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Hoy en día todos hemos utilizado la tecnología a través de dispositivos, como lo son las computadoras y los teléfonos inteligentes, pero ¿alguna vez hemos pensado en cómo funcionan estos?
Para que sea posible el funcionamiento de un dispositivo inteligente es necesario que tenga programado un ...

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UNIDAD I Introducción a los Sistemas Operativos

ENSAYO

SISTEMAS OPERATIVOS

ISC Marcella Yamilet Ortiz Guillén

Jueves 24 de septiembre del 2020

INTRODUCCIÓN Hoy en día todos hemos utilizado la tecnología a través de dispositivos, como lo son las computadoras y los teléfonos inteligentes, pero ¿alguna vez hemos pensado en cómo funcionan estos? Para que sea posible el funcionamiento de un dispositivo inteligente es necesario que tenga programado un sistema, al cual llamamos sistema operativo. Este sistema nos permite navegar a través de nuestro dispositivo, pues es como si nosotros mismos le estuviéramos dando órdenes sobre lo que tiene que hacer o queremos que haga. A continuación, se presentará información acerca de estos sistemas para que podamos ver un poco más allá de lo que es la pantalla de nuestros teléfonos y computadoras.

DESARROLLO

Definición y concepto El sistema operativo es el programa más importante ya sea de un dispositivo móvil o un pc. Este sistema nos permite usar dicho dispositivo, pues capta órdenes y hace lo que requerimos. Algunas de las cosas que el sistema operativo nos permite manejar o controlar es la memoria de un pc, los medios de almacenamiento de información, el disco, entre otras cosas. En pocas palabras, necesitamos del sistema operativo para poder controlar el ordenador. Existen sistemas operativos como lo son Windows, Linux, MAS OS, los cuales son para ordenadores; y Android y iOS, que son para dispositivos móviles.

Funciones y características Los sistemas operativos tienen 6 funciones: control de recursos, interpretación de comandos, manejo de errores, manejo de dispositivos de E/S, secuencia de tareas y protección. Para comprender cada uno de estos conceptos vamos a definirlos.

Control de Recursos Puede coordinar el funcionamiento de todos los elementos del ordenador, como lo son el procesador, la memoria, las operaciones, la información y todo el entorno del sistema en sí. Interpretación de Comandos Es un programa que traduce las instrucciones que el usuario da al ordenador en un lenguaje que este pueda entender para que realice una acción en específico. Manejo de Errores Se encarga de gestionar los errores que se presenten en el hardware y de la pérdida de datos.

Manejo de dispositivos de E/S Aquí es donde entran los dispositivos de almacenamiento como lo son los discos flexibles, discos duros y discos compactos, pues dentro de ellos se organizan los archivos. Secuencia de tareas Dentro de un sistema operativo debe de haber un orden de las tareas y acciones realizadas para que el proceso se lleve a cabo de manera correcta, es decir, el sistema operativo administra y define qué es lo que va primero y qué va después. Protección Además, también evita que las acciones que esté llevando a cabo un usuario afecten las de otro.

Un sistema operativo debe tener ciertas características y aquí se enumeran algunas de ellas.   

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Conveniencia. Un sistema operativo tiene que hacer que el uso del ordenador sea conveniente Eficiencia. Debe permitir que los recursos se usen de la mejor y más eficiente manera posible, además de que sea la más correcta Habilidad para evolucionar. El sistema operativo tiene que construirse de una manera apta para que permita el desarrollo de nuevas funciones del sistema sin que se vea afectado el servicio. Relacionar dispositivos. El SO debe encargarse de que los dispositivos periféricos se comuniquen cuando el usuario lo necesite o requiera. Organizar datos para acceso rápido y seguro. Algoritmos. Un SO hace que el uso de la computadora sea más racional y eficiente. Debe facilitarle al usuario la instalación y uso de las redes de computadoras Y, por último, un SO tiene que facilitarle al usuario el acceso y manejo de los dispositivos E/S.

Evolución histórica En la década de los 40 no existía el concepto de “Sistema Operativo”, por lo que los programadores interactuaban directamente con el hardware de los ordenadores trabajando en lenguaje binario. Sin embargo, en la década de los 50 es cuando surge este concepto. El primer Sistema Operativo fue creado en 1956 para un ordenador IBM 704, el cual lo único que hacía era comenzar la ejecución de un programa en cuanto el programa anterior terminaba. En los años 60 aparecen los conceptos “sistema multitarea”, “sistema multiusuario”, “sistema multiprocesadores” y “sistema en tiempo real”. Además, también apareció UNIX, que es la base de la mayoría de los SO actualmente.

Gracias a los ordenadores personales que salieron al público, en los años 70, aumentó el desarrollo y se creó el lenguaje de programación C.

Luego, en los años 80, se quiso facilitar el uso del sistema operativo, así que mejoraron el diseño teniendo como consecuencia las primeras interfaces de usuario. En esta década también fue cuando nacieron sistemas como MacOS, MS-DOS y Windows. Linux aparece en los años 90, donde además se publicó la primera versión del núcleo, el cual se unió GNU, que era un sistema operativo libre y que sólo necesitaba un núcleo funcional para completarse. Aunque conocemos este SO como Linux, realmente su nombre es GNU/Linux.

El matemático Harles Babbage invirtió su vida y su fortuna en construir una máquina analítica, pero no logró que esta funcionara debido a que requería de un software, y en su época la tecnología no era suficiente para que esto fuera posible. Luego de esto, Babbage contrató a una joven mujer llamada Ada Lovelace, y se convirtió en la primera programadora de la historia. En 1940, Howard Aiken, John von Neumann, J. PresperEckert, William Mauchley, Konrad Zuse, entre otros, construyeron máquinas calculadoras usando tubos de vacío. Eran máquinas enormes, pero más lentas que las computadoras personales más baratas de hoy en día. Toda la programación se realizaba en lenguaje de máquina; no existían los lenguajes de programación y nadie había oído hablar de los sistemas operativos. A principios de la década de 1950 la rutina mejoró un poco con las tarjetas perforadas, pues ya les era posible escribir programas en ellas e introducirlas para que fueran leídas.

A mediados de la década de 1950 se introdujo el transistor y las computadoras se hicieron tan confiables que se pudieron fabricar para vender. Aquí sí había una separación entre diseñadores, constructores, operadores, programadores y personal de mantenimiento. Solamente las empresas grandes, universidades o dependencias del gobierno podían solventarlas.

Clasificación Para clasificar a los sistemas operativos se tienen que tomar en cuenta ciertos criterios, como los siguientes:

De acuerdo al modo de administración de tareas, de estos hay 2: Monotarea: Sólo puede ejecutar en cierto momento y no puede interrumpir los procesos que ya están en acción. Multitarea: Este sí puede ejecutar varios procesos al mismo tiempo, además de que, en caso de que algún proceso lo solicite, es capaz de asignarles recursos de una manera alternada, lo que permite que el usuario perciba que todos estén funcionando al mismo tiempo.

De acuerdo al modo de administración de los usuarios: Monousuario: Únicamente ejecuta los programas a la vez de un solo usuario.

Multiusuario: Por el contrario, este ejecuta los programas de varios usuarios de manera simultánea, lo que permite que se acceda a los recursos de la computadora al mismo tiempo.

De acuerdo a la forma de manejo de los recursos: Centralizado: Permite que se utilicen los recursos de una sola computadora Distribuido: Permite que se utilicen los recursos de varias computadoras a la vez.

Existen, también, otras maneras de subdividir a los SO y se definen a continuación.

Sistemas operativos uniproceso: Es aquel que puede manejar únicamente un solo procesador de la computadora. Sistemas operativos multiproceso: Este es capaz de usar varios procesadores del sistema al momento de distribuir su carga de trabajo. Trabajan de forma simétrica o asimétrica. Cuando se trabaja simétricamente los procesos se envían a cualquiera de los procesadores que estén disponibles, teniendo así una mejor distribución. Por el contrario, cuando se trabaja asimétricamente el sistema selecciona uno de los procesadores y lo utiliza como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores existentes.

Estructura o estrato de diseño La estructura de un sistema operativo abarca componentes como la administración de procesos, administración de memoria, subsistema de entrada/salida, administración de almacenamiento secundario, y subsistema de archivos. Para conocer mejor cada uno de ellos vamos a definirlos a profundidad.

Administración de Procesos El SO debe ser el encargado de proveer ciertos servicios para que cada proceso pueda realizar su tarea. Entre estos servicios están los siguientes:    

Crear y destruir procesos Suspender y reanudar procesos Proveer mecanismos para la sincronización y comunicación entre procesos Proveer mecanismos para prevenir dead-locks o lograr salir de ellos

Administración de Memoria

El sistema se encarga de administrar el lugar libre y ocupado de la memoria, además de encargarse de:   

Mantener qué partes de la memoria están siendo usadas, y por quién. Decidir cuáles procesos serán cargados cuando haya espacio de memoria disponible, pero no la suficiente como para todos los procesos que deseamos. Quitar y asignar espacio de memoria conforme sea necesario.

Subsistema de Entrada/Salida El SO tiene que ocultar las características que son específicas de cada dispositivo y ofrecerles servicios comunes, entre los que se encuentran:    

Desmontaje y montaje de dispositivos Una interfaz entre el cliente y el SO para los device drivers. Técnicas de cache, buffering y spooling. Device drivers específicos

Administración de Almacenamiento secundario El SO tiene que ser responsable de las siguientes tareas, debido a que se utilizan discos para guardar la mayoría de la información:   

Administrar el espacio libre Asignarle la información requerida a un determinado lugar Algoritmos de planificación de disco

Subsistema de Archivos El SO tiene que proporcionar métodos para abrir, cerrar, crear, leer y escribir archivos.

Sistema de protección En este ámbito, la protección se refiere a los mecanismos por medio de los cuales se controla el acceso de los procesos a los recursos. Entendido esto, en un sistema multiusuario se deben tomar ciertas medidas para que se garantice que no hay interferencia entre los procesos.

Núcleo

El núcleo es la parte fundamental de un SO, pues es el software que permite acceder al hardware, ya que es complicado hacerlo de manera directa. Es decir, el núcleo le facilita al usuario el uso del hardware. Pero no es la única funcionalidad que tiene el núcleo, pues también se encarga de decidir qué programa puede hacer uso de un dispositivo hardware y durante cuánto tiempo, gestiona recursos a través de servicios en los que se hace un llamado al sistema y carga programas en memoria al iniciar el sistema haciéndolo permanecer en ella hasta que el sistema se apague.

Existen 4 tipos de núcleos en base a las abstracciones que presentan con el hardware, entre los que encuentran:

Núcleos monolíticos Estos núcleos suelen ser más fáciles de diseñar de manera correcta, por lo que pueden crecer rápidamente. Micronúcleos Normalmente se usan en computadoras médicas, ya que la mayoría de los componentes del sistema operativo residen en su propio espacio de memoria privado y protegido. Este tipo de núcleos se encargan del manejo de procesos y threads, manejo de memoria, comunicaciones, operaciones bajo nivel E/S. Núcleos híbridos También se le llaman micronúcleos modificados ya que son muy parecidos a los micronúcleos, la diferencia es que estos se ejecutan más rápido gracias a que incluye un código adicional en el espacio de núcleo. Además, dan salida a señales analógicas previamente procesadas de manera digital. Exonúcleos A pesar de que estos no faciliten ninguna abstracción, sí permiten el uso de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso casi directo al hardware.

CONCLUSIÓN A través de los años fueron evolucionando los sistemas operativos, pues cada vez se le iban introduciendo más componentes para un mejor funcionamiento y para que las computadoras fueran más eficientes y con mejor diseño. Hoy en día la tecnología ha avanzado mucho, tanto que ni siquiera nos detenemos a pensar realmente cómo funcionan los dispositivos, únicamente los utilizamos de una manera tan fácil para realizar nuestras tareas. En conclusión, los sistemas operativos existen porque son una manera razonable de solucionar el problema de crear un sistema de computación utilizable.

BIBLIOGRAFÍA

https://edu.gcfglobal.org/es/informatica-basica/que-es-un-sistema-operativo/1/ https://desarrollarinclusion.cilsa.org/tecnologia-inclusiva/que-es-un-sistema-operativo/ https://yelit1998.wordpress.com/sistemas-operativo/ https://www.fib.upc.edu/retro-informatica/historia/so.html https://sites.google.com/site/sistemasoperativos1234/home/1-3-evolucion-historica https://www.ejemplos.co/clasificacion-de-los-sistemas-operativos/ https://www.fing.edu.uy/tecnoinf/mvd/cursos/so/material/teo/so03-estructura_sist_oper.pdf http://sistem-opera.blogspot.com/p/16-nucleo.html...