Indice Principal

Unidad 1: Sistemas operativos.

Introducción a los sistemas operativos

Funciones principales del Sistema Operativo
Componentes del sistema operativo
Clasificación y ejemplos de los Sistemas Operativos
Evolución de los Sistemas Operativos


Unidad 2: Procesos
Procesos y planificación
Procesos ligeros o hilos
Sección crítica y exclusión mutua
Algoritmos de Planificación de Procesos
Concurrencia


Unidad 3: Memoria
Administración básica de memoria
Memoria virtual
Operación básica de la Memoria Virtual
Paginación y segmentación


Unidad 4: Archivos

Sistemas de Archivos

Archivo (informática)

Seguridad en los Sistemas de Archivos

Seguridad en los Sistemas de Archivos

Se entenderá por seguridad a los problemas generales relativos a la garantía de que los archivos no sean leídos o modificados por personal no autorizado; esto incluye aspectos técnicos, de administración, legales y políticos.
Se consideraran mecanismos de protección a los mecanismos específicos del sistema operativo utilizados para resguardar la información de la computadora.
La frontera entre seguridad y mecanismos de protección no está bien definida.
Dos de las más importantes facetas de la seguridad son:

• La pérdida de datos.
• Los intrusos.

Algunas de las causas más comunes de la pérdida de datosson:

• Actos y hechos diversos, como incendios, inundaciones, terremotos, guerras, revoluciones, roedores, etc.
• Errores de hardware o de software, como fallas en la cpu, discos o cintas ilegibles, errores de telecomunicación, errores en los programas, etc.
• Errores humanos, por ej., entrada incorrecta de datos, mal montaje de cintas o discos, ejecución incorrecta de programas, pérdida de cintas o discos, etc.

La mayoría de estas causas se pueden enfrentar con el mantenimiento de los respaldos (back-ups) adecuados; debería haber copias en un lugar alejado de los datos originales.Respecto del problema de los intrusos, se los puede clasificar como:

• Pasivos: solo desean leer archivos que no están autorizados a leer.
• Activos: desean hacer cambios no autorizados a los datos.

Para diseñar un sistema seguro contra intrusos:

• Hay que tener en cuenta el tipo de intrusos contra los que se desea tener protección.
• Hay que ser consciente de que la cantidad de esfuerzo que se pone en la seguridad y la protección depende claramente de quién se piensa sea el enemigo.

Algunos tipos de intrusos son los siguientes:

• Curiosidad casual de usuarios no técnicos.
• Conocidos (técnicamente capacitados) husmeando.
• Intentos deliberados por hacer dinero.
• Espionaje comercial o militar.

Otro aspecto del problema de la seguridad es la privacía:

• Protección de las personas respecto del mal uso de la información en contra de uno mismo.
• Implica aspectos legales y morales.

También debe señalarse la posibilidad del ataque del caballo de Troya:

• Modificar un programa normal para que haga cosas adversas además de su función usual.
• Arreglar las cosas para que la víctima utilice la versión modificada.

Además debe considerarse la posibilidad de ataques al estilo del gusano de Internet:

• Fue liberado por Robert Tappan Morris el 02/11/88 e hizo que se bloquearan la mayoría de los sistemas Sun y Vax de Internet (fue descubierto y condenado).
• Constaba de un programa arrancador y del gusano propiamente dicho.
• Utilizaba fallas se seguridad del Unix y de los programas Finger y Sendmail de Internet.

Una forma de probar la seguridad de un sistema es contratar un grupo de expertos en seguridad, conocido como el equipo tigre o equipo de penetración, cuyo objetivo es intentar penetrar el sistema de seguridad para descubrir sus falencias y proponer soluciones.Otro aspecto importante de la seguridad consiste en no subestimar los problemas que puede causar el personal.

Archivo (informática)

Un archivo o fichero informático es un conjunto de bits almacenado en un dispositivo.

Un archivo es identificado por un nombre y la descripción de la carpeta o directorio que lo contiene. A los archivos informáticos se les llama así porque son los equivalentes digitales de los archivos escritos en libros, tarjetas, libretas, papel o microfichas del entorno de oficina tradicional. Los archivos informáticos facilitan una manera de organizar los recursos usados para almacenar permanentemente datos en un sistema informático virtual.

Contenido de los archivos

En lo que concierne al sistema operativo, un archivo es, en la mayoría de los casos, simplemente un flujo unidimensional de bits , que es tratado por el sistema operativo como una única unidad lógica. Un archivo de datos informático normalmente tiene un tamaño, que generalmente se expresa en bytes; en todos los sistemas operativos modernos, el tamaño puede ser cualquier número entero no negativo de bytes hasta un máximo dependiente del sistema. Depende del software que se ejecuta en la computadora el interpretar esta estructura básica como por ejemplo un programa, un texto o una imagen, basándose en su nombre y contenido. Los tipos especiales de archivos, como los nodos de dispositivo que representan simbólicamente partes del hardware, no consisten en un flujo de bits y no tienen tamaño de archivo.

Los datos de un archivo informático normalmente consisten en paquetes más pequeños de datos (a menudo llamados registros o líneas) que son individualmente diferentes pero que comparten algún rasgo en común. Por ejemplo, un archivo de nóminas puede contener datos sobre todos los empleados de una empresa y los detalles de su nómina; cada registro del archivo de nóminas se refiere únicamente a un empleado, y todos los registros tienen la característica común de estar relacionados con las nóminas -esto es muy similar a colocar todos los datos sobre nóminas en un archivador concreto en una oficina que no tenga ninguna computadora. Un archivo de texto puede contener líneas de texto, correspondientes a líneas impresas en una hoja de papel.

La manera en que se agrupan los datos en un archivo depende completamente de la persona que diseñe el archivo. Esto ha conducido a una plétora de estructuras de archivo más o menos estandarizadas para todos los propósitos imaginables, desde los más simples a los más complejos. La mayoría de los archivos informáticos son usados por programas de computadora. Estos programas crean, modifican y borran archivos para su propio uso bajo demanda. Los programadores que crean los programas deciden qué archivos necesitan, cómo se van a usar, y (a menudo) sus nombres.

En algunos casos, los programas de computadora manipulan los archivos que se hacen visibles al usuario de la computadora. Por ejemplo, en un programa de procesamiento de texto, el usuario manipula archivos-documento a los que él mismo da nombre. El contenido del archivo-documento está organizado de una manera que el programa de procesamiento de texto entiende, pero el usuario elige el nombre y la ubicación del archivo, y proporciona la información (como palabras y texto) que se almacenará en el archivo.

Muchas aplicaciones empaquetan todos sus archivos de datos en un único archivo, usando marcadores internos para discernir los diferentes tipo de información que contienen. Los archivos de datos usados por juegos como Doom y Quake son ejemplos de esto.

Los archivos de una computadora se pueden crear, mover, modificar, aumentar, reducir y borrar. En la mayoría de los casos, los programas de computadora que se ejecutan en la computadora se encargan de estas operaciones, pero el usuario de una computadora también puede manipular los archivos si es necesario. Por ejemplo, los archivos de Microsoft Office Word son normalmente creados y modificados por el programa Microsoft Word en respuesta a las órdenes del usuario, pero el usuario también puede mover, renombrar o borrar estos archivos directamente usando unprograma gestor de archivos como Windows Explorer (en computadoras con sistema operativo Windows).

También un archivo es un documento donde uno introduce algún tipo de Dato para almacenar en un objeto que lo pueda leer o modificar como una computadora.

Sistemas de Archivos

Los sistemas de archivos o ficheros (en inglés:filesystem), estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de una computadora), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos.

Paginación y segmentación

Paginación
Es una forma de disminuir la fragmentación externa.

Es usada por casi todas las arquitecturas de hardware y por los SO.

Las direcciones lógicas no se disponen continuamente en la memoria física.
Consiste en dividir la memoria física en secciones de memoria, llamadas marcos, y dividir la memoria lógica en secciones del mismo tamaño, llamadas páginas.
El tamaño es fijo, y determinado por el hardware (4kb, 2Mb y 4Mb en i386)

Implementación de Segmentación

El hardware tiene que soportar protección de memoria por registros base/limite.
Las direcciones lógicas determinan el segmento y el offset dentro del segmento y al igual que en paginación, se divide la dirección en dos: una parte define el segmento y otra el offset.
El SO mantiene una tabla de segmentos: La tabla es propia de cada programa. Se guardan las direcciones base y límite del segmento y otra información como ‘tipo de acceso’.
En paginación, los compiladores no tienen que saber si el sistema esta usando paginación o no, ya que siempre crean un continuo de direcciones lógicas. En segmentación, en cambio, los compiladores deben saber si tienen que generar direcciones utilizando segmentos diferentes, tienen que saber por ejemplo que parte de la dirección lógica define el segmento.
Al igual que en paginación, también se puede guardar la tabla de segmentos en registos o en memoria. Si es en memoria, existe un registro especial que indica dónde comienza la tabla de segmentos
En segmentación, la división lógica de la memoria permite definir segmentos RO de texto y compartirlos entre diferentes programas. En paginación pura es mas complicado, ya que una misma página podría tener parte de texto y parte de data

Operación básica de la Memoria Virtual

Cuando se usa memoria virtual, o cuando una dirección es leída o escrita por la CPU, una parte del hardware dentro de la computadora traduce las direcciones de memoria generadas por el software (direcciones virtuales) en:

• la dirección real de memoria (la dirección de memoria física).
• una indicación de que la dirección de memoria deseada no se encuentra en memoria principal (llamado excepción de memoria virtual)

En el primer caso, la referencia a la memoria es completada, como si la memoria virtual no hubiera estado involucrada: el software accede donde debía y sigue ejecutando normalmente. En el segundo caso, el sistema operativo es invocado para manejar la situación y permitir que el programa siga ejecutando o aborte según sea el caso. La memoria irreal es una técnica para proporcionar la simulación de un espacio de memoria mucho mayor que la memoria física de una máquina. Esta "ilusión" permite que los programas se ejecuten sin tener en cuenta el tamaño exacto de la memoria física.

La ilusión de la memoria virtual está soportada por el mecanismo de traducción de memoria, junto con una gran cantidad de almacenamiento rápido en disco duro. Así en cualquier momento el espacio de direcciones virtual hace un seguimiento de tal forma que una pequeña parte de él, está en memoria física y el resto almacenado en el disco, y puede ser referenciado fácilmente.

Debido a que sólo la parte de memoria virtual que está almacenada en la memoria principal es accesible a la CPU, según un programa va ejecutándose, la proximidad de referencias a memoria cambia, necesitando que algunas partes de la memoria virtual se traigan a la memoria principal desde el disco, mientras que otras ya ejecutadas, se pueden volver a depositar en el disco (archivos de paginación).

La memoria virtual ha llegado a ser un componente esencial de la mayoría de los sistemas operativos actuales. Y como en un instante dado, en la memoria sólo se tienen unos pocos fragmentos de un proceso dado, se pueden mantener más procesos en la memoria. Es más, se ahorra tiempo, porque los fragmentos que no se usan no se cargan ni se descargan de la memoria. Sin embargo, el sistema operativo debe saber cómo gestionar este esquema.

La memoria virtual también simplifica la carga del programa para su ejecución, llamada reubicación, este procedimiento permite que el mismo programa se ejecute en cualquier posición de la memoria física.

En un estado estable, prácticamente toda la memoria principal estará ocupada con fragmentos de procesos, por lo que el procesador y el S.O tendrán acceso directo a la mayor cantidad de procesos posibles, y cuando el S.O traiga a la memoria un fragmento, deberá expulsar otro. Si expulsa un fragmento justo antes de ser usado, tendrá que traer de nuevo el fragmento de manera casi inmediata. Demasiados intercambios de fragmentos conducen a lo que se conoce como hiperpaginación: donde el procesador consume más tiempo intercambiando fragmentos que ejecutando instrucciones de usuario. Para evitarlo el sistema operativo intenta adivinar, en función de la historia reciente, qué fragmentos se usarán con menor probabilidad en un futuro próximo (véase algoritmos de reemplazo de páginas).

Los argumentos anteriores se basan en el principio de cercanía de referencias o principio de localidad que afirma que las referencias a los datos y el programa dentro de un proceso tienden a agruparse. Por lo tanto, es válida la suposición de que, durante cortos períodos de tiempo, se necesitarán sólo unos pocos fragmentos de un proceso.

Una manera de confirmar el principio de cercanía es considerar el rendimiento de un proceso en un entorno de memoria virtual.

El principio de cercanía sugiere que los esquemas de memoria virtual pueden funcionar. Para que la memoria virtual sea práctica y efectiva, se necesitan dos ingredientes. Primero, tiene que existir un soporte de hardware y, en segundo lugar, el S.O debe incluir un software para gestionar el movimiento de páginas o segmentos entre memoria secundaria y memoria principal.

Justo después de obtener la dirección física, y antes de consultar el dato en memoria principal, se busca en memoria-cache. Si está entre los datos recientemente usados, la búsqueda tendrá éxito, pero si falla, la memoria virtual consultará la memoria principal ó, en el peor de los casos, el disco (swapping).

Memoria virtual

La memoria virtual es una técnica de gestión de la memoria que permite que el sistema operativo disponga, tanto para el software de usuario como para sí mismo, de mayor cantidad de memoria que la disponible físicamente. La mayoría de los ordenadores tienen cuatro tipos de memoria: registros en la CPU, la memoria caché (tanto dentro como fuera del CPU), la memoria RAM y el disco duro. En ese orden, van de menor capacidad y mayor velocidad a mayor capacidad y menor velocidad.

Muchas aplicaciones requieren acceso a más información (código y datos) que la que se puede mantener en memoria física. Esto es así sobre todo cuando el sistema operativo permite múltiples procesos y aplicaciones ejecutándose simultáneamente. Una solución al problema de necesitar mayor cantidad de memoria de la que se posee consiste en que las aplicaciones mantengan parte de su información en disco, moviéndola a la memoria principal cuando sea necesario. Hay varias formas de hacer esto.

Administración básica de memoria

Monoprogramación sin intercambio ni paginación.

Se utiliza cuando solo se tiene un proceso que ocupe la memoria a la vez, el esquema de la administración de la memoria es el más sencillo que hay. Sin embargo, éste método ya no tiene aplicación en la actualidad, ya que era visto en las computadoras con sistemas operativos de un solo usuario y una sola tarea. El usuario introducía su disco a la computadora (por lo general, la máquina no contaba con disco duro) y ejecutaba su aplicación, la cual acaparaba toda la memoria de la máquina.

Multiprogramación con particiones fijas.

Se realiza mediante el uso de particiones fijas o variables en la memoria. En las particiones fijas, la memoria se puede organizar dividiéndose en partes, las cuales pueden variar en tamaño. Esta partición la puede hacer el usuario en forma manual, al iniciar sesión en la máquina.

Hay dos maneras de asignar los procesos a ella:

1) Mediante el uso de una cola única que asigna los procesos a los espacios disponibles de la memoria conforme se vayan desocupando. El tamaño del hueco de memoria disponible es usado para localizar en la cola el primer proceso que quepa en él.

2) Buscar en la cola el proceso de tamaño mayor que se ajuste al hueco, sin embargo hay que tomar en cuenta que tal método discrimina a los procesos más pequeños. Dicho problema podría tener solución si se asigna una partición pequeña en la memoria al momento de hacer la partición inicial, el cual sería exclusivo para procesos pequeños.

Administración de la memoria con mapas de bits

Este tipo de administración divide la memoria en unidades de asignación, las cuales pueden ser tan pequeñas como unas cuantas palabras o tan grandes como varios kilobytes. A cada unidad de asignación le corresponde un bit en el mapa de bits, el cual toma el valor de 0 si la unidad está libre y 1 si está ocupada (o viceversa).

Administración de la memoria con listas enlazadas

Otra forma de mantener un registro de la memoria es mediante una lista ligada de los segmentos de memoria asignados o libres, en donde un segmento puede ser un proceso o un hueco entre dos procesos. La memoria de la figura está mostrada como una lista ligada de segmentos en la figura 7. Cada entrada de la lista especifica un hueco (H) o un proceso (P), la dirección donde comienza, su longitud y un apuntador a la siguiente entrada.

Concurrencia

La computación concurrente es la simultaneidad en la ejecución de múltiples tareas interactivas. Estas tareas pueden ser un conjunto de procesos o hilos de ejecución creados por un único programa. Las tareas se pueden ejecutar en una sola unidad central de proceso (multiprogramación), en varios procesadores o en una red de computadores distribuidos. La programación concurrente está relacionada con la programación paralela, pero enfatiza más la interacción entre tareas. Así, la correcta secuencia de interacciones o comunicaciones entre los procesos y el acceso coordinado de recursos que se comparten por todos los procesos o tareas son las claves de esta disciplina.

Algoritmos de Planificación de Procesos

Primero en llegar primero en ser servido

Conocido como FCFS (First Come First Served). Este algoritmo emplea una cola de procesos, asignando un lugar a cada proceso por el orden de llegada. Cuando el proceso llega es puesto en su lugar en la cola después del que llegó antes que él y se pone en estado de listo. Cuando un proceso comienza a ejecutarse no se interrumpe su ejecución hasta que termina de hacerlo.

Prioridad al más corto

Su nombre es SJF (Shortest Job First). El proceso que se encuentra en ejecución cambiará de estado voluntariamente, o sea, no tendrá un tiempo de ejecución determinado para el proceso. A cada proceso se le asigna el tiempo que usará cuando vuelva a estar en ejecución, y se irá ejecutando el que tenga un menor tiempo asignado. Si se da el caso de que dos procesos tengan igual valor en ese aspecto emplea el algoritmo FCFS.

Round Robin

A cada proceso se le asigna un tiempo determinado para su ejecución, el mismo tiempo para todos. En caso de que un proceso no pueda ser ejecutado completamente en ese tiempo se continuará su ejecución después de que todos los procesos restantes sean ejecutados durante el tiempo establecido. Este es un algoritmo basado en FCFS que trata la cola de procesos que se encuentran en estado de listos como una cola circular.

Planificación por prioridad

En este tipo de planificación a cada proceso se le asigna una prioridad siguiendo un criterio determinado, y de acuerdo con esa prioridad será el orden en que se atienda cada proceso.

Planificación garantizada

Para realizar esta planificación el sistema tiene en cuenta el número de usuarios que deben ser atendidos. Para un número "n" de usuarios se asignará a cada uno un tiempo de ejecución igual a 1/n.

Planificación de Colas Múltiples

El nombre se deriva de MQS (Multilevel Queue Schedulling). En este algoritmo la cola de procesos que se encuentran en estado de listos es dividida en un número determinado de colas más pequeñas. Los procesos son clasificados mediante un criterio para determinar en qué cola será colocado cada uno cuando quede en estado de listo. Cada cola puede manejar un algoritmo de planificación diferente a las demás.

Sección crítica y exclusión mutua

El método más sencillo de comunicación entre los procesos de un programa concurrente es el uso común de unas variables de datos. El problema de este sistema es que la acción de un proceso interfiere en las acciones de otro de una forma no adecuada. Para evitar este tipo de errores se pueden identificar aquellas regiones de los procesos que acceden a variables compartidas y dotarlas de la posibilidad de ejecución como si fueran una única instrucción. Se denomina sección crítica a aquellas partes de los procesos concurrentes que no pueden ejecutarse de forma concurrente o, que desde otro proceso se ven como si fueran una única instrucción. Esto quiere decir que si un proceso entra a ejecutar una sección crítica en la que accede a unas variables compartidas, entonces otro proceso no puede entrar a ejecutar una región crítica en la que se modifique las variables compartidas con el anterior. Las secciones críticas se pueden agrupar en clases, siendo mutuamente exclusivas las secciones críticas de cada una. Para conseguir dicha exclusión se deben implementar protocolos software que impidan o bloqueen el acceso a una sección crítica mientras está siendo utilizada por un proceso.
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Los algoritmos de exclusión mutua (comúnmente abreviada como mutex por mutual exclusion) se usan en programación concurrente para evitar que fragmentos de código conocidos como secciones críticas accedan al mismo tiempo a recursos que no deben ser compartidos.

La mayor parte de estos recursos son las señales, contadores, colas y otros datos que se emplean en la comunicación entre el código que se ejecuta cuando se da servicio a una interrupción y el código que se ejecuta el resto del tiempo. Se trata de un problema de vital importancia porque, si no se toman las precauciones debidas, una interrupción puede ocurrir entre dos instrucciones cualesquiera del código normal y esto puede provocar graves fallos.

La técnica que se emplea por lo común para conseguir la exclusión mutua es inhabilitar las interrupciones durante el conjunto de instrucciones más pequeño que impedirá la corrupción de la estructura compartida (la sección crítica). Esto impide que el código de la interrupción se ejecute en mitad de la sección crítica.

En un sistema multiprocesador de memoria compartida, se usa la operación indivisible test-and-set sobre una bandera, para esperar hasta que el otro procesador la despeje. La operación test-and-set realiza ambas operaciones sin liberar el bus de memoria a otro procesador. Así, cuando el código deja la sección crítica, se despeja la bandera. Esto se conoce como espera activa.

Algunos sistemas tienen instrucciones multioperación indivisibles similares a las anteriormente descritas para manipular las listas enlazadas que se utilizan para las colas de eventos y otras estructuras de datos que los sistemas operativos usan comúnmente.

La mayoría de los métodos de exclusión mutua clásicos intentan reducir la latencia y espera activa mediante las colas y cambios de contexto. Algunos investigadores afirman que las pruebas indican que estos algoritmos especiales pierden más tiempo del que ahorran.
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A pesar de todo lo dicho, muchas técnicas de exclusión mutua tienen efectos colaterales. Por ejemplo, los semáforos permiten interbloqueos (deadlocks) en los que un proceso obtiene un semáforo, otro proceso obtiene el semáforo y ambos se quedan a la espera de que el otro proceso libere el semáforo. Otros efectos comunes incluyen la inanición, en el cual un proceso esencial no se ejecuta durante el tiempo deseado, y la inversión de prioridades, en el que una tarea de prioridad elevada espera por otra tarea de menor prioridad, así como la latencia alta en la que la respuesta a las interrupciones no es inmediata.
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La mayor parte de la investigación actual en este campo, pretende eliminar los efectos anteriormente descritos. Si bien no hay un esquema perfecto conocido, hay un interesante esquema no clásico de envío de mensajes entre fragmentos de código que, aunque permite inversiones de prioridad y produce una mayor latencia, impide los interbloqueos.
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Algunos ejemplos de algoritmos clásicos de exclusión mutua son:
El algoritmo de Dekker.
El algoritmo de Peterson.

Procesos ligeros o hilos

Los procesos ligeros son programas en ejecución son básicamente procesos pero a diferencia de éstos últimos que solo tienen un hilo de ejecución los primeros tienen el hilo principal más hilos secundarios o hijos, en éste caso todos los procesos hijos comparten la información del hilo principal pero además puede cada hilo tener su información privada.

Dentro de la información propia tenemos:

• Contador de programa
• Pila
• Registros.
• Estado del proceso ligero.
• Dentro de la información compartida tenemos:
• Variables globales.
• Archivos abiertos
• Señales
• Semáforos.
• Contabilidad.

Procesos y planificación

Procesos

Un proceso es un programa en ejecución. Un proceso simple tiene un hilo de ejecución, por el momento dejemos esta última definición como un concepto, luego se verá en más detalle el concepto de hilo. Una vez definido que es un proceso nos podríamos preguntar cuál es la diferencia entre un programa y un proceso, y básicamente la diferencia es que un proceso es una actividad de cierto tipo que contiene un programa, entradas salidas y estados.
Los procesos pueden ser cooperantes o independientes, en el primer caso se entiende que los procesos interactúan entre sí y pertenecen a una misma aplicación. En el caso de procesos independientes en general se debe a que no interactúan y un proceso no requiere información de otros o bien porque son procesos que pertenecen a distintos usuarios.

Estados de los procesos

Un proceso puede estar en cualquiera de los siguientes tres estados: Listo, En ejecución y Bloqueado.
Los procesos en el estado listo son los que pueden pasar a estado de ejecución si el planificador los selecciona. Los procesos en el estado ejecución son los que se están ejecutando en el procesador en ese momento dado. Los procesos que se encuentran en estado bloqueado están esperando la respuesta de algún otro proceso para poder continuar con su ejecución. Por ejemplo operación de E/S.

Implantación de los procesos

La implementación del modelo de procesos se logra debido a que el sistema operativo almacena en una tabla denominada tabla de control de procesos información relativa a cada proceso que se esta ejecutando en el procesador. Cada línea de esta tabla representa a un proceso.
La información que se almacena es la siguiente:
1) Identificación del proceso.
2) Identificación del proceso padre.
3) Información sobre el usuario y grupo.
4) Estado del procesador.
5) Información de control de proceso
5.1) Información del planificador.
5.2) Segmentos de memoria asignados.
5.3) Recursos asignados.


Planificación de procesos

La planificación es el proceso por el cual el sistema operativo selecciona que proceso ejecutar. La selección del proceso se basa en alguno de los algoritmos de planificación que se describen más abajo.

Evolución de los Sistemas Operativos

Evolución de los Sistemas Operativos 

1969: Tres programadores de los laboratorios Bell (Ken Thompson, Dennis Ritchie y Douglas MCIlroy) crean el sistema operativo UNIX, aún en tiempos de terminal y sin entornos graficos existentes. 

 

1973: Xerox crea lo que podemos llamar la “primera computadora personal mas o menos decente”, la Xerox Alto con su sistema operativo propio. 

1974: Empieza la creación de BSD 1.0, que es rápidamente sucedida por BSD 2.0 en 1978. 

1979: Tim Paterson crea su sistema operativo 86-DOS, que posteriormente pasó a llamarse QDOS (Quick and Dirty Operative System). Dos años después Bill Gates compra QDOS por una suma entre 25 y 50 mil dólares y rebautiza dos veces, en primer lugar como PC-DOS, el cual vende como sistema operativo a IBM para que estos lo usen en sus PCs (IBM-PC), y en segundo lugar (un año más tarde) como MS-DOS, el cual, siendo una copia casi identica a PC-DOS, vende como sistema propio (el sistema operativo sólo, en disketes). 

 

1981: Nace Xerox Star, el sucesor de Xerox Alto. 

1983: Apple muestra su primera gran obra, la Apple Lisa System 1. 

1983: VisiCorp crea Visi On. 

1984: Mac OS System de la mano de Apple. 

1985: Microsoft Windows 1.0 ve la luz, aunque tras un grave fracaso debido a los errores que tenía, se ve rápidamente sucedido por Windows 1.01. 

1987: Andrew S. Tanenbaum crea MINIX, un sistema operativo basado en Unix y escrito en lenguaje C, cuyo principal objetivo era el aprendizaje informático (aprender como funciona un sistema operativo por dentro). Este sistema inspiró a Linus Torvalds para la creación del Núcleo Linux. Imágen de MINIX3. 

1987: Windows 2.0 aparece. 

1989: NeXTSTEP / OPENSTEP 

1990: BeOS de la mano de Be Incorporated. Imágen moderna. 

1990: Windows 3.0. Cuya famosa actualización gratuita a 3.11 (para Windows 3.1) salió 2 años después. 

1990: Richard Stallman crea el sistema GNU de software libre y el Núcleo Hurd, el cual no parece ser tan bueno para el sistema GNU como lo que Linus Torvalds crearía un año después, el Núcleo Linux. En 1992, el sistema GNU y el Núcleo Linux se unen formalmente para crear GNU/Linux, un sistema con docenas de distribuciones (“versiones” que son creadas en paralelo por diversos grupos independientes de programadores) 

1995: Windows 95. 

1996: IBM saca la nueva versión de su sistema operativo: OS/2 Warp 4. 

1997: Mac OS System 8 

1998: Windows 98. 

1998: GNU/Linux sigue avanzando y una de sus más famosas distribuciones, Mandrake Linux, saca su primera versión (5.1). 

2001: Mac OS X. 

2001: Windows XP. 

2006: Ubuntu, la más famosa distribución de GNU/Linux de la actualidad, nace (en varios idiomas). 

2006: Empiezan a aparecer los sistemas operativos en la Nube (Internet), como es el caso de EyeOS. 

2007: Windows Vista. 

2007: Mac OS X Leopard 

2009: Windows 7 aparece 

2011: Ubuntu saca su versión 11.04, cambiando de interfáz Gnome a Unity. 

Clasificación y ejemplos de los Sistemas Operativos

Clasificación de los Sistemas Operativos

Los sistemas operativos pueden ser clasificados de la siguiente forma:

• Multiusuario: Permite que dos o más usuarios utilicen sus programas al mismo tiempo. Algunos sistemas operativos permiten a centenares o millares de usuarios al mismo tiempo.
• Multiprocesador: soporta el abrir un mismo programa en más de una CPU.
• Multitarea: Permite que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.
• Multitramo: Permite que diversas partes de un solo programa funcionen al mismo tiempo.
• Tiempo Real: Responde a las entradas inmediatamente. Los sistemas operativos como DOS y UNIX, no funcionan en tiempo real.

Ejemplos de Sistema Operativo

A continuación detallamos algunos ejemplos de sistemas operativos:

Familia Windows

• Windows 95
• Windows 98
• Windows ME
• Windows NT
• Windows 2000
• Windows 2000 server
• Windows XP
• Windows Server 2003
• Windows CE
• Windows Mobile
• Windows XP 64 bits
• Windows Vista (Longhorn)
• Windows 7
• Windows 8

Familia Macintosh

• Mac OS 7
• Mac OS 8
• Mac OS 9
• Mac OS X

Familia UNIX

• AIX
• AMIX
• GNU/Linux
• GNU / Hurd
• HP-UX
• Irix
• Minix
• System V
• Solaris
• UnixWare

Componentes del sistema operativo

El sistema operativo está compuesto por un conjunto de paquetes de software que pueden utilizarse para gestionar las interacciones con el hardware. Estos elementos se incluyen por lo general en este conjunto de software:

• El núcleo, que representa las funciones básicas del sistema operativo, como por ejemplo, la gestión de la memoria, de los procesos, de los archivos, de las entradas/salidas principales y de las funciones de comunicación.
• El intérprete de comandos, que posibilita la comunicación con el sistema operativo a través de un lenguaje de control, permitiendo al usuario controlar los periféricos sin conocer las características del hardware utilizado, la gestión de las direcciones físicas, etcétera.
• El sistema de archivos, que permite que los archivos se registren en una estructura arbórea.

Funciones principales del Sistema Operativo

El sistema operativo cumple varias funciones:

• Administración del procesador: el sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado.
• Gestión de la memoria de acceso aleatorio: el sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada "memoria virtual". La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.
• Gestión de entradas/salidas: el sistema operativo permite unificar y controlar el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).
• Gestión de ejecución de aplicaciones: el sistema operativo se encarga de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede "sucumbir".
• Administración de autorizaciones: el sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes.
• Gestión de archivos: el sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios.
• Gestión de la información: el sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.

Introducción a los sistemas operativos

Concepto


El sistema operativo (a veces también citado mediante su forma abreviada OS en inglés) se encarga de crear el vínculo entre los recursos materiales, el usuario y las aplicaciones (procesador de texto, videojuegos, etcétera). Cuando un programa desea acceder a un recurso material, no necesita enviar información específica a los dispositivos periféricos; simplemente envía la información al sistema operativo, el cual la transmite a los periféricos correspondientes a través de su driver (controlador). Si no existe ningún driver, cada programa debe reconocer y tener presente la comunicación con cada tipo de periférico. 

Interacción entre el SO con el resto de las partes.