DEFINICIÓN

Un sistema operativo (SO) explota los recursos de hardware de uno o más procesadores para ofrecer un conjunto de servicios a los usuarios del sistema. El sistema operativo también gestiona la memoria secundaria y los dispositivos de entrada/salida (E/S) en nombre de los usuarios. Así pues, es conveniente disponer de una cierta comprensión del hardware del sistema informático subyacente antes de comenzar el estudio de los sistemas operativos. Este capítulo ofrece una visión de conjunto del hardware de los sistemas informáticos. Este resumen es extremadamente breve en la mayoría de los campos, pues se asume que el lector está familiarizado con el tema. Sin embargo, algunas áreas se abordan con un cierto detalle, por su importancia en los asuntos que se tratarán más adelante en el libro.

Funciones y objetivos de los Sistemas Operativos

Un sistema operativo es un programa que controla la ejecución de los programas de aplicación y que actúa como interfaz entre el usuario de un computador y el hardware de la misma. Puede considerarse que un sistema operativo tiene tres objetivos o lleva a cabo tres funciones:

• Comodidad: Un sistema operativo hace que un computador sea más cómoda de utilizar.

• Eficiencia: Un sistema operativo permite que los recursos de un sistema informático se aprovechen de una manera más eficiente.

• Capacidad de evolución: Un sistema operativo debe construirse de modo que permita el desarrollo efectivo, la verificación y la introducción de nuevas funciones en el sistema y, a la vez, no interferir en los servicios que brinda. A continuación se van a tratar estos tres aspectos de los sistemas operativos.

Áreas de Servicios de los Sistemas Operativos

De forma resumida, un sistema operativo ofrece servicios en las siguientes áreas:

• Creación de programas:
El sistema operativo ofrece una variedad de características y servicios, tales como los editores y los depuradores (debuggers), para ayudar al programador en la creación de programas. Normalmente, estos servicios están en forma de programas de utilidad que no forman realmente parte del sistema operativo, pero que son accesibles a través del mismo.

• Ejecución de programas:
Para ejecutar un programa se necesita un cierto número de tareas. Las instrucciones y los datos se deben cargar en la memoria principal, los archivos y los dispositivos de E/S se deben inicializár y se deben preparar otros recursos. El sistema operativo administra todas estas tareas para el usuario.

• Acceso a los dispositivos de E/S: Cada dispositivo de E/S requiere un conjunto propio y peculiar de instrucciones o de señales de control para su funcionamiento. El sistema operativo tiene en cuenta estos detalles de modo que el programador pueda pensar en forma de lecturas y escrituras simples.

• Acceso controlado a los archivos: En el caso de los archivos, el control debe incluir una comprensión, no sólo de la naturaleza del dispositivo de E/S (controlador de disco, controlador de cinta) sino del formato de los archivos y del medio de almacenamiento. Una vez más, es el sistema operativo el que se encarga de los detalles. Es más, en el caso de sistemas con varios usuarios trabajando simultáneamente, es el sistema operativo el que brinda los mecanismos de control para controlar el acceso a los archivos.

Más Áreas de Servicios

• Acceso al sistema: En el caso de un sistema compartido o público, el sistema operativo controla el acceso al sistema como un todo y a los recursos específicos del sistema. Las funciones de acceso pueden brindar protección, a los recursos y a los datos, ante usuarios no autorizados y debe resolver los conflictos en la propiedad de los recursos.

• Detección y respuesta a errores: Cuando un sistema informático está en funcionamiento pueden producirse varios errores. Entre estos se incluyen los errores internos y externos del hardware, tales como los errores de memoria, fallos o mal funcionamiento de dispositivos y distintos tipos de errores de software, como el desbordamiento aritmético, el intento de acceder a una posición prohibida de memoria y la incapacidad del sistema operativo para satisfacer la solicitud de una aplicación. En cada caso, el sistema operativo debe dar una respuesta que elimine la condición de error con el menor impacto posible sobre las aplicaciones que están en ejecución. La respuesta puede ser desde terminar el programa que produjo el error, hasta re intentar la operación o, simplemente, informar del error a la aplicación.

• Contabilidad: Un buen sistema operativo debe recoger estadísticas de utilización de los diversos recursos y supervisar los parámetros de rendimiento tales como el tiempo de respuesta. Para cualquier sistema, esta información es útil para anticiparse a la necesidad de mejoras futuras y para ajustar el sistema y así mejorar su rendimiento. En un sistema multiusuario, la información puede ser utilizada con propósito de cargar en cuenta.

Evolución de los Sistemas Operativos

Para intentar comprender los requisitos básicos de un sistema operativo y el significado de las características principales de un sistema operativo contemporáneo, resulta útil considerar cómo han evolucionado los sistemas operativos a lo largo de los años.

Proceso en serie
En los primeros computadores, de finales de los 40 hasta mediados de los 50, el programador interactuaba directamente con el hardware; no había sistema operativo. La operación con estas máquinas se efectuaba desde una consola consistente en unos indicadores luminosos, unos conmutadores, algún tipo de dispositivo de entrada y una impresora. Los programas en código máquina se cargaban a través del dispositivo de entrada (un lector de tarjetas, por ejemplo). Si se detiene el programa por un error, la condición de error se indicaba mediante los indicadores luminosos. El programador podía examinar los registros y la memoria principal para determinar la causa del error. Si el programa continuaba hasta su culminación normal, la salida aparecería en la impresora.

Estos primeros sistemas presentaban dos problemas principales:

• Planificación: La mayoría de las instalaciones empleaban un formulario de reserva de tiempo de máquina. Normalmente, un usuario podía reservar bloques de tiempo en múltiplos de media hora o algo por el estilo. Un usuario podía reservar una hora y terminar a los 45 minutos; esto daba como resultado un desperdicio del tiempo del computador. Por el contrario, el usuario podía tener dificultades, no terminar en el tiempo asignado y verse forzado a parar sin haber solucionado el problema.

INCONVENIENTES DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS ANTIGUAOS

Otro Inconveniente de los Sistemas Operativos Antiguos

• Tiempo de preparación:

Un programa sencillo, llamado trabajo, cargaba un compilador y un programa en lenguaje de alto nivel (programa fuente) en la memoria, salvaba el programa compilado (programa objeto) y luego montaba y cargaba el programa objeto junto con las funciones comunes. Cada uno de estos pasos podía implicar montar y desmontar cintas o preparar paquetes de tarjetas. Si se producía un error, el infortunado usuario tenía que volver al inicio de este proceso de preparación. De este modo, se perdía un tiempo considerable en preparar un programa para su ejecución. Este modo de operación podría denominarse proceso en serie porque refleja el hecho de que los usuarios tenían que acceder al computador en serie. Con el paso del tiempo se desarrollaron varias herramientas de software de sistemas para intentar hacer más eficiente este proceso en serie. Entre éstas se incluían bibliotecas de funciones comunes, montadores, cargadores, depuradores y rutinas de manejo de E/S que estaban disponibles como un software común para todos los usuarios.

LOGROS PRINCIPALES.

SISTEMAS OPERATIVOS

LOGROS PRINCIPALES

Los sistemas operativos están entre los elementos de software más complejos que se han desarrollado. Esto refleja el reto de tratar de conjugar las dificultades y, en algunos casos, objetivos opuestos de comodidad, eficiencia y capacidad de evolución. Denning y sus colegas [DENN80a] proponen que, hasta la fecha, se han obtenido cuatro logros intelectuales significativos en el desarrollo de los sistemas operativos:

• Los procesos

• La gestión de memoria

• La seguridad y la protección de la información

• La planificación y la gestión de recursos

• La estructura del sistema

Cada logro viene caracterizado por unos principios o abstracciones que se han desarrollado para solucionar las dificultades de los problemas prácticos. En conjunto, estos cinco Digitalización con propósito académico Sistemas Operativos Logros principales 63 campos abarcan los puntos clave del diseño e implementación de los sistemas operativos modernos.

Referencias
http://cs.uns.edu.ar/~jechaiz/sosd/clases/libros/stallings-beymar.pdf

viernes, 6 de noviembre de 2015