Clasificación

Clasificación De Los Sistemas Operativos

Tipos de Sistemas Operativos:

• Primeros Sistemas.
• Sistemas por Lotes.
• Multiprogramacion.
• Sistema de Tiempo Compartido.
• Sistemas de Ordenadores Personales.
• Sistemas Paralelos-Multiprocesadores.
• Sistemas Distribuidos.
• Sistemas en Tiempo Real.
• Tendencias Actuales y Futuras en Sistemas Operativos.

Primeros Sistemas.

• Caracterización: Gran tamaño y ejecución desde panel de control.

• Organización del Trabajo: Un solo usuario en cada momento. Operaciones: establecer inicio activar ejecución, vigiar ejecución.

• Mejoras: Físicas lectores de tarjetas, impresas y cintas magnéticas. Reutilización de código: Bibliotecas de funciones comunes. Desarrollo de ensambladores, copiladores y cargadores para facilitar las tareas de programación. Divers o subrutinas especiales para cada dispositivo de E/S.

Sistemas Por Lotes.

Organización del Trabajo:

• Operador especialista, minimiza tiempos de preparación.
• Recaduccion de tiempos por agrupamiento en lotes que se pueden ejecutar a la vez.

Monitor Residente:

• Reaiza automáticamente las acciones.
• Tratamiento de errores.
• Carga y ejecución automática de la siguiente tarea.

Tarjetas de Control:

• Para que el monitor residente sepa que programa ejecutar.

Organización de la Memoria para  un Monitor Residente.

• Cargador, secuenciado de trabajos.
• Drivers para cargador e interprete.
• Ventajas: eliminación del tiempo de preparación y del secuenciado manual de trabajos.

Multiprogramacion. 

Debido al Spooling (reserva de trabajos en el disco), el sistema operativo escoge que trabajo ejecutar a continuación, con el criterio de mejorar el aprovechamiento de la CPU.

El aspecto mas importante de la planificación es la Multiprogramacion, aumentando el aprovechamiento de la CPU.

Siempre habrán varios trabajos en memoria, el sistema operativo escogerá de entre ellos y lo ejecutara, de tal forma que siempre haya un trabajo en ejecución.

Si un proceso se bloquea, esperando por la E/S, en la CPU ejecutamos instrucciones de otro proceso.

Ejecución entrelazada de procesos: concurrencia.

Mayor rendimiento, finalizacion de los trabajadores en menos tiempo.

Sistemas De Tiempo Compartido

¿Por que surgen? El usuario no puede interactuar con el trabajo durante su ejecucion.

Solución: Sistemas multitarea, apropiados para tareas cortas, tiempos de respuestas cortas.

Desventajas: Perdemos productividad de la CPU.

Ventajas: Interacción usuario-sistema e ilusión de que cada usuario tiene su ordenador particular.

Sistemas De Ordenadores Personales.

Aparición a finales de los 70: 

• Abaramiento del costo.
• Reducción de tamaño.

Destinados a:

• Uso individual.
• No experto.

Interfaces de Usuario:

• Amigables
• Ventanas, iconos, menús.

Prescinden de Funciones:

• Protección de la CPU
• No multiusuario, no multitarea.

Objetivos:

• Facilidad y comodidad de uso.
• Rapidez de respuesta.

Sistemas Paralelos-Multiprocesadores.

Definición: Varios procesadores en comunicación, compartiendo el bus, la memoria y los periféricos.

Ventajas: Pueden ejecutar varias instrucciones simultáneamente., Aumento del rendimiento, Tolerancia a fallos.

Desventajas: Soncronizacion entre procesos.

Tipos de Multiprocesamiento: Simétrico: cad procesador ejecuta una copia identica del sistema.

Asimétrico: a cada procesador se le asigna una tarea especifica.

Sistemas Distribuidos:

Características:

• El computo se reparte entre varios procesadores conectados en una red.
• Cada procesador tiene su propia memoria local, ahora no comparten memoria ni reloj.
• Comunicación entre procesadores a través de lineas de comunicación, buses de alta velocidad o lineas telefónicas.
• Procesadores de distintos tamaños y funciones.
• Escalable hasta millones de procesadores (Internet).

Ventajas:

1. Recursos compartidos: accesos remotos, compartimentar de archivos, BD distribuidos.
2. Computación mas rápida, carga de trabajo compartida.
3. Fiabilidad:tolerancia a fallos por redundancia.
4. Comunicación: redes.

Desventajas:

1. Comunicación compleja al compartir al no compartir memoria.
2. Redes de comunicaciones no fiables.
3. Heterogeneidad de los nodos.

Para ejecución de tareas que han de completarse en un plazo determinado

Críticos: tareas que exigen cumplimiento de plazos de finalización, tienen pocos recursos disponibles en memoria de corto plazo. Incompatible con sistemas de tiempo compartido. Ideales para robótica

No críticos: ejecutan por prioridades. No cumplimiento estricto de plazos. Adecuados en multimedia, realidad virtual y proyectos de exploración submarina y planetaria

Tendencias actuales y futuras en sistemas operativos.

Paralelismo

Interfaces amigables

Incremento de multiprocesadores.

Personalidades múltiples

Realidad virtual 3D.

Sistemas abiertos.

Funciones de los sistemas operativos.

Para ejecución de tareas que han de completarse en un plazo determinado

Críticos: tareas que exigen cumplimiento de plazos de finalización, tienen pocos recursos disponibles en memoria de corto plazo. Incompatible con sistemas de tiempo compartido. Ideales para robótica

No críticos: ejecutan por prioridades. No cumplimiento estricto de plazos. Adecuados en multimedia, realidad virtual y proyectos de exploración submarina y planetaria

Tendencias actuales y futuras en sistemas operativos.

Paralelismo

Interfaces amigables

Incremento de multiprocesadores.

Personalidades múltiples

Realidad virtual 3D.

Sistemas abiertos.

Funciones de los sistemas operativos.

Como Gestor De Recursos:

Gestiona: el tiempo de la CPU, espacio de memoria, almacenamiento de archivos, E/S.

Actúa: Decide que solicitudes atender cuando no pueden satisfacerse todas simultáneamente, asignando recursos eficientemente.

Como Programa De Control:

Controla: Ejecución de programas de usuario para evitar errores o usos incorrectos.

Capas De Un Sistema Operativo.

Estratificacion de THE (Thechnische Hogeschool Eindhoven) fue el primer sistema operativo diseñado en capas.

Nivel 5                            Programas de Usuarios.

Nivel 4                            Gestor de Entrada/Salida.

Nivel 3                            Consola de Operador.

Nivel 2                            Gestión de Memoria.

Nivel 1                            Planificación de la CPU y Sincronozacion.

Nivel 0                            Hardware. 

Estructura de un Sistema Operativo.

Sistemas Monolíticos:

En este modelo, para cada llamada al sistema hay un procedimiento de servicio que se encarga de la llamada  y la ejecuta.

Los procedimientos utilitarios hacen cosas que necesitan varios procedimientos de servicio, como obtener datos de los programas de usuario.

       Estructura De Un Sistema Monolítico 

                            Sistemas de Capas.

El primer sistema en capas fue el THE (Technische Hogeschool Eindhoven) en Holanda.

Capa	Función
5	El Operador
4	Programas de Usuarios
3	Administración de E/S
2	Comunicación Operador-Proceso
1	Administración de Memoria
0	Asignación del Procesador y multiprogramación

Microkernels:  La idea básica es lograr una alta confiabilidad al dividir el sistema operativo en módulos pequeños y bien definidos, solo uno de los cuales se ejecuta en modo kernel y el resto se ejecuta como procesos de usuario ordinarios, sin poder relativamente.

Modelo cliente-servidor.

Existen dos clases de procesos: los servidores, cada uno de los cuales proporciona cierto servicio, y los clientes, que utilizan estos servicios. Este modelo se conoce como cliente-servidor.

La esencia es la presencia de procesos cliente y procesos servidor.

La comunicación entre clientes y servidores se lleva a cabo comúnmente mediante el paso de mensajes. Para obtener un servicio, un proceso cliente construye un mensaje indicando lo que desea y lo envía al servicio apropiado. Después el servicio hace el trabajo y envía de vuelta la respuesta. Si el cliente y el servidor se ejecutan en el mismo equipo se pueden hacer ciertas optimizaciones, pero en concepto estamos hablando sobre el paso de mensajes.

                      Máquinas virtuales.

Cada máquina virtual es idéntica al verdadero hardware, cada una puede ejecutar cualquier sistema operativo que se ejecute directamente sólo en el hardware.

Distintas máquinas virtuales pueden ejecutar distintos sistemas operativos