Es un programa que administra los

(1)

SISTEMAS OPERATIVOS

Dra. Maricela Quintana López

¿Qué es un Sistema Operativo?

Programa

que actúa como

intermediario entre el usuario y el

hardware

de la computadora.

Su

propósito

es ofrecer un

ambiente

en que el usuario pueda

ejecutar

programas

cómoda

y

eficientemente

.

Dra. Maricela Quintana López

Sistema de Cómputo

Parte importante de un Sistema de

cómputo

Hardware

• Usuarios

• Programas de aplicación

¿Qué es un Sistema Operativo?

Administrador de recursos

Asigna los recursos a los programas.

Programa de control

Controla la ejecución de los programas de usuario para evitar errores y el uso incorrecto de la computadora;

Se ocupa de la operación y control de los dispositivos de entrada y salida E/S.

¿Qué es un Sistema Operativo?

Es un

programa

que

administra

los

recursos

de la computadora

(Hardware)

,

proporciona servicios

a los usuarios

y

planifica la ejecución

de los

programas.

Hardware Sistema Operativo

Utilerías Aplicaciones

Sistema Operativo

No existe una definición completamente adecuada de sistema operativo

Los sistemas operativos existen porque son una forma razonable de crear un sistema de cómputo utilizable.

Problema

Programa

de Aplicación

Hardware

Las funciones comunes de control y asignación de recursos se combinan en un solo componente de software: El Sistema Operativo

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Variedad de SO

Requerimientos de memoria

Proporcionan un editor

Sistemas gráficos con ventanas

Variedad de SO

Los sistemas operativos son diseñados

para ser

Cómodos (para el usuario) Eficientes (sistemas multiusuario) Combinación de ambas

Deben ser creados pieza por pieza,

definidas claramente las entradas,

salidas y sus funciones.

Evolución de los sistemas

operativos

Los sistemas operativos y la arquitectura

de las computadoras han tenido una

influencia recíproca.

Generaciones de computadoras

Cómo eran sus sistemas operativos

Primera generación

Tubos de vacío y tableros

Grupo de personas: diseñan, construyen, programan, operan y dan mantenimiento Programación en lenguaje máquina (alambrando tableros enchufables)

Primera generación

Sistemas operativos

El programador firmaba para tener acceso a un bloque de tiempo en una hoja de registro Bajaba al cuarto de máquinas

Conectaba su tablero a la máquina y pasaba las siguientes horas ejecutando su programa (esperando que no se fundiera ningún bulbo) Al inicio de los 50’s con la introducción de las tarjetas perforadas la situación mejoró. Era posible escribir programas en tarjetas y leerlos en lugar de conectar tableros.

2ª. Generación de computadoras

Transistores

Se introdujeron:

Unidades lógicas y aritméticas. Unidades de control más complejas. Uso de lenguajes de programación de alto nivel.

Se proporcionó software del sistema.

(3)

Segunda generación

Separación entre diseñadores, operadores, programadores y personal de mantenimiento. Para correr un trabajo (job)

Se escribe el programa en papel Se perfora en tarjetas

Se lleva al cuarto de introducción del sistema El operador toma las tarjetas para que sean leídas, si se requiere el compilador hay que tomarlo del archivero y leerlo.

Cuando el programa termina, el operador toma la salida de la impresora y lo lleva al cuarto de salida.

PDP-1

Dra. Maricela Quintana López Cuarto de entrada _{Cuarto de salida} Cuarto de Máquinas

No hay interacción entre el usuario y la máquina

Cuarto de Máquinas

Cuarto de entrada Cuarto de salida Entrada Sistema Salida

Procesamiento por lotes

3ª. Generación de computadoras:

el circuito integrado

Circuitos Integrados

1964 - IBM anunció la

computadora de

propósito general 360

, usaba

palabras de 1 byte

.

PDP-8 la primer

minicomputadora (1968)

3ª. Generación

En los 60’s muchos fabricantes tenían dos líneas de productos incompatibles

Computadoras científicas Computadoras comerciales

Costoso mantener dos líneas de productos

Sistema 360, 370, 4300, 3080, 3090

La mayor fuerza de la idea de la “familia unica” era su mayor debilidad.

El SW tenía que funcionar en todos los modelos

3ª. Generación

Resultado: Un Sistema Operativo

¡ENORME y COMPLEJO!

Millones de líneas en lenguaje ensamblador Miles de errores

Nuevas liberaciones para corregir errores y por supuesto introducir nuevos.

Cuando un trabajo requiere de E/S …

¡el CPU permanece ocioso!

(4)

Multiprogramación y SPOOL

Solución: MULTIPROGRAMACIÓN

Particionar la memoria

Un trabajo en cada partición Mientras un trabajo espera que se complete la operación de E/S, otro trabajo utiliza el CPU

CTSS: Tiempo compartido

Los programadores añoraban poder

depurar sus programas con rapidez.

Compatible Time Sharing System

Tiempo de respuesta corto

Usuario con una terminal en línea

El CPU se distribuye entre los trabajos

que requieran el servicio.

4ª Generación: El microprocesador

1972 -1977

Circuitos LSI

Computadoras personales

Software amigable con el usuario

Dos sistemas operativos dominan

MS-DOS UNIX

Redes de computadoras

Evolución de los SO

1ª Generación: Sistemas Manuales

2ª Generación: Sistema por lotes

3ª Generación:

Lotes con Multiprogramación CTSS tiempo compartido

4ª Generación:

Sistemas para computadoras personales Sistemas distribuidos

Sistemas por lotes

Un solo programa

Trabaja en un solo programa. La memoria se divide en dos partes:

Sistema Operativo Programa

Programas en lote

Varios programas

La memoria correspondiente al programa se divide en varias partes para almacenar los distintos programas.

Procesamiento por lotes

Tarea del SO

Transferir automáticamente el control de un trabajo al siguiente.

Por lotes

Aceleración del procesamiento

Agrupación de trabajos con necesidades similares Sistema

Operativo

Área de programas

de usuario

Distribución de la memoria

(5)

Procesamiento por lotes

Cargar compilador

20

30

25 Cargar el programa

20

20 Compilar

20

25

23 Ejecutar

60

60 120 135 128

19hr 9min alternado ABCABCABC

16hr 39min en el orden AAABBBCCC

A B C

Ejecución del programa:

CPU Ociosa

Programa del usuario

Instrucción de E/S Bloque

de código 1

Bloque de código 2

Bloque de código 3 Instrucción

de E/S

Código de

preparación _Orden Código de cierre de E/S

Uso de CPU Sin interrupciones

Uso de CPU Con interrupciones Módulo E/S INTERRUPCIÓN

Multiprogramación

El sistema operativo mantiene varios trabajos en memoria. El sistema operativo toma y comienza a ejecutar uno de los programas.

En ocasiones el trabajo tiene que esperar a que se complete alguna tarea de E/S. Cuando eso ocurre el sistema operativo cambia a ejecutar otro trabajo.

Trabajo 3 Trabajo 2 Trabajo 1 Sistema Operativo

Multiprogramación

Usando el ejemplo anterior, la ejecución se divide en 10 de procesamiento y 15 de E/S quedando los 60 repartidos 10 1510 1510

ABAB 8.5 hrs AABB 7.5 hrs AABB MP 6.16hr

0 1 2 3 4 5 6

0 100 200 300 400

A1 A2 B1 B2

Multiprogramación y SPOOL

Cuando se termina un trabajo, se carga

uno nuevo en la partición.

Simultaneous Peripheral Operation On

Line (SPOOL)

Dra. Maricela Quintana López Trabajo 3 Trabajo 2 Trabajo 1 Sistema Operativo Trabajos en espera de asignación de memoria

Requerimientos

Hardware especial para proteger cada

trabajo contra la intrusión de otro.

Se pueden tener en disco los programas

que entran al sistema.

Planificación de trabajos para determinar a cuál se le asigna memoria principal. Planificación de CPU para determinar a cuál se le asigna la CPU.

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Sistemas de Tiempo Compartido

Multitarea

Sistema

interactivo

y veloz para varios

usuarios. Al mismo tiempo se puede

trabajar en lotes.

El primer sistema de tiempo compartido

fue creado en el MIT, pero no fue

popular hasta que el

hardware de

protección

necesario se diseminó

But I am doing my homework, Mom. Haven’t you heard of multi-tasking?

Referencias

Sistemas Operativos

William Stallings

Operating Systems

Silberschatz

Sistemas Operativos

Andrew S. Tanenbaum

Organización y Arquitectura de computadoras

William Stallings

Computer History Museum

http://www.computerhistory.org/timeline

Evolución de las computadoras