PDF de programación - Introducción a los Sistemas Operativos

Introducción a los

Sistemas Operativos

Este documento ofrece una aproximación a los sistemas operativos
en lo que se refiere a su estructura y funcionamiento interno. Se
dará un enfoque general a las funciones que realizan los sistemas
operativos dentro de un sistema informático y finalmente se verán
un resumen con las características generales de los sistemas
operativos más utilizados.

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Tabla de contenidos

Tabla de contenido

1 Introducción........................................................................................................................................1
1.1 Evolución histórica de los sistemas operativos...................................................................................2
1.1.1 Década de 1950......................................................................................................................................... 2
1.1.2 Década de 1960......................................................................................................................................... 2
1.1.3 Década de 1970......................................................................................................................................... 3
1.1.4 Década de 1980......................................................................................................................................... 3
1.1.5 Década de 1990......................................................................................................................................... 4
1.1.6 Actualidad..................................................................................................................................................... 4
2 Clasificación de los sistemas operativos.......................................................................................4
2.1 Tiempo de respuesta..................................................................................................................................4
2.2 Número de usuarios...................................................................................................................................4
2.3 Número de procesos..................................................................................................................................5
2.4 Número de procesadores.........................................................................................................................5
3 Estructura de un Sistema Operativo..............................................................................................5
3.1 Sistema monolítico......................................................................................................................................6
3.2 Sistemas microkernel.................................................................................................................................7
3.3 Sistema por capas.......................................................................................................................................8
3.4 Sistema por módulos..................................................................................................................................9
4 Funciones de un sistema operativo...............................................................................................9
4.1 Administrador de procesos....................................................................................................................10
4.2 Administrador de la memoria principal...............................................................................................10
4.3 Administrador del almacenamiento secundario...............................................................................10
4.4 Gestión de ficheros y directorios..........................................................................................................11
4.5 Administrador de la E/S...........................................................................................................................11
4.6 Protección...................................................................................................................................................11
5 Interfaces de usuario en un SO....................................................................................................12
5.1 Intérprete de comandos..........................................................................................................................12
5.2 GUI................................................................................................................................................................13
6 Bibliografía.........................................................................................................................................15

Índice I

Rafael Lozano

Introducción a los Sistemas Operativos

Introducción a los
Sistemas Operativos

1 Introducción

El hardware de un sistema informático no tiene capacidad para funcionar por si solo. Necesita
de otro elemento, el software, para poder hacerlo. Un sistema operativo (SO) es el software que toma
el control del ordenador cuando se enciende y que permite al usuario su uso. Una definición más
formal sería

Un Sistema Operativo es el conjunto de programas que controlan, coordinan y
dirigen el uso de los recursos hardware de un sistema informático por las
aplicaciones y los usuarios.

El sistema operativo es un administrador de los recursos de hardware del sistema informático y

tiene los siguientes objetivos:

1. Proveer un entorno amigable en el cual el usuario pueda ejecutar aplicaciones de manera
cómoda, aislándolo de los detalles y complejidades del hardware. El SO hace que el ordenador
sea más cómodo de utilizar por los usuarios.

2. Ofrecer una serie de servicios a las aplicaciones de usuario para que los desarrolladores de
software se puedan centrar en la lógica de negocio dejando los detalles de más bajo nivel al
sistema operativo.

3. Administrar eficientemente los recursos del sistema informático. Un SO permite que los
recursos de un sistema informático se aprovechen de una manera más eficiente para
conseguir un rendimiento óptimo del ordenador.

4. Evolucionar para dar respuesta a los avances tecnológicos que se producen en el hardware,

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Rafael Lozano

Introducción a los sistemas operativos

de forma que el usuario pueda utilizar ese nuevo hardware asegurando la compatibilidad
hacia atrás, es decir, manteniendo sus funciones actuales.

Hoy día es habitual que en un ordenador se ejecuten múltiples aplicaciones de usuario:
procesadores de texto, navegadores de Internet, reproducción de vídeo, etc. Estas aplicaciones
necesitan el uso de los recursos hardware, como espacio en memoria, ciclos de ejecución en la CPU,
acceso a datos en los dispositivos de almacenamiento. Es decir, diferentes aplicaciones compiten por
el acceso a los recursos hardware del sistema y el SO se encarga de ofrecer una distribución
ordenada y controlada a estos recursos hardware entre las diversas aplicaciones que compiten por
ellos.

De lo anterior se deduce que las aplicaciones de usuario no interactúan directamente con el
hardware, sino que deben hacerlo a través del sistema operativo. Por tanto, las aplicaciones han de
estar programadas específicamente para el sistema operativo que se ejecuta en el ordenador.

1.1 Evolución histórica de los sistemas operativos

En el inicio del desarrollo de los ordenadores, estos no tenían un sistema operativo. Estos
primeros ordenadores se diseñaban específicamente para realizar un tipo de tarea muy concreto y las
aplicaciones que ejecutaban era codificadas por los usuarios en lenguaje máquina e introducidas
dentro del ordenador. Todo esto estaba encuadrado en proyectos científicos y militares que tenían un
control absoluto sobre todo el trabajo.

Sin embargo, años después, la evolución de la informática permitió a algunas empresas
tecnológicas producir ordenadores de propósito general para su venta a otras empresas. Fue aquí
donde surgió la necesidad de dotar al ordenador de un software básico que permitiera su uso. Este
primer software básico supuso el primer sistema operativo.

A lo largo de la historia los SO han evolucionado para adaptarse a los cambios tecnológicos que

se iban produciendo en los ordenadores y así poder aprovechar estos avances tecnológicos.

1.1.1 Década de 1950

En los ordenadores de los años 50 había un componente software que se encargaba de cargar
un programa junto con sus datos (un trabajo) en la memoria del ordenador desde un dispositivo de
entrada como una cinta magnética o un conjunto de tarjetas perforadas. Este componente software
se conocía como Monitor Residente y puede considerarse el primer sistema operativo.

El problema es que al terminar de ejecutar un trabajo se tardaba demasiado en cargar el
siguiente. Para solucionar este problema se crea el concepto de procesamiento por lotes o batch que
consiste en grabar en una cinta o tarjetas perforadas un conjunto de trabajos que se cargaban juntos
y se ejecutaban uno detrás de otro.

Otro avance que se produjo en esta época para aumentar la productividad consistió en poder

cargar un trabajo o dar salida a los datos mientras se ejecutaba otro.

1.1.2 Década de 1960

La característica de los sistemas operativos en esta época fue el desarrollo del concepto de
multiprogramación, y los principios del multiprocesamiento. En los sistemas de multiprogramación,
varios programas de usuario se encuentran al mismo tiempo en memoria, y la CPU c