Sistemas operativos ii (2)
- 1. República Bolivariana de Venezuela Ministerio de Poder Popular para la Educación Universitaria Instituto Universitario Politécnico “Santiago Mariño” Ingeniería de Sistemas Sistemas Operativos II Integrante: Héctor Cisneros C.I: V- 16.269.922 Álvaro Balcazar C.I: V- 25.305.583
- 2. Maracay, 14 de Mayo de 2016 Introducción Los sistemasoperativostienenpropuestocomosuprincipalfuncióngestionaryadministrar eficientemente los recursos hardware, as de esta forma poder lograr que se ejecuten concurrentementevariosprogramas,sinalgúntipode problemasenel accesode cadaunode ellos a cada uno de los recursos que necesite, y sin que algún programa monopolice a uno de ellos. Un sistema operativo es un programa (o conjunto de programas) de control que tiene por objeto facilitar el uso de la computadora y conseguir que ésta se utilice eficientemente. Es un programa de control,ya que se encarga de gestionaryasignarlos recursoshardware que requierenlosprogramas.En el caso de una computadorausada por diferentesusuariosdesde diferentes terminales, Los recursos hardware son: el procesador (CPU), la memoria principal, los discos,y otros periféricos. Obviamente,si variosusuariosestánutilizandolamismaComputadora, debe haber alguieno algo que asigne los recursos y evite los conflictos que puedansurgir cuando dos programas requieran los mismos elementos (la misma unidad de disco, o la impresora, por ejemplo).Estaesunade lasfuncionesdel sistemaoperativo.Ademásde estafunciónde asignarlos recursosacada programa,el sistemaoperativoseencargade contabilizarde éstos,yde laseguridad (que un usuario no pueda acceder sin autorización a la información de otro, por ejemplo). El sistemaoperativohace másfácilel accesoalacomputadora.Cadadispositivode E/S,para ser utilizado,requiere variasinstruccionesmáquinaque establezcanundialogoentre lasunidades centralesyel periférico,enviandoocaptandoel datode salidaode entrada,respectivamente.Estas instrucciones dependen considerablemente de las características concretas del periférico. Si se trata, por ejemplo,de unaunidadde disco,hayque considerarel anchode los buses,el tamañode su memoriaintermedia,el arranque (yparada) de losmotoresde la unidad,el códigoidentificador de la posiciónadonde hayque acceder,etc.Porotraparte,undispositivodado,estasinstrucciones u operaciones son comunes para grabar o leer cual tipo de información (programas o datos), sea cual sea su naturaleza. El sistema operativo, con objetivo de facilitar el trabajo de los programadores,contiene módulosde gestiónde entradas/salidasque evitana los usuariostener que incluiresasinstruccionescadavezquehacenunaoperaciónde entradaosalida.Sepuededecir que esos programas del sistema operativo hacen transparente al usuario las características hardware concretas de los dispositivos.
- 3. El Sistema Operativo El sistema operativo a veces tambiéncitado mediante su forma abreviada OS en inglés se encarga de crear el vínculo entre los recursosmateriales, el usuario y las aplicaciones (procesador de texto, videojuegos, etcétera). Cuando un programa desea acceder a un recurso material, no necesita enviar información específica a los dispositivos periféricos; simplemente envía la informaciónal sistemaoperativo,el cual latransmite alosperiféricoscorrespondientesatravésde su driver(controlador).Si noexiste ningúndriver,cadaprogramadebe reconocery tenerpresente la comunicación con cada tipo de periférico. De esta forma, el sistema operativo permite la "disociación" de programas y hardware, principalmente parasimplificarlagestiónde recursosy proporcionaruna interfazde usuario(MMI por sus siglas en inglés) sencilla con el fin de reducir la complejidad del equipo. Funciones del sistema operativo El sistema operativo cumple varias funciones: Administración del procesador: el sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintosprogramas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado. Gestiónde lamemoriade accesoaleatorio:el sistemaoperativose encargade gestionarel espaciode memoriaasignadopara cadaaplicaciónyparacadausuario,siresultapertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada "memoria virtual". La memoria virtual permite ejecutaraplicacionesquerequierenunamemoriasuperioralamemoriaRAMdisponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.
- 4. Gestiónde entradas/salidas: el sistemaoperativopermiteunificarycontrolarel accesode los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida). Gestión de ejecución de aplicaciones: el sistema operativo se encarga de que las aplicacionesse ejecutensinproblemasasignándoleslosrecursosque éstas necesitanpara funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede "sucumbir". Administración de autorizaciones: el sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursossean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes. Gestión de archivos: el sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios. Gestiónde lainformación:el sistemaoperativoproporcionaciertacantidadde indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo. Componentes del sistema operativo El sistemaoperativoestácompuestoporunconjuntode paquetesde software que pueden utilizarse para gestionar las interacciones con el hardware. Estos elementos se incluyen por lo general en este conjunto de software: El núcleo,que representalasfuncionesbásicasdel sistemaoperativo,comoporejemplo,la gestiónde la memoria,de losprocesos,de los archivos,de las entradas/salidasprincipales y de las funciones de comunicación. El intérprete de comandos,que posibilitalacomunicaciónconel sistemaoperativoatravés de un lenguaje de control,permitiendo al usuario controlar los periféricos sin conocer las características del hardware utilizado, la gestión de las direcciones físicas, etcétera. El sistemade archivos,que permite que losarchivosse registrenenunaestructuraarbórea.
- 5. Sistemas de multiprocesos Un sistema operativo se denomina de multiprocesos cuando muchas "tareas" (también conocidas como procesos) se pueden ejecutar al mismo tiempo. Las aplicaciones consistenen una secuencia de instrucciones llamadas "procesos". Estos procesos permanecenactivos,enespera,suspendidos,ose eliminanenformaalternativa,segúnlaprioridad que se les haya concedido, o se pueden ejecutar en forma simultánea. Un sistema se considera preventivo cuando cuenta con un programador (también llamado planificador) el cual, según los criterios de prioridad, asigna el tiempo de los equipos entre varios procesos que lo solicitan. Se denomina sistema de tiempo compartido a un sistema cuando el programador asigna una cantidad determinada de tiempo a cada proceso. Éste es el caso de los sistemas de usuarios múltiples que permiten a varios usuarios utilizar aplicaciones diferentes o similares en el mismo equipo al mismo tiempo. De este modo, el sistema se denomina "sistema transaccional". Para realizar esto, el sistema asigna un período de tiempo a cada usuario. Sistemas de multiprocesadores La técnica de multiprocesamiento consiste en hacer funcionar varios procesadores en forma paralela para obtener un poder de cálculo mayor que el obtenido al usar un procesador de alta tecnología o al aumentar la disponibilidad del sistema (en el caso de fallas del procesador).
- 6. Las siglas SMP (multiprocesamiento simétrico o multiprocesador simétrico) hacen referencia a la arquitectura en la que todos los procesadores acceden a la misma memoria compartida. Un sistema de multiprocesadores debe tener capacidad para gestionar la repartición de memoria entre varios procesadores, pero también debe distribuir la carga de trabajo. Sistemas fijos Los sistemasfijos sonsistemasoperativosdiseñadosparafuncionaren equipospequeños, como los PDA (asistentes personales digitales) o los dispositivos electrónicos autónomos (sondas espaciales, robots, vehículos con ordenador de a bordo, etcétera) con autonomía reducida. En consecuencia, una característica esencial de los sistemas fijos es su avanzada administraciónde energía y su capacidad de funcionar con recursos limitados. Los principalessistemasfijosde "usogeneral"paraPDA son lossiguientes: PalmOS WindowsCE/ WindowsMobile /Windows Smartphone Sistemas de tiempo real Los sistemas de tiempo real se utilizan principalmente en la industria y son sistemas diseñadosparafuncionarenentornosconlimitacionesde tiempo.Unsistemade tiemporeal debe tener capacidad para operar en forma fiable según limitaciones de tiempo específicas; en otras palabras,debe tenercapacidad para procesar adecuadamente lainformaciónrecibidaa intervalos definidos claramente (regulares o de otro tipo). Estos sonalgunosejemplosde sistemasoperativosde tiemporeal: OS-9; RTLinux (RealTime Linux); QNX; VxWorks. Tipos de sistemas operativos Existenvariostiposde sistemasoperativos,definidossegúnsucapacidadparaadministrar simultáneamenteinformaciónde 16bits,32 bits,64 bitso más. Actualmente estamosusando32 Bitsy 64 Bits. Sistema Programación Usuario único Usuario múltiple Tarea única Multitarea DOS 16 bits X X Windows3.1 16/32 bits X no preventivo
- 7. Windows95/98/Me 32 bits X cooperativo WindowsNT/2000 32 bits X preventivo WindowsXP 32/64 bits X preventivo Unix / Linux 32/64 bits X preventivo MAC/OSX 32 bits X preventivo VMS 32 bits X preventivo Memoria La memoria física de un sistema se divide en dos categorías: memoria de acceso aleatorio: comprende circuitos integrados y es, en consecuencia,muy veloz. Memoria de almacenamiento masivo: comprende dispositivos magnéticos cintas magnéticas, etcétera) y es mucho más lenta. La memoria física consiste en un área de almacenamiento temporal para los programas y los datos que se usan. A grandes rasgos, mientras más grande sea el espacio de memoria, más aplicaciones se podrán ejecutar al mismo tiempo. Además, mientras más rápida sea la memoria, más rápida será la reacción del sistema. Por eso, el sistema operativo debe estar organizado de manera lo suficientemente eficiente como para obtener el mejor rendimiento posible. Gestión de memoria La gestión de memoria representa un vínculo delicado entre el rendimiento (tiempo de acceso) yla cantidad(espaciodisponible).Siempre se buscaobtenerel mayorespaciodisponible en la memoria, pero pocas veces existe la predisposición para comprometer el rendimiento. La gestión de memoria también debe realizar las siguientes funciones:
- 8. permitir que la memoria se comparta (en sistemas de multiprocesos). asignar bloques de espacio de memoria a distintas tareas; protegerlosespaciosde memoriautilizados(porejemplo,evitarque unusuariomodifique una tarea realizada por otro usuario). optimizar la cantidad de memoria disponible, específicamente a través de sistemas de expansión de memoria. Expansión de memoria Existen dos formas posibles de expandir la memoria: Dividiendo un programa de modo que una parte permanezca en la memoria de acceso aleatorioyque una parte se cargue enla memoriacuandose necesite accedera los datos. Utilizando un mecanismo de memoria virtual que consiste en utilizar el disco duro como memoria principal y almacenar solamente las instrucciones y los datos utilizados por el procesador en la memoria RAM. El sistema operativo realiza esta operación creando un archivotemporal (conocidocomo SWAPo"archivode intercambio") enel quese almacena la información cuando la memoria RAM ya no es suficiente. Esta operación produce una disminución considerable en el rendimiento, dado que se puede acceder al disco duro mucho más rápido que a la memoria RAM. Es normal que al utilizar la memoria virtual el LED del disco duro permanezca encendido casi constantemente y, en el caso del sistema Microsoft Windows,escomúnque aparezcaun archivo "win386.swp",de gran tamañoen proporción a las necesidades de la memoria de acceso aleatorio. Los mecanismos de distribución de memoria La memoria central se puede distribuir de tres maneras: segmentación: los programas se dividen en paquetes de longitudes variadas conocidos como "segmentos". paginación: consiste en dividir la memoria en bloques y los programas en páginas de longitud fija. una combinación de segmentación y paginación: algunas partes de la memoria se segmentan y otras se paginan. El Procesador El microprocesador es básicamente un circuito integrado, conformado por millones de micro transistores contenidos en una pastilla de un material llamado silicio. En principio tenemos que hacer una diferenciación elemental entre el microprocesador, que es un elemento de hardware, y la CPU (unidad central de procesamiento), que es un concepto lógico. A pesar de que en muchas ocasiones se utilizan los dos conceptos para referirse al dispositivo de hardware, esto no es exacto, ya que un microprocesador puede contener y soportar más de una CPU.
- 9. La función del microprocesador es interpretar instrucciones y procesar datos. Recordemos el concepto de entrada/salida, en el cual un dato con determinadas instrucciones ingresa al sistema, luego es procesado y sale de ese sistema con un resultado. Por ejemplo, un sistema de entrada/salida elemental sería el de una calculadora en la cual ingresamos una operación (suma, resta, multiplicación o división), la calculadora la procesa y nos arroja un resultado. Del mismo modo funciona una PC, el usuario da una orden, como la de abrir el navegador, esta instrucción entra al microprocesador, es analizada y como resultado nos abre una ventana desde la cual podemos navegar por Internet. Es importante destacar que el microprocesador es un dispositivo crítico que no resiste, en el marco de este libro, ningún tipo de diagnóstico para su reparación. A lo sumo, podremos realizar un monitoreo de su funcionamiento, es decir, la velocidad de frecuencia, el bus, el voltaje y la temperatura con la que trabaja el procesador Lo que debemos conocer sobre los procesadores es cada uno de los conceptos básicos de su funcionamiento en relación con los demás componentes críticos de la PC, y cuáles son las características de compatibilidad con respecto al resto del hardware en función de eventuales actualizaciones. Intel es el fabricante que más Procesadores y Chip vende. FSB y Multiplicador Un elemento que se menciona con mucha frecuencia es el bus frontal o Front Side Bus (FSB), que es el medio por el cual el procesador se comunica con el subsistema de memoria y los distintos dispositivos. En otras palabras, podría decirse que el FSB es el bus de datos del procesador, aunque en ciertos microprocesadores el concepto es algo diferente, pero no viene al caso profundizar en ello. En los procesadores modernos, la frecuencia del bus frontal (también llamada frecuencia base) es multiplicada por un cierto valor, de manera tal que el procesador
- 10. trabaje internamente a una velocidad mayor. Esto se debe a que, en un momento determinado de la historia, la memoria y los demás dispositivos no pudieron avanzar en velocidad de reloj al mismo nivel que los procesadores. Así fue como nació el concepto de multiplicador, valor que depende, exclusivamente, del micro. Aunque, en ciertos casos, se puede configurar desde jumper (puentes) o switches enel motherboard,(tarjetamadre) obienmedianteelBIOSSETUP,que significa(BasicInputOutput System) Sistema básico de entrada y salida. Para sintetizar lo que acabamos de explicar, podemos decir que la velocidad de reloj de un procesador (o frecuencia de trabajo) está dada por el producto entre el bus frontal y el multiplicador. Por ejemplo, un Pentium 4 de 3,2 GHz tiene un FSB de 200 MHz realesy un multiplicadorde 16. La frecuenciade trabajo esuna buenamedida para evaluar el rendimiento de un procesador, aunque no siempre hay que fiarse de ella, ya que ciertos micros ejecutan más instrucciones por cada ciclo de reloj. Velocidad de bus y de reloj Un factor que sirve como guía es la velocidad de reloj del procesador, aunque no es apropiado considerar este parámetro como el más importante, excepto en ciertas aplicaciones. Algunas operaciones que tratan, principalmente, temas como la compresión de audio y de video, y que manejan información con gran velocidad, pueden sacar provecho de la cantidad de ciclos de reloj. Sin embargo, en general no debemos guiarnos tanto por este aspecto. Lo que sí es altamente significativo es la velocidad de bus, en especial, en aquellos procesadores que tienen un multiplicador muy alto, como sucede con muchos Celeron de Intel, que llegan a multiplicadores de 28. Esto hace que el bus frontal se comporte como un importante cuello de botella para el procesamiento
- 11. de la CPU. Así que, especialmente en aplicaciones que requieran mucho movimiento en memoria, como las ya mencionadas, un rápido bus frontal puede ser determinante para el rendimiento final. Cómo funciona un CPU Simplificando al extremo, y en términos didácticos, el funcionamiento de un procesador está dado por cuatro fases. Estas fases no necesariamente están siempre separadas,sinoque por norma generalsesolapan,y siempre ocurren en simultáneo aunque no necesariamente para una función en específico. Durante la primerafase el procesadorse encargade cargar el códigodesde lamemoria.En otras palabrasse leenlosdatosque debenserprocesadosposteriormente.Enestaprimera fase se encuentraunproblemacomúnenla arquitecturade losprocesadores,yesque hay un máximode datosque puedenser leídosporperiodode tiempo,ysuelenserinferioresa losque puedenserprocesados,porloque hayunaespeciede efectode picode botellaque en la actualidad se trata de solventar aplicando el multicanal y cachés. En la segunda fase ocurre la primera etapa del procesamiento como tal. La información leída enla primerafase es analizadasiguiendounjuegode instrucciones(próximasección de este articulo).Así pues,dentrode losdatos leídoshabrá fraccionesdescriptivasparael set de instrucciones, que indicarán qué se debe hacer con el resto de la información. Por poner un ejemplo práctico, hay código que indica que se deben sumar los datos de un paquete con los de otro paquete, siendo cada paquete información que describe un número, con lo que se obtiene una operación aritmética común.
- 12. A continuación viene la fase que continua con el procesamiento franco, y se encarga de ejecutarlas instruccionestomadasdecodificadasdentrode la segundafase.En el ejemplo anterior, aquí sería dónde se realiza la suma y se obtiene el resultado. Por último,el procesoconcluye con una fase de escritura, dónde de nuevola información es cargada, solo que esta vez desde el procesador hasta la memoria. En algunos casos la información puede ser cargada a memoria del procesador para ser reutilizada posteriormente,perounavezterminadoel procesamientode laborenparticular,losdatos siempre terminan siendo escritos en la memoria principal, de donde luego pueden ser escritos a la unidad de almacenamiento o no, dependiendo de la aplicación. Principales arquitecturas modernas Como ya hemosdicho,la funcióndel procesadoresinterpretarinformación.Losdatosson cargados desde losdiferentessistemasde memoriaa manerade códigobinario,y es ese códigoel que debe ser procesador para ser convertido en datos útiles por las aplicaciones. La mentada interpretaciónse realiza mediante un juego de instrucciones,que es lo que define la arquitectura del procesador. Actualmente se usanprincipalmente dosarquitecturas RISCy CISC.RISC da vidaa losprocesadores diseñados por la firma británica ARM, que con el auge de los dispositivos móviles ha visto un crecimiento importante. Respectoa qué arquitecturaes mejor,desde siempre se ha dicho que por sermucho más limpiay estar mucho mejor optimizada RISC sería el futuro de la computación. Sin embargo, Intel y AMD nunca han dado el brazo a torcer y han conseguido crear un ecosistema muy sólido alrededor de sus procesadores, que aunque estar muy contaminados de elementos de retro compatibilidad ya obsoletos, siempre se han mantenido a la altura de sus rivales. En general, por su flexibilidad y relativa facilidad de producción, por algunos años más los CPU seguiránsiendolas piezascentralesdel cómputo moderno.Perosiempre hayque tenerencuenta
- 13. que con el paso de los años han estado evolucionado tecnologías en paralelo que ayudan a descentralizar la carga y hoy más que nunca los procesadores gráficos, más potentes pero menos flexibleshancomenzadoaganar casi tanta importanciacomola unidad de procesamientocentral. Sobre los núcleos.El segundoaspectoque debemostenerenclaro es el de la cantidad de núcleos que posee el procesador.Esimportante remarcarque lacantidadde núcleosnoeslo mismoque la arquitectura de 32 ó 64 bits. Ahora bien, los primeros procesadores eran de 32 bits y sólo contenían un núcleo. El avance tecnológico permitió acomodar en una pastilla de silicio (procesador) dos núcleos. Cuando todo el mundo pensaba que esto era insuperable, aparecieron los procesadores de tres y cuatro núcleos. Estos pueden trabajar con 32 y 64 Bits, de acuerdo a su marca y modelo. Aparecieron los procesadores de tres y cuatro núcleos. Estos pueden trabajar con 32 y 64 bits, de acuerdo a su marca y modelo. Ahora bien, la cantidad de núcleos por procesador, la cantidad de bits que pueden procesar por ciclo de reloj, el bus, la frecuencia y todos estos conceptos aplicados a las dos marcas de procesadoresllevana la confusiónhastaal más experto. Echemos unpoco de claridad al respecto. Periféricos e Información Se denominan periféricos tanto a los dispositivos a través de los cuales el ordenador se comunica con el entorno exterior, como a los sistemas que almacenan la información,
- 14. sirviendo de memoria auxiliar a la memoria principal, independientemente de que se encuentre en el exterior o interior de la carcasa. La memoria masiva o auxiliar trata de suplir las deficiencias de la memoria central (RAM): baja capacidad y que la información almacenada se pierde al desconectar la alimentación eléctrica. En efecto, los dispositivos de memoria masiva auxiliar (actualmente soportes magnéticos, ópticos y de electrónica de estado sólido) tienen mucha más capacidad que la memoria principal, y en ellos se puede grabar la información durante mucho tiempo. Según la definición de periférico vista previamente, están constituidos por unidades de entrada, unidades de salida y unidades de memoria masiva auxiliar. Estas últimas también pueden considerarse como de E/S, ya que el ordenador central puede escribir (dar salida) sobre ellas, y la información escrita puede ser leída, es decir, ser proporcionada como entrada. Ahora bien, la información grabada en estos soportes no es directamente inteligible para el usuario, esto es, no puede haber una intercomunicación directa usuario- ordenador como la que se da a través de un teclado/pantalla. El ordenador es una máquina que no tendría sentido si no se comunicase con el exterior, es decir, si careciese de periféricos. Por lo que debe disponer de: Unidad(es) de entrada, a través de la(s) cual(es) introducirle los programas que queramos que ejecute y los datos correspondientes. Unidad(es) de salida, con la(s) que la ordenador da los resultados de los programas. Memoria masiva o auxiliar, que facilite su funcionamiento y utilización. Los dispositivos de entrada/salida (E/S) transforman la información externa en señales codificadas, permitiendo su transmisión, detección, interpretación, procesamiento y almacenamiento de forma automática. Los dispositivos de entrada transforman la información externa (instrucciones o datos tecleados) según alguno de los códigos de entrada/salida (E/S). Así el ordenador recibe dicha información adecuadamente preparada (en binario). En un dispositivo de salidaseefectúa elproceso inverso, la información binaria que llega del ordenador se transforma de acuerdo con el código de E/S en caracteres escritos inteligibles por el usuario. Hay que distinguir claramente entre periféricos de un ordenador y máquinas auxiliares de un determinado servicio informático, las máquinas auxiliares no están físicamente conectadas al ordenador (su funcionamiento es autónomo) y sirven para preparar o ayudar en la confección o utilización de la información que se da a, o produce, el ordenador. Por ejemplo, al inicio de la informática existían máquinas autónomas para perforar tarjetas, grabar cintas magnéticas manualmente a través de un teclado, separar el papel continuo producido por un programa a través de la impresora, etc.
- 15. Tampoco hay que confundir periférico con soporte de información. Por soporte de información se entiende aquellos medios físicos sobre los que se almacena la información. Por unidades o dispositivos periféricos se entiende aquellos elementos encargados de transcribir la información al correspondiente soporte. Ejemplos: - Los disquetes y DVD-ROMson soporte de información, mientras que la unidad lectora o disquetera, es unidad periférica. - El papel de impresora es soporte de información y la impresora unidad periférica. Conexión de periféricos al ordenador Las unidades funcionales del ordenador, así como éstas con los periféricos se comunican por grupos de pistas denominados buses. Hay de dos tipos, serie y paralelo. Los periféricos se interconectan al bus del sistema directamente o bien a través de unos circuitos denominados interfaces. Hay una gran diversidad de periféricos con distintas características eléctricas y velocidades de funcionamiento. Las interfaces son para adaptar las características de los periféricos a las del bus del sistema. Características generales de los periféricos Cada periférico suele estar formado por dos partes diferenciadas en cuanto a su misión y funcionamiento: una parte mecánica y otra electrónica. La parte mecánica está formada básicamente por dispositivos electromecánicos (conmutadores manuales, motores, electroimanes, etc.) controlados por los elementos electrónicos. Esta parte determina la velocidad de funcionamiento. La parte electrónica gestiona el funcionamiento de los procesos. Desde el ordenador se actúa sobre los periféricos a iniciativa de las instrucciones de los programas. Para poder utilizar eficazmente un ordenador, su sistema operativo contiene rutinas específicas paralagestión de los periféricos. Sin estas rutinas sería extremadamente complejo utilizar un periférico desde un lenguaje de programación de alto nivel. Algunos periféricos tienen la posibilidad de realizar autónomamente determinadas operaciones. Éstas pueden ser desde auto comprobar su funcionamiento físico, hasta funciones más complejas como rebobinar una cinta magnética, dibujar en un registrador
- 16. gráfico la información contenida en una cinta magnética o imprimir una imagen desde la tarjeta de la máquina de fotografía digital. Clasificación de los periféricos Los periféricos se dividen en tres categorías, ya conocidas: Unidades de entrada. Unidades de salida. Unidades de memoria masiva auxiliar. No necesariamente las distintas unidades están físicamente individualizadas en módulos independientes, pudiendo, por ejemplo, estar montadas una unidad de entrada y una unidad de salida conjuntamente. Así un terminal interactivo suele estar constituido por un teclado (unidad de entrada) y una pantalla (unidad de salida). A veces se dice que estas unidades son de tipo mixto. Incluso hay dispositivos de entrada que únicamente tienen sentido actuando conjuntamente con un dispositivo de salida (Ej.: lápiz óptico). Las unidades de memoria masiva pueden considerarse como unidades de E/S mixtas. Así una unidad de cinta magnética, cuando lee información de una cinta, actúa como dispositivo de entrada; cuando escribe o graba información procedente del ordenador central, actúa como unidad de salida. Dispositivos de entrada Los periféricos más usuales son los siguientes: Teclado Ratón (mouse) Monitor Impresoras TECLADO Es un dispositivo análogo al de una máquina de escribir, correspondiendo cada tecla a uno o varios caracteres,funciones u órdenes. Para seleccionaruno de los caracteres de una tecla puede ser necesario pulsar simultáneamente dos o más teclas. Al pulsar una tecla se cierra un conmutador que hay en el interior del teclado, esto haceque unos circuitos codificadores generen el código de E/S correspondiente al carácter seleccionado, apareciendo éste en la pantalla si no es un carácter de control. Los teclados contienen los siguientes bloques de teclas:
- 17. Tecladoprincipal:Contienelos caracteres alfabéticos,numéricos y especiales,como en una máquina de escribir convencional con alguno adicional. Hay teclados que también incluyen aquí caracteres gráficos. Teclas de desplazamiento del cursor: Permiten mover el cursor en los cuatro sentidos, borrar un carácter o parte de una línea. Teclado numérico: Es habitual en los teclados de ordenador que las teclas correspondientes a los caracteres numéricos (cifras decimales), signos de operaciones básicas (+, -,...) y punto decimal estén repetidas para facilitaralusuario la introducción de datos numéricos. Teclas de funciones: Son teclas cuyas funciones son definibles por el usuario o mediante un programa. Teclas de funciones locales: Controlan funciones propias del terminal, como impresión del contenido de imagen cuando el ordenador está conectada a una impresora. En algunos teclados la transmisión no se efectúa pulsación a pulsación sino que se dispone de un almacén de reserva o buffer (tampón) y el envío se efectúa a la vez para todo un conjunto de mensajes completos cuando el usuario pulsa una tecla especial destinada a activar dicha transmisión. Estateclarecibe distintos nombres como Return, Enter, Transmit, Intro, Retorno de carro. Entre las posibles características técnicas a contemplar al evaluar la mejor o peor adaptabilidad de un teclado a nuestras necesidades,podemos citar elnúmero de caracteres y símbolos básicos, sensibilidad a la pulsación, tipo de contactos de las teclas (membrana o mecánico), peso, tamaño, transportabilidad. Actualmente se comercializan teclados ergonómicos, con una disposición algo original, aunque se han difundido poco, y hay discusiones sobre si es cierta la ergonomía que propugnan. Se pueden encontrar teclados con funcionalidades extras, ya sean individualmente o en conjunto, como lector de banda magnética, lector/grabador de tarjeta inteligente,conexión para escáner, detector biométrico, con iluminación, entre otras posibilidades. Teclas Numérica s Teclas de Funciones Teclas Desplazamiento del Cursos Teclas deFunciones Locales
- 18. Para aplicaciones industriales y militares existen teclados totalmente sellados que soportan ambientes agresivos, como por ejemplo aire, agua y atmósferas de vapores. Cumplen con la normativa IP65. Entre los tipos de teclados más novedosos se encuentran los que son totalmente flexibles y los denominados virtuales, que generan una simulación mediante un láser. RATÓN El ratón es un pequeño periférico que inicialmente tenía una esfera que puede girar libremente, se acciona haciéndola rodar sobre una superficie plana. Los modernos se basan en un sistema óptico de diodo o láser de infrarrojo en lugar de la bola. En el momento de activar el ratón, se asocia su posición con la del cursor en la pantalla y si lo desplazamos sobre una superficie, el cursor seguirá dichos movimientos. Actualmente es imprescindible en los entornos gráficos, como KDE, Gnome y Windows. Una variación del ratón es la conocida como trackball que consiste en una bola fija que se hace girar con los dedos. Presenta algunas ventajas sobre los ratones tradicionales. La conexión con el ordenador, tanto del teclado como del ratón es a través de la interface USB con cable o mediante sistemas inalámbricos infrarrojos o de radiofrecuencias, aunque hasta hace poco tiempo era mediante interfaces específicas, como por ejemplo el conector minidin. Dado que bajo los entornos de usuario gráficos actuales se emplea constantemente el ratón, se ha de seleccionar uno de muy buena calidad, pues sino duran pocos meses. La tecnología más moderna respecto a los ratones es la basada en un láser VCSEL (vertical- cavity surface-emitting laser), alcanzándoseresoluciones de hasta2000 puntos por pulgada (una pulgada son 2.54 cm). Estos láseres VCSEL también son de utilidad para una nueva generación de ordenadores y sistemas de comunicación fotónicos entre tarjetas y entre "chip " con velocidades de hasta 2.5 Gb/s.
- 19. ESCANER Es un dispositivo parecido a una fotocopiadora digital, se emplea para introducir imágenes en un ordenador. Las imágenes que sedesee capturar deben estar correctamente iluminadas para evitar brillo y tonos no deseados. Son dispositivos de entrada de datos de propósito especial que se emplean conjuntamente con programas para gráficos o de OCR y pantallas de alta resolución. La mayor parte captura imágenes en color. Los programas que controlan el escáner suelen presentar la imagen capturada en la pantalla. Los colores no tienen por qué ser necesariamente los originales, es posible capturar las imágenes en blanco y negro o transformar los colores mediante algúnalgoritmo interno o modificar y mejorar laimagen. Sin embargo, y en general, los colores que produce un scanner suelen ser los correctos. MONITORES El monitor es un dispositivo de salida de datos, por el cual nos enteramos de la información contenida en una computadora de una forma visual. (En el caso de un monitor de pantalla táctil también funciona como dispositivo de entrada tanto para introducir datos, como para ejecutar comandos). Los primeros monitores eran monocromáticos, de 1 bit por píxel, solo soportaban 2 colores, verde o ámbar y negro. Se usaban en modo texto, porque aún no existían los entornos gráficos en las computadoras.
- 20. MICROFILM La salida de datos en microfilm es una técnica de representar los datos de salida. Las técnicas COM se usan en los bancos para llevar los registros de los balances diarios de cuentas. Esto supone un gran ahorro de papel, al evitar las salidas por impresora, al tiempo que reduce problemas de almacenamiento. Cada "página" se representa en una pantalla y se fotografía mediante una cámara especial. La imagen de la página mide alrededor de 1.5 cm 2 . La película se corta en microfichas del tamaño de una postal conteniendo cada una cien páginas. Se emplea un lector de microfichas para proyectar la imagen aumentada de una página cuando es necesario leerla. IMPRESORAS Las impresoras son periféricos que escriben la información de salida sobre un soporte físico. Su comportamiento inicialmente era muy similar al de las máquinas de escribir, pero actualmente son mucho más sofisticadas, incluso algunas son fotocopiadoras o fax, conectadas con el ordenador. Junto a las pantallas, los dispositivos más utilizados para poder ver en forma inteligible los resultados de un programa de ordenador. Las impresoras tienen dos partes diferenciadas: la parte mecánica (alimentación y arrastre) y la parte electrónica. Las impresoras tradicionalmente utilizaban papel continuo, en cuyos márgenes existenunos taladros. En este caso, el arrastre se efectúa por un tractor que dispone de unos dientes metálicos que encajan en los taladros laterales del papel. Actualmente la mayoría no necesita papel continuo, efectuándose el arrastre por fricción o presión, como en el caso de las máquinas de escribir o en las fotocopiadoras convencionales. Impresoras de inyección de tinta El descubrimiento de esta tecnología fue fruto del azar. Al acercar accidentalmente un soldador, por parte de un técnico, a un minúsculo cilindro lleno de tinta, salió una gota de tinta proyectada, naciendo la inyección de tinta por proceso térmico. La primera patente
- 21. referente a este tipo de impresión data del año 1951, aunque hasta el año 1983, en el que Epson lanzó la SQ2000, no fueron lo suficientemente fiables y baratas para el gran público. Actualmente hay varias tecnologías, aunque son muy pocos los fabricantes a nivel mundial que las producen. La más reciente es la que fabrica Memjet, con un cabezal de 70000 inyectores estáticos MEMS, del ancho del papel a imprimir. El fundamento físico consiste en emitir un chorro de gotas de tinta ionizadas que en su recorrido es desviado por unos electrodos según la carga eléctrica de las gotas. El carácter se forma con la tinta que incide en el papel. Cuando no se debe escribir, las gotas de tinta se desvían hacia un depósito de retorno, si es de flujo contínuo, mientras que las que son bajo demanda, todas las usadas con los PC`s, la tinta sólo circula cuando se necesita. Los caracteres se forman según una matriz de puntos. Estas impresoras son bidireccionales y hay modelos que imprimen en distintos colores. Un ejemplo de aplicación de la impresión con tinta es el marcado de lote y fecha de caducidad en botellas de productos alimenticios. Este proceso se efectúa con el sistema de impresión mediante circulación continua Los equipo de marcado de botellas sufren una degradación progresiva en la tinta que contienen, debida al proceso tecnológico de funcionamiento. El sistema de circulación continua de tinta provoca que una partícula de tinta pase por el cabezal impresor gran cantidad de veces antes de ser proyectada. La tinta al sufrir presión, entrar en contacto con el aire y sufrir la carga de las placas electrostáticas pierde propiedades eléctricas, se evapora parte del disolvente y sufre contaminación debida al polvo y humedad del aire. Este sistema incorpora un viscosímetro que controla la cantidad de disolvente que la tinta pierde al entrar en contacto con el aire y la compensa añadiendo aditivo, que además de disolvente añade sales yotros elementos para recuperar la tinta.
- 22. La contaminación que la tinta sufre con el contacto del aire, provoca peor calidad de impresión, llegando un momento en el que hay que cambiar la tinta. El equipo incorpora un depósito central de cambio fácil e instantáneo que avisa con 24 horas de antelación al momento de sustitución. El depósito central incorpora el filtro principal de tinta, con lo que se cambia sin intervención cada vez que se repone el depósito. Impresoras láser Estas impresoras tienen una gran importancia por su elevada velocidad, calidad de impresión, relativo bajo precio y poder utilizar papel normal. Su fundamento es muy parecido al de las máquinas de fotocopiar. La página a imprimir se transfiere al papel por contacto, desde un tambor que contiene la imagen impregnada en tóner. La impresión se realiza mediante radiación láser, dirigida sobre el tambor cuya superficie tiene propiedades electrostáticas (se trata de un material fotoconductor, tal que si la luz incide sobre susuperficie lacargaeléctrica de esasuperficiecambia). Si es en colores, llevan tres tóneres y tres tambores. En Heli, recilaje y proyectos electrónicos se muestran todos los integrantes de una impresora láser.
- 23. Conclusión Se puede decir que los Sistemas Operativos son de alta prioridad en el desarrollo de la computaciónyporende delaprogramación,yaqueestese constituyecomoelmediadordel usuario y la computadora en la entrada, procesamiento,almacenamiento, y salida de información,ya que escapaz de manejaruninterfazgráficoconunsinnúmerode programas,loscualesdesarrollanuna tarea específica de acuerdo a la solicitud del usuario, que facilita su uso a la hora de trabajar. El SistemaOperativosehavueltoalgoincreíblemente practicoconsiderandocomoeratodo antes, puesto que el usuario la configura o lo adapta para acceder a determinados programas de formarápida,de acuerdoalanecesidadoal usoque este le emplee,ademásdeconfigurarel diseño de la interfaz gráfica para ambientarla a su gusto. En conclusión los Sistemas Operativos desde sus orígenes hasta la actualidad han sido objeto de grandes modificaciones,con el propósito de mejorar la calidad de vida del hombre y facilitar su trabajo.