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Publicado el 10 de Febrero del 2017
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Tema 2

Introducción a los Sistemas

Operativos

Pilar González Férez

Tema 2 Introducción a los Sistemas Operativos – p.1/79

Índice

1. Concepto de S. O. (Tanenbaum [P1-3, C1.1])
2. Historia y evolución (Tanenbaum [C1.2])
3. Tipos de Sistemas Operativos (Tanenbaum [C1.3])
4. Conceptos claves en S.O.

4.1. Según el usuario de órdenes/aplicaciones (Silberschatz [C.3.4],

Carretero [2.12])

4.2. Según el usuario programador (Tanenbaum [C1.6,C.10.1.5])
4.3. Según el diseñador/implementador (Silberschatz [C.3.1])

5. Carga y activación de un S.O. (Carretero [C2.2])
6. Arquitectura de Sistemas Operativos (Tanenbaum [C1.7])
7. Introducción a Unix/Linux (Tanenbaum [C10.1,10.2.1,10.2.2,10.2.5])
8. Introducción a Windows 2000 (Tanenbaum [11.1,11.3.1,11.3.3])

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Índice

1. Concepto de Sistema Operativo
2. Historia y evolución

2.1. Primera generación (1945-1955): Válvulas y conexiones
2.2. Segunda generación (1955-1965): Transistores y sistemas de

procesamiento de por lotes

2.3. Tercera generación (1965-1980): Circuitos integrados y

multiprogramación

2.4. Cuarta generación (1980-1990): Ordenadores personales

3. Tipos de Sistemas Operativos

3.1. S.O. de mainframe
3.2. S.O. de servidor
3.3. S.O. multiprocesador
3.4. S.O. para ordenadores personales
3.5. S.O. de tiempo real
3.6. S.O. integrados
3.7. S.O. de tarjeta inteligente

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1. Concepto de S.O.

Los ordenadores vienen equipados con una capa de
software llamado S.O. cuya labor es:

administrar todos los dispositivos del ordenador, ocultando sus
peculiaridades
proporcionar al programador una interfaz de acceso sencilla
para comunicarse con los dispositivos

Unix, Linux, MS-DOS, Windows, FreeBSD, etc.
El intérprete de órdenes, los sistemas de ventanas, los
editores, los compiladores, etc., son programas del
sistema, NO son el S.O.
El S.O. se ejecuta en modo núcleo
Los programas del sistema en modo usuario

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1. Concepto de S.O (ii)

Básicamente hay dos visiones para definir un S.O.:
Máquina extendida o virtual: (Perspectiva descendente)

presenta una abstracción del HW subyacente más
sencilla y fácil de usar, ocultando sus peculiaridades
presta una variedad de servicios que los
programas utilizan mediante instrucciones
especiales, i.e., llamadas al sistema

Administrador o controlador de recursos: (Perspectiva
ascendente)

administra todos los elementos del ordenador
reparte ordenada y controladamente los elementos
del sistema entre los programas que los solicitan

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2.1. Historia y Evolución: Primera Generación

Históricamente unidos a la arquitectura de ordenadores

Primera Generación (1945–1955): Válvulas y
conexiones

No 9 los S. O.
Interacción directa ) grupo de personas diseñaba, construía,
programaba, operaba y mantenía la máquina
Tarjetas perforadas, instrucción a instrucción,
lenguaje máquina
Desarrollo lento de programas
Desaprovechamiento de la máquina
Código para controlar la E/S

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ENIAC

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2.2. Historia y Evolución: Segunda Generación

Segunda Generación (1955–1965): Transistores y
sistemas de procesamiento por lotes

1os Sistemas Operativos ) transferir el control de un trabajo al sgte
Librerías de funciones de E/S ) programa no necesita controlar E/S
Monitor Residente ) interpreta las tarjetas de control
Procesamiento por lotes ) agrupando trabajos a ejecutar

Monitor Residente:

$FIN

Datos para el programa

Intérprete de tarjetas
Cargador de programas
Controlador de E/S

$EJECUTAR

$CARGAR

Programa en Fortran

$FORTRAN

$TRABAJO, 10,6610802,

MARVIN TANENBAUM

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2.2. Historia y Evolución: Segunda Generación (ii)

Operación fuera de línea ) ordenadores para cómputos y otros
para E/S

Unidad de

cinta

Lector de
tarjetas

Cinta de
entrada

Cinta del
sistema

Cinta de
salida

1401

7094

(a)

(b)

(c)

(d)

(e)

Impresora

1401

(f)

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2.2. Historia y Evolución: Segunda Generación (iii)

Primeros intentos de solapar E/S con CPU: Teniendo un único
ordenador hay dos posibilidades, usar almacenamiento
temporal con buffers o bien Spoolers

Buffers

Almacenamiento intermedio entre dispositivos de E/S y
CPU, desde donde lee/escribe la CPU
Cuando la CPU lee los datos del buffer pasa a trabajar
con ellos
A su vez, el dispositivo de E/S inicia la siguiente lectura
Dispositivo y CPU trabajando a la vez
Ideal si velocidad de CPU es E/S

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2.2. Historia y Evolución: Segunda Generación (iv)

Spoolers (Simultaneous Peripheral Operation On-Line)

Funcionamiento en el caso de entrada

La CPU solicita al lector la siguiente tarjeta y continúa su trabajo
Cuando el lector tiene los datos, interrumpe a la CPU, que copia
los datos al disco duro y solicita la siguiente tarjeta
Cuando un proceso solicita los datos de la tarjeta, el S.O. los
toma del disco y se los da al proceso

Funcionamiento en caso de salida

La CPU escribe en disco la salida de un proceso
Al terminar, la CPU va mandando a la impresora los datos
Se necesitan discos que permiten acceso aleatorio
La CPU y los dispositivos de E/S están ocupados

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2.3. Historia y Evolución: Tercera Generación

Tercera Generación (1965–1980): Circuitos integrados
y multiprogramación

Multiprogramación

Varios trabajos en memoria: cuando uno espera
para E/S, otro se puede ejecutar
Necesidad de planificación y protección

Tiempo compartido (multitarea)

Variante del anterior
Cambio rápido entre tareas: uso interactivo
Más complejo

Ejemplos de S.O.: OS/360, MULTICS, UNIX, etc.

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IBM/360 modelo 30

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IBM/360

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2.4. Historia y Evolución: Cuarta Generación

Cuarta Generación (1980–Actualidad): Ordenadores
Personales

Circuitos LSI y VLSI
MS-DOS/Windows y Linux (PCs) vs. UNIX (Workstations)
Sistemas Operativos de Red

Usuario consciente de la existencia de varios ordenadores
Cada máquina tiene su propio S.O.
Máquinas independientes, interactúan en momentos concretos

Sistemas Operativos Distribuidos

Varios ordenadores
Imagen única del sistema
Transparencia de localización
Compartición de recursos, tolerancia a fallos, paralelismo, etc.

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3. Tipos de Sistemas Operativos

S.O. de mainframe

Orientados al procesamientos de varios trabajos a la vez, que
casi todos necesitan gran cantidad de E/S
3 tipos de servicios: por lotes, procesamiento de transacciones y
tiempo compartido
Ejemplo de S.O.: OS/390 descendiente del OS/360

S.O. de servidor

Los servidores pueden ser PCs muy potentes, estaciones de
trabajo o incluso mainframes
Dar servicio a múltiples usuarios a través de la red
Permiten compartir recursos HW y SW
Prestan servicios de impresión, de ficheros o de Web
Ejemplo de S.O.: UNIX (Linux, FreeBSD, Solaris), Windows 2000

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3. Tipos de Sistemas Operativos (i)

S.O. multiprocesador

S.O. para trabajar con computadoras paralelas,
multicomputadoras o multiprocesadores
Suelen ser S.O. de servidor, con funciones añadidas especiales
para comunicación y conectividad
Ejemplo: Linux (o AIX) en un IBM SP-2

S.O. para ordenadores personales

Su misión es presentar una buena interfaz a un único usuario
Su principal uso ) procesamiento de textos, hojas de cálculo,
acceso a Internet, etc.
Ejemplos de S.O. Windows, Linux, MacOS X (Basado en
FreeBSD)

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3. Tipos de Sistemas Operativos (ii)

S.O. de tiempo real

Su parámetro clave es el tiempo
S.O. de tiempo real riguroso:

es indispensable que la acción se efectúe en cierto momento,
o en un intervalo
un ejemplo de su uso está en los procesos industriales
controlando máquinas de producción, centrales nucleares,
controladores de aviación, etc.
S.O. de tiempo real no riguroso :

es aceptable no cumplir de vez en cuando un plazo, aunque
esa imprecisión se tiene que ajustar a unos parámetros, como
un porcentaje de fallo
un ejemplo de su uso son los sistemas de audio digital o
multimedia, VxWorks y QNX

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3. Tipos de Sistemas Operativos (iii)

S.O. integrados

Para computadoras de bolsillo (palm-top) y sistemas integrados
Tienen características de S.O. en tiempo real con limitaciones de
tamaño, memoria y consumo de electricidad
Ejemplos: PalmOS y Windows CE (Consumer Electronic),
Linux&QT-Embed

S.O. de tarjeta inteligente

Son los más pequeños, se ejecutan en tarjetas inteligentes del
tamaño de una tarjeta de crédito que contienen una CPU
Grandes limitaciones: potencia de procesamiento y memoria
Realizan como mucho una o varias funciones
Orientadas a Java ) un intérprete de la Máquina Virtual de Java
Los applets se descargan a la tarjeta y la JVM los interpreta
Si hay varios applets ) multiprogramación y planificación

Tema 2 Introducción a los Sistemas Operativos – p.19/79

Índice

4. Conceptos claves de Sistemas Operativos

4.1. Según el usuario de órdenes/aplicaciones

4.1.1 Usuario
4.1.2 Sesión
4.1.3 Programa
4.1.4 Proceso
4.1.5 Fichero
4.1.6 Programas del sistema
4.1.7 Interfaz de usuario

4.2. Según el usuario programador

4.2.1 Llamadas al sistema
4.2.2 Estándar POSIX
4.2.3 API Win32 de Windows

4.3. Según el diseñador/implementador

4.3.1 Subsistema de gestión de procesos
4.3.2 Subsistema de gestión de memoria
4.3.3 Subsistema de gestión de E/S
4.3.4 Subsistema de gestión de ficheros
4.3.5 Subsistema de gestión de protección

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