Sistemas Operativos - UTS

Universidad Tecnológica Del Sur de Sonora

Sistemas Operativos Multiusuario

José Manuel Acosta Rendón
Enero 2010

¿Qué es un Sistema Operativo?

Un Sistema operativo (SO) es un programa informático que actúa de interfaz entre los
dispositivos de hardware y el usuario. Es responsable de gestionar, coordinar las
actividades y llevar a cabo el intercambio de recursos de un computador. Actúa como
estación para las aplicaciones que se ejecutan en la máquina. Uno de los propósitos de un
sistema operativo como estación, consiste en gestionar los recursos de localización y
protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones
de tener que tratar con éstos detalles.

Componentes de un Sistema de Cómputo

Funciones del Sistema Operativo

Los sistemas operativos, en su condición de capa software que posibilitan y simplifica el
manejo de la computadora, desempeñan una serie de funciones básicas esenciales para la
gestión del equipo. Entre las más destacables, cada una ejercida por un componente
interno (módulo en núcleos monolíticos y servidor en micronúcleos), podemos reseñar las
siguientes:

•Proporcionar más comodidad en el uso de un computador.
•Gestionar de manera eficiente los recursos del equipo, ejecutando servicios para los
procesos (programas)
•Brindar una interfaz al usuario, ejecutando instrucciones (comandos).
•Permitir que los cambios debidos al desarrollo del propio SO se puedan realizar sin
interferir con los servicios que ya se prestaban (evolutividad).

Un sistema operativo desempeña 5 funciones básicas en la operación de un sistema
informático: suministro de interfaz al usuario, administración de recursos, administración de
archivos, administración de tareas y servicio de soporte y utilidades.


Interfaces del usuario: Es la parte del sistema operativo que permite comunicarse con él, de
tal manera que se puedan cargar programas, acceder archivos y realizar otras tareas.
Existen tres tipos básicos de interfaces: las que se basan en comandos, las que utilizan
menús y las interfaces gráficas de usuario.


Administración de recursos: Sirven para administrar los recursos de hardware y de redes
de un sistema informático, como la CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento
secundario y periféricos de entrada y de salida.


Administración de archivos: Un sistema de información contiene programas de
administración de archivos que controlan la creación, borrado y acceso de archivos de
datos y de programas. También implica mantener el registro de la ubicación física de los
archivos en los discos magnéticos y en otros dispositivos de almacenamiento secundarios.


Administración de tareas: Los programas de administración de tareas de un sistema
operativo administran la realización de las tareas informáticas de los usuarios finales. Los
programas controlan qué áreas tienen acceso al CPU y por cuánto tiempo. Las funciones
de administración de tareas pueden distribuir una parte específica del tiempo del CPU para
una tarea en particular, e interrumpir al CPU en cualquier momento para sustituirla con una
tarea de mayor prioridad.


Servicios de soporte: Los servicios de soporte de cada sistema operativo dependerán de la
implementación particular de éste con la que estemos trabajando. Entre las más conocidas
se pueden destacar las implementaciones de Unix, desarrolladas por diferentes empresas
de software, los sistemas operativos de Apple Inc., como Mac OS X para las computadoras
de Apple Inc., los sistemas operativos de Microsoft, y las implementaciones de software
libre, como GNU/Linux o BSD producidas por empresas, universidades, administraciones
públicas, organizaciones sin fines de lucro y/o comunidades de desarrollo.

Estos servicios de soporte suelen consistir en:
•Actualización de versiones.
•Mejoras de seguridad.
•Inclusión de alguna nueva utilidad (un nuevo entorno gráfico, un asistente para
administrar alguna determinada función, ...).
•Controladores para manejar nuevos periféricos (este servicio debe coordinarse a veces
con el fabricante del hardware).
•Corrección de errores de software.
•Otros.

No todas las utilidades de administración o servicios forman parte del sistema operativo,
además de éste, hay otros tipos importantes de software de administración de sistemas,
como los sistemas de administración de base de datos o los programas de administración
de redes. El soporte de estos productos deberá proporcionarlo el fabricante
correspondiente (que no tiene porque ser el mismo que el del sistema operativo).

Componentes de un sistema operativo


Gestión de procesos
Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar
su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable
de:

•Crear y destruir los procesos.
•Parar y reanudar los procesos.
•Ofrecer mecanismos para que se comuniquen y sincronicen.

La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de
tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta, media, baja por ejemplo. Debemos
comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con
las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha. Esto
puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a
ejecutarse. y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar
alta prioridad a las tareas más antiguas.


Gestión de la memoria principal
La Memoria (informática) es una gran tabla de palabras o bytes que se referencian cada
una mediante una dirección única. Este almacén de datos de rápido accesos es compartido
por la CPU y los dispositivos de E/S, es volátil y pierde su contenido en los fallos del
sistema. El SO es el responsable de:

•Conocer qué partes de la memoria están utilizadas y por quién.
•Decidir qué procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio disponible.
•Asignar y reclamar espacio de memoria cuando sea necesario.


Gestión del almacenamiento secundario
Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal
(almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los
programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener
en la memoria principal. El SO se encarga de:

•Planificar los discos.
•Gestionar el espacio libre.
•Asignar el almacenamiento.


El sistema de E/S
Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores
de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el
almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.


Sistema de archivos
Los archivos son colecciones de información relacionada, definidas por sus creadores.
Éstos almacenan programas (en código fuente y objeto) y datos tales como imágenes,
textos, información de bases de datos, etc. El SO es responsable de:

•Construir y eliminar archivos y directorios.
•Ofrecer funciones para manipular archivos y directorios.
•Establecer la correspondencia entre archivos y unidades de almacenamiento.
•Realizar copias de seguridad de archivos.

Existen diferentes Sistemas de Archivos, es decir, existen diferentes formas de organizar la
información que se almacena en las memorias (normalmente discos) de los ordenadores.
Por ejemplo, existen los sistemas de archivos FAT, FAT32, EXT2, NTFS...
Desde el punto de vista del usuario estas diferencias pueden parecer insignificantes a
primera vista, sin embargo, existen diferencias muy importantes. Por ejemplo, los sistemas
de ficheros FAT32 y NTFS , que se utilizan fundamentalmente en sistemas operativos de
Microsoft, tienen una gran diferencia para un usuario que utilice una base de datos con
bastante información ya que el tamaño máximo de un fichero con un Sistema de Archivos
FAT32 está limitado a 4 gigabytes sin embargo en un sistema NTFS el tamaño es
considerablemente mayor.


Sistemas de protección
Mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a los recursos del
sistema. El SO se encarga de:

•Distinguir entre uso autorizado y no autorizado.
•Especificar los controles de seguridad a realizar.
•Forzar el uso de estos mecanismos de protección.


Sistema de comunicaciones
Para mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario poder controlar el
envío y recepción de información a través de las interfaces de red. También hay que crear
y mantener puntos de comunicación que sirvan a las aplicaciones para enviar y recibir
información, y crear y mantener conexiones virtuales entre aplicaciones que están
ejecutándose localmente y otras que lo hacen remotamente.


Programas de sistema
Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman parte de él.
Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de programas, siendo algunas de las
tareas que realizan:

•Manipulación y modificación de archivos.
•Información del estado del sistema.
•Soporte a lenguajes de programación.
•Comunicaciones.

El Sistema Operativo como Gestor de Recursos

Como gestor de recursos, el Sistema Operativo administra

•La CPU (Unidad Central de Proceso, donde está alojado el microprocesador).
•Los dispositivos de E/S (entrada y salida)
•La memoria principal (o de acceso directo).
•Los discos (o memoria secundaria).
•Los procesos (o programas en ejecución).

y en general todos los recursos del sistema.

Características de un sistema operativo

Administración de tareas
Monotarea: Solamente puede ejecutar un proceso (aparte de los procesos del propio S.O.)
en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo
hasta su finalización y/o interrupción.
Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo de S.O.
normalmente asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos) de forma
alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibe que todos
funcionan a la vez, de forma concurrente.

Administración de usuarios
Monousuario: Si sólo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo.
Multiusuario: Si permite que varios usuarios ejecuten simultáneamente sus programas,
accediendo a la vez a los recursos de la computadora. Normalmente estos sistemas
operativos utilizan métodos de protección de datos, de manera que un programa no pueda
usar o cambiar los datos de otro usuario.

Manejo de recursos
Centralizado: Si permite utilizar los recursos de una sola computadora.
Distribuido: Si permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco, periféricos... ) de más de
una computadora al mismo tiempo.

¡ GRACIAS POR SU
ATENCION ¡
José Manuel Acosta R.
Email: sosuts@gmail.com

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