PDF de programación - Tema II: Introducción a los Sistemas Operativos - Redes de datos

Redes de Datos

Introducción a los Sistemas Operativos

Tema II:

•Funciones y objetivos de los Sistemas Operativos
•Características y tipos de Sistemas Operativos
•Sistemas Operativos Actuales
•Software Libre

OBJETIVOS DEL TEMA

• Comprender que es un Sistemas Operativos
• Diferenciar distintos tipos de Sistemas Operativos
• Poder nombrar Sistemas Operativos Actuales que 

• El concepto de Software Libre, y su diferencia con 

no sean de Microsoft

el software propietario

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¿Qué es un sistema Operativo?

• No hay una definición estándar. 
• Un Sistema Operativo es un programa que 
controla la ejecución de los programas de 
aplicación 

• Actúa como interfaz entre el usuario de un 

ordenador y su hardware 

• Proporciona al usuario un entorno cómodo y 

eficiente para ejecutar sus programas
3 http://es.wikipedia.org/wiki/Sistemas_operativos 

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Visiones del Sistema Operativo

• El Sistema Operativo como interfaz 

usuario/ordenado

• El Sistema Operativo como gestor de recursos
• El Sistema Operativo como programa

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El Sistema Operativo como interfaz

usuario/ordenador

• El sistema Operativo actúa como mediador 
entre el hardware y el usuario, facilitando al 
programador, a los programas y a los usuarios 
finales el acceso y uso de los medios y servicios 
del sistema

• Establecemos un sistemas de capas de software 

entre el hardware puro y duro y el usuario.

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El interfaz gráfico

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Interfaz alfanumérico

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Capas o estratos del Sistema

Informático

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El Sistema Operativo como manejador

de recursos

• Un ordenador es un conjunto de recursos para 

transferir, almacenar, y procesar datos

• Un Sistema Operativo no es más que un 

gestionador de recursos, que asigna los recursos a 
los programas y usuarios según sus necesidades y 
disponibilidades

• Un Sistema Operativo debe de lograr que:

3 Se compartan los recursos del Sistema y los datos 
entre varios usuarios que trabajen simultáneamente.

3  Debe de aumentar la disponibilidad del ordenador.

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Gráfico de los componentes de un S.O.

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Un Sistema Operativo como programa

• El Sistema Operativo no es nada más que un 

programa de ordenador
3 Como otros programas, proporciona instrucciones a la 

CPU. La única diferencia se encuentra en el objetivo 
del programa

• El sistema operativo dirige a la CPU en el uso 

de otros recursos del sistema y en la 
temporización de la ejecución de otros programas

• El sistema Operativo se alterna su ejecución 

con el resto de los programas del sistema

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Con Monoprogramación

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Multiprogramación bach: justificación

• Ejemplo de tiempos de utilización:

Leer un registro
Ejecutar 100 instrucciones
Escribir un registro
   
TOTAL

                                  

0,0015 seg.

             0,0001 seg.

             0,0015 seg

             ­­­­­­­­­­­­­­­

0,0031 seg.

3 Porcentaje de utilización de la CPU  0.0001/0,0032 = 3,2 %
3 Porcentaje de ociosidad de la CPU  96,8 %
3 Es muy difícil que un único usuario tenga ocupado completamente 

a la CPU y a los Dispositivos de E/S. Se introducen sistemas 
multiprogramados

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Multiprogramado

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Características de un sistema

multiprogramado

• Hay varios procesos residentes, de modo simultáneo, en la memoria del 

sistema.

• Los procesos se alternan el uso del procesador/es.
• Los tiempos de E/S de un proceso se solapan con tiempos de proceso de 

otros.
3 La idea de la multiprogramación es que la CPU atiende a las necesidades 

de varios programas cargados en memoria simultáneamente.

3 Los recursos del sistema informático, son reasignados dinámicamente 

entre una colección de programas activos en diferentes etapas de 
ejecución.

3 Ejecutan múltiples programas de forma intercalada

• El número de programas que compiten activamente  por los recursos de un  

sistema informático multiprogramado se denomina grado de 
multiprogramación

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Controles de los sistemas

multiprogramados

• Los Sistemas multiprogramados son más 

complejos porque requieren llevar el control de:
3 La memoria que ocupa cada programa.
3 Tiempo de CPU que asignamos a cada programa. 

(Planificación de la CPU).

3 Planificación de los periféricos.
3 Control de la CONCURRENCIA.
3 Protección

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Sistemas de Tiempo Compartido

• Son Sistemas multiprogramados, multiusuarios, e interactivos 

(hands­on)
3 Los usuarios o programadores pueden interactuar con su programa 

mientras se ejecuta. 

• Si hay ­ n ­ usuarios, todos los recursos del sistema son compartidos 

por todos.
3 Los usuarios del Sistema tienen la "ilusión" de tener todos los recursos 

del Sistema a su disposición.

• Utilizan planificación de reparto de tiempo
3 Proporcionan un buen tiempo de respuesta

• Están en contraposición a los S. por lotes o "batch" (no interactivos)
3 En modo "batch" el usuario desde que pone su trabajo en "cola" hasta 

que pasado cierto tiempo no recibe los resultados. Se desentiende de su 
programa.

• Los S.O modernos son multiprogramados y de Tiempo Compartido

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Sistemas de Tiempo Real

• La exactitud del sistema no depende sólo del 
resultado sino también del instante en que se 
produzca el resultado. 
3 Ejemplos: Control de plantas industriales por medio de 

ordenador, el control de procesos y robótica, control 
del tráfico aéreo, mando militar.

• Su prioridad es el tiempo de respuesta corto 

por encima de otra consideración

• El modo de planificación debe de permitir 

responder rápidamente a los eventos externos

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Otras características de los sistemas

operativos

• Sistemas abiertos

3 Sistemas operativos capaces de interactuar con otros sistemas.
3 Incorporan un conjunto de normas estandarizadas para la 

interconexión con otros sistemas distintos.

3 Ejemplos de normas abiertas:

• Normas ISO.
• X/open; POSIX..
• OSF (Open Software Foundation).
• X windows.

3 Concepto opuesto: Sistema propietario

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Sistemas Multiprocesadores

• Son sistemas que tienen más de un Procesador o CPU.
• Multiproceso son sistemas en los que se ejecutan más 
de un proceso, realmente de modo simultáneo, cada 
uno en un procesador diferente.

• Estos sistemas se justifican para conseguir:

3 Un aumento en las prestaciones:

• Un sistema con N procesadores no aumenta sus 

prestaciones N veces. El aumento siempre es algo menor.

3 Un aumento de la fiabilidad:

• Si falla un procesador, siempre hay otro que retoma sus 

funciones evitando la caída del sistema.

•  Ejemplo: Tandem ­ sistemas tolerantes de fallos

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Sistemas Fuertemente Acoplados

• Características:

3 Constan de un conjunto de procesadores comparten 

una memoria principal común y reloj.

3 Se encuentran bajo el control integrado de un Sistema 

Operativo.

3 La comunicación se realiza por medio de la memoria 

compartida.

3 Sus principales usos son aplicaciones científicas.

• Tipos:

3 Multiproceso Simétrico
3 Multiproceso Asimétrico
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MULTIPROCESO SIMETRICO

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SMP

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Sistemas débilmente acoplados

• Características:

3 Los procesadores no comparten ni memoria ni reloj.
3 Cada procesador tiene su memoria local.
3 Las comunicaciones entre los procesadores se 

realizan por medio de líneas de comunicaciones 
(buses o líneas de comunicación)

3 Los procesadores pueden ser desde pequeños 

microprocesadores hasta grandes sistemas

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MPP

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MPP

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Sistemas Distribuidos

• Sistemas distribuidos.

3 Se entiende por Sistema Distribuido aquel en que la 
inteligencia del Sistema Informático esta repartida 
por distintos procesadores..

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Ventajas de los sistemas distribuidos

• Ventajas de los sistemas distribuidos

3 Compartición de recursos.

• Se puede utilizar otro dispositivo que esté 

conectado a otro nodo de la red.

3 Aumentar la velocidad de computación.

• Se distribuye el trabajo entre los distintos 

procesadores, o nodos.

3 Fiabilidad

• Si falla un ordenador otro puede seguir con la tarea.

3 Comunicación

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Ejemplos

3 Ejemplos: 

• Una red de ordenadores
• Un cluster de ordenadores
• Computación GRID

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Red de ordenadores

• Conjunto de ordenadores interconectados con el 

fin de:
3 Compartir recursos
3 Intercambiar información

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Cluster de ordenadores

• El Clustering (o cluster de ordenadores), es un 
grupo independiente de servidores en red local, 
que se presentan ante la red como un sistema 
único

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CLUSTER

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¿Por qué Clustering?

• Alta disponibilidad de recursos.
• Escalabilidad: 

3 Recursos de aplicación, de entrada/salida y CPU 

pueden ser añadidos, para expandir eficientemente la 
capacidad del sistema sin interrupción del servicio al 
usuario. 

• Administración centralizada

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GRID

• Consiste en:

3 Compartir recursos heterogéneos 

• Basadas en distintas plataformas, arquitecturas de 

equipos y programas, lenguajes de programación

3 Situados en distintos lugares pertenecientes a diferentes 

dominios de administración

3 Sobre una red que utiliza estándares abiertos.
3 Dicho brevemente:

• Consiste en virtualizar los recursos informáticos.

• Mas Información

3 http://www.gridcomputing.com/
3 http://irisgrid.rediris.es/
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Escala de los sistemas

• 1. Ordenador aislado
• 2. Multiproceso Simétrico (SMP)
• 3. Red de