicaciones pueden imprimir datos en diversasimpresoras. ° Con eladministrador de AppleTalk las aplicaciones pueden transmitir y recibirinformación en una red de comunicaciones AppleTalk. ° ElAdministrador de retrazado vertical programa las actividades por realizardurante las interrupciones de retrazado vertical que ocurren 60 veces cadasegundo cuando se refresca la pantalla de vídeo. ° El manejador deerrores del sistema toma el control cuando ocurre un error fatal del sistema yexhibe un cuadro de error apropiado. ° Los programasde utilidad general del sistema operativo ofrecen diversas funciones útilescomo la obtención de la fecha y la hora, la comparación de cadenas decaracteres y muchas más. ° El paquete deiniciación es llamado por el paquete de archivos estándar para iniciar ynombrar discos; se aplica con más frecuencia cuando el usuario inserta un discoal que no se le han asignado valores iniciales. ° El paquete dearitmética de punto flotante ofrece aritmética de doble precisión. El paquetede funciones trascendentales ofrece un generador de números aleatorios, asícomo funciones trigonométricas, logarítmicas, exponenciales y financieras. Loscompiladores de Macintosh generan en forma automática llamadas a estos paquetespara realizar manipulaciones numéricas. 4.4.-UNIX. Es un sistema operativo multiusuario que incorpora multitarea. Fuedesarrollado originalmente por Ken Thompson y Dennis Ritchie en los laboratoriosde AT&T Bell en 1969 para su uso enminicomputadoras. El sistema operativo UNIX tiene diversas variantes y seconsidera potente, más transportable e independiente de equipos concretos queotros sistemas operativos porque esta escrito en lenguaje C. El UNIX estadisponible en varias formas, entre las que se cuenta AIX, una versión de UNIXadaptada por IBM (para su uso en estaciones de trabajo basadas en RISC), A/ux(versión gráfica para equipos Apple Macintosh) y Mach (un sistema operativoreescrito, pero esencialmente compatible con UNIX, para las computadoras NeXT). El UNIX y sus clones permiten múltiples tareas y múltiples usuarios. Susistema de archivos proporciona un método sencillo de organizar archivos ypermite la protección de archivos. Sin embargo, las instrucciones del UNIX noson intuitivas. Este sistema ofrece una serie de utilidades muy interesantes, como lassiguientes: ° Inclusión decompiladores e interpretes de lenguaje. ° Existencia deprogramas de interfase con el usuario, como ventanas, menús, etc. ° Muchasfacilidades a la hora de organización de ficheros. ° Inclusión delenguajes de interrogación. ° Facilidades gráficas. ° Programas deedición de textos. 4.5.-Microsoft Windows NT. Microsoft no solo seha dedicado a escribir software para PCs de escritorio sino también parapoderosas estaciones de trabajo y servidores de red y bases de datos. El sistema operativo Windows NT de Microsoft, lanzado al mercado el 24 deMayo de 1993, es un SO para redes que brinda poder, velocidad y nuevas características;además de las características tradicionales. Es un SO de 32 bits, y que puedetrabajar en procesadores 386, 486 y Pentium. Además de ser multitarea, multilectura y multiprocesador ofrece unainterfaz gráfica. Y trae todo el software necesario para trabajar en redes,permitiendo ser un cliente de la red o un servidor. 4.6.-Microsoft Windows 95. Es un entorno multitarea dotado de una interfaz gráfica de usuario, quea diferencia de las versiones anteriores, Windows 95 no necesita del MS-DOS paraser ejecutado, ya que es un sistema operativo. Este SO esta basado en menús desplegables, ventanas en pantalla y undispositivo señalador llamado mouse. Una de las características principales deWindows 95 es que los nombres de los archivos no están restringidos a ochocaracteres y tres de la extensión, pueden tener hasta 256 caracteres para teneruna descripción completa del contenido del archivo. Además posee Plug andPlay, una tecnología conjuntamente desarrollada por los fabricantes de PCs, conla cual un usuario puede fácilmente instalar o conectar dispositivospermitiendo al sistema automáticamente alojar los recursos del hardware sin laintervención de usuario. 5.-Optimización del Sistema Operativo con utilerías de Software. 5.1.-Fragmentación de Archivos. Es una condición por la que los archivos se dividen en el disco en pequeñossegmentos separados físicamente entre si. Esta condición es una consecuencianatural del crecimiento de los archivos y de su posterior almacenamiento en undisco lleno. Este disco ya no contendría bloques contiguos de espacio libre losuficientemente grandes como para almacenar los archivos. La fragmentación dearchivos no es un problema de integridad, aunque a veces puede ocurrir que lostiempos de acceso y de lectura aumenten si el disco esta muy lleno y elalmacenamiento se ha fragmentado incorrectamente. Existen productos de softwarepara organizar u optimizar el almacenamiento de archivos. En una base de datos, la fragmentación del archivo es una situación enla cual los registros no se graban en su secuencia de acceso optima debido a lascontinuas adiciones y eliminaciones de registros. La mayoría de los sistemas debases de datos cuentan con utilidades que reordenan los registros para mejorarel rendimiento de acceso y recuperar el espacio libre ocupado por los registrosborrados. 5.2.-Compresión de Datos. También llamada compactación de datos. Y es el término que se aplica adiversos métodos para compartir la información a fin de permitir una transmisióno almacenamiento más eficaces. La velocidad de compresión y descompresión yel porcentaje de compresión (la relación entre los datos comprimidos y sincomprimir) dependen del tipo de los datos y el algoritmo utilizado. Una técnicade compresión de archivos de texto, la llamada codificación de palabras clave,sustituye cada palabra que aparece con frecuencia como por ejemplo elo dos por un puntero (uno o dosbytes) a una entrada de una tabla (que se guarda en el archivo) de palabras. Lastécnicas de compresión fuzzy (porejemplo JPEG), utilizadas en compresión de audio y vídeo, tienen un porcentajede compresión muy elevado, pero no permiten recuperar exactamente el original. 5.3.-Administración de Memoria. Sea cual sea el esquema de organización del almacenamiento que se adoptepara un sistema específico, es necesario decir que estrategias se debenutilizar para obtener un rendimiento optimo. Las estrategias de administracióndel almacenamiento, determinar el comportamiento de una organización dealmacenamiento determinada cuando se siguen diferentes políticas: ¿ Cuándo setoma un nuevo programa para colocarlo en la memoria ? ¿ Se toma el programacuando el sistema lo solicita específicamente o se intenta anticiparse a laspeticiones del sistema ? ¿ En que lugar del almacenamiento principal se colocael siguiente programa por ejecutar ? ¿ Se coloca los programas lo más cercaposible uno del otro en los espacios disponibles de la memoria principal parareducir al mínimo el desperdicio de espacio, o se colocan los programas lo másrápido posible para reducir al mínimo el tiempo de ejecución ?. Conclusión Luego de haber investigado y analizado se puede ver que se handesarrollado varios tipos de sistemas operativos con diferentes interfaces ycategorías. Pero hemos podido observar que todos los sistemas operativos hansufrido cambios por parte de los programadores, y siguen evolucionando. El diálogo entre el usuario y la máquina suele realizarse a través deuna interfaz de línea de comandos o de una interfaz gráfica de usuario (GUI,siglas en inglés). Las interfaces de línea de comandos exigen que seintroduzcan instrucciones breves mediante un teclado. Las GUI emplean ventanaspara organizar archivos y aplicaciones con iconos y menús que presentan listasde instrucciones. El usuario manipula directamente estos objetos visuales en elmonitor señalándolos, seleccionándolos y arrastrándolos o moviéndolos conun mouse. El uso de las GUI es más sencillo que el de las interfaces de línea decomandos. Sin embargo, la introducción de instrucciones con una GUI es máslenta, por lo que las GUI suelen tener la opción de emplear un sistemaequivalente al de línea de instrucciones como alternativa rápida para losusuarios más expertos. Los sistemas operativos empleados normalmente son UNIX, Macintosh OS,MS-DOS, OS/2, Windows 95 y Windows NT. El UNIX y sus clones permiten múltiplestareas y múltiples usuarios. Otros SO multiusuario y multitarea son OS/2,desarrollado inicialmente por Microsoft e IBM, Windows NT y Win95 desarrolladospor Microsoft. El SO multitarea de Apple se denomina Macintosh OS. El MS-DOS esun SO popular entre los usuarios de PCs pero solo permite un usuario y unatarea. Bibliografía & Daitel,H. M. Sistemas Operativos. Segunda Edición. & EnciclopediaGuía del Estudiante, Nuevas Tecnologías. Editorial Cultural, S. A. España1996. & EnciclopediaMicrosoft ® Encarta ® 98. ©1993 - 1997 Microsoft Corporation. & Manualde Usuario, Microsoft Windows 95. 1995. Trabajoenviado por:
Articulos relacionados:
|
