UNIVERSIDAD DE LAS AMÉRICAS Evolución de los Sistemas de Computo Karen Moposita Facultad de Ingeniería y Ciencias Agropecuarias Ing. Electrónica y Redes de Información Quito, Ecuador
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R esumen:
En el presente documento se explicará la evolución que han tenido los sistemas de cómputo a lo largo de los años, así como la explicación de un sistema operativo, su historia y el hardware de las computadoras, también se profundizara en la estructura de los sistemas operativos, se h ablara además de la virtualización virtualización y la nube, además del networking y el internetworking.
explicado en el desarrollo, con mucho más detalle y profundidad.
II. OBJETIVOS a. b. c. d.
PALABRAS CLAVE: evolución, sistema operativo, virtualización, nube, networking, internetworking. AB STR AC T: In
this document, we will explain the evolution that computer systems have had over the years, as well as the explanation of an operating system, its history history and computer hardware, will also delve into the structure of operating systems, will also talk about the virtualization and the cloud, as well as networking and internetworking.
KEYWORDS: evolution, operating system, virtualization, cloud, networking, internetworking.
I. INTRODUCCIÓN Las computadoras modernas, consisten en uno o más procesadores, memoria, discos, impresoras, un teclado, un mouse y una pantalla, además de una interfaz de red y varios dispositivos de entrada y salida, es como la que plantea la máquina de Von Neumann, lo complicado complicado se encuentra encuentra en hacer hacer que todos estos componentes se integren junto con el software del sistema, por lo c ual existe una capa en el software llamada sistema operativo, el cual tiene como trabajo es proporcionar programas de usuario con un modelo de la computadora mejor, más simple, más limpio y para administrar todos los recursos que acabamos de mencionar. Este será
A.
Entender que es un sistema operativo, y como nació el mismo. Conocer la estructura de un sistema operativo. Saber que es la virtualización y la nube. Aprender acerca del networking y el internetworking.
III. DESARROLLO Sistema Operativo a. ¿Qué es? Es el software que se ejecuta en modo de kernel, que se encarga de gestionar los recursos del hardware y proveer servicios a los programas de aplicación de software.
b. El sistema operativo como una máquina extendida Los sistemas operativos tienen muchos controladores para controlar los dispositivos de entrada y salida, pero no es suficiente, también deben proporcionar otra capa de abstracción para usar discos, debido a que estos son muy complejos de comprender por un usuario normal, por lo cual gracias a este nuevo nivel de abstracción al que llamaremos máquina extendida, los programas se pueden crear, escribir y leer archivos sin que exista la necesidad de tener que tratar con los detalles de cómo funciona realmente el hardware
del sistema, esta abstracción es muy importante para gestionar la complejidad. El sistema operativo como máquina extendida tiene que ser de vista de arriba abajo debido a que podemos realizar nuestras actividades, pero no por ello tenemos que comprender la complejidad de cómo funciona la misma
Esta es la generación donde se implementan los transistores con el fin de hacer las máquinas más pequeñas, además de realiza el trabajo por lotes. 3.
En esta generación ya empiezan a utilizar circuitos integrados, la multiprogramación y el spooling y time sharing, además que se empieza a programar con código UNIX
c. El sistema operativo como un administrador de recursos El sistema operativo está ahí para administrar todas las piezas que debe tener un sistema complejo. El trabajo del sistema operativo es proporcionar una asignación ordenada y controlada de los procesadores, memorias y dispositivos de E / S entre los diversos programas que los necesitan. La gestión de los recursos va a incluir recursos de multiplexación en dos diferentes formas que son: tiempo y espacio. Cuando un recurso es compartido por tiempo, diferentes programas o usuarios se turnan para usarlo, primero uno de ellos usa el recurso, luego el otro.
d. Historia del Sistema Operativo Los sistemas operativos han ido evolucionando con los años, cada una de las fases tuvo que tener un final para que otro empiece, a continuación, lo dividiremos en generaciones 1.
La primera Generación (1945-1955) Esta es la generación de los tubos al vacío, se programaba en lenguaje de máquina.
2.
Segunda Generación (1955-1965)
Tercera Generación (1965-1980)
4.
Cuarta Generación (1980-Hoy): En esta generación empiezan a aparecer la idea de los computadores personales, los chips que contienen miles de transistores, y cada vez las computadoras se hacen más pequeñas.
5.
Quinta Generación: (1990-hoy): Las computadoras se traspasan a los dispositivos móviles, que cada vez funcionan como una computadora de bolsillo, con más aplicaciones.
e. Hardware del computador Un sistema operativo está ligado con el hardware del computador, conceptualmente, una computadora personal simple puede abstraerse a un modelo que se asemeja al de la figura mostrada a continuación:
Si la llamada al sistema no puede llevarse a cabo debido a un parámetro no válido o un disco error, count se establece en -1, y el número de error se coloca en una variable global, errno. Los programas siempre deben verificar los resultados de una llamada al sistema para ver si ocurrió un error.
En la cual. El CPU es el cerebro de la computadora, la memoria es donde se almacena toda la información y los programas, el bus es el que co necta a todo el sistema y permite la comunicación entre sus diferentes partes, el controlador del video es el que confirma que todos los drivers han sido instalados y se conecta con el monitor para que se pueda apreciar la imagen, el controlador de teclado es un driver que permite controlar el teclado por el usuario, los controles de USB son drivers que permiten que podamos conectarnos con una impresora, un mouse, etc. Y por ultimo los discos que son los que almacenan información.
g. Estructura de un sistema operativo Examinaremos seis estructuras diferentes que se han probado, para obtener alguna idea del espectro de posibilidades. De ninguna manera son exhaustivos, pero dan una idea de algunos diseños que se han probado en la práctica. Los seis diseños que existen son:
f.
Llamadas del sistema
Las llamadas al sistema disponibles en la interfaz varían de un sistema operativo a otro Nos vemos obligados a elegir entre (1) generalidades vagas (''los sistemas tienen llamadas al sistema para leer archivos '') y (2) algún sistema específico ('' UNIX tiene una llamada al sistema de lectura con tres parámetros: uno par a especificar el archivo, uno para decir dónde se colocarán los datos, y uno para decir cuántos bytes leer ''). La llamada al sistema (y el procedimiento de la biblioteca) devuelve la cantidad de bytes realmente leídos en conteo. Este valor es normalmente el mismo que nbytes, pero puede ser más pequeño, si, por ejemplo, al final del archivo se encuentra al leer.
B.
sistemas monolíticos sistemas en capas microkernels clientes- sistemas de servidor máquinas virtuales exokernels.
Virtualización a. ¿Qué es? Es una técnica que permite que dentro de una misma máquina virtual se puedan ejecutar simultáneamente dos o más entornos diferentes y aislados. Se creó con el fin de aprovechar la capacidad del sistema operativo al máximo, dar un mejor uso de los recursos, y además nos permite tener varios sistemas operativos en un mismo equipo.
b. Requisitos para virtualización
tener
Es importante que las máquinas virtuales actúen como el verdadero McCoy. En particular, debe ser posible arrancarlos como máquinas reales e instalar sistemas operativos arbitrarios en ellos, tal como se puede hacer en el hardware real. Es la tarea del hipervisor proporcionar esta ilusión y hacerlo de manera eficiente. De hecho, los hipervisores deben tener una buena puntuación en tres dimensiones:
1. Seguridad: el hipervisor debe tener control total de los recursos virtualizados.
2. Fidelidad:
el comportamiento de un programa en una máquina virtual debe ser idéntico al del mismo programa que se ejecuta en hardware desnudo.
3. Eficiencia: gran parte del código en la máquina virtual debería ejecutarse sin intervención del hipervisor.
Los elementos factibles de virtualización son:
Aislamiento procesos: Es
de
un mecanismo mediante el cual es posible ejecutar programas con seguridad y de manera separada. Es usado con el fin de ejecutar código nuevo, o un software de dudosa confiabilidad. Un ejemplo de aislamiento son los applets.
Creación particiones: La
de
capacidad que tiene para ejecutar varios sistemas operativos
dentro de una misma máquina física.
Encapsulamiento: Est o quiere decir que se puede almacenar el estado completo de una de las máquinas virtuales dentro de archivos, por lo cual va a ser mucho más fácil copiar o mover máquinas virtuales de un lugar a otro. Independencia de hardware: Capacidad que tiene el sistema para migrar a cualquier máquina virtual independientemente del hardware que esta tenga.
c. Memoria de Virtualización Los sistemas operativos modernos casi todos admiten la memoria virtual, que es básicamente un mapeo de páginas en el espacio de direcciones virtuales en páginas de memoria física. Esta asignación está definida por tablas de página (multinivel). Normalmente, la asignación se establece haciendo que el sistema operativo establezca un registro de control en la CPU que apunta a la tabla de páginas de nivel superior. La virtualización complica mucho la administración de la memoria. Una posible solución es que el hipervisor rastree qué la página en la memoria virtual del huésped contiene la tabla de la página de nivel superior. Puede obtener esta información la primera vez que el invitado intenta cargar el registro de hardware que lo señala porque esta instrucción es sensible y
atrapa una tabla de página oculta en este punto y también asigna la tabla de página de nivel superior y las tablas de página a las que apunta como solo lectura. Un intento subsiguiente por parte del sistema operativo invitado para modificar cualquiera de ellos causará un error de página y así dará control al hipervisor, que puede analizar la secuencia de instrucciones, descubrir qué está tratando de hacer el sistema operativo invitado y actualizar las tablas de páginas ocultas en consecuencia. No es bonito, pero es factible en principio.
C.
La Nube La tecnología de virtualización jugó un papel crucial en el aumento vertiginoso de la nube informática. Hay muchas nubes Algunas nubes son públicas y están disponibles para cualquiera que esté dispuesto a pagar por el uso de los recursos, otras son privadas para una organización. Del mismo modo, diferentes nubes ofrecen cosas diferentes. Algunos dan a sus usuarios acceso a hardware físico, pero la mayoría virtualiza sus entornos. Algunos ofrecen las máquinas desnudas, virtuales o no, y nada más, pero otros ofrecen software que está listo para usar y se puede combinar de maneras interesantes, o plataformas que facilitan a sus usuarios desarrollar nuevos servicios. Los proveedores de nube suelen ofrecer diferentes categorías de recursos, como "grandes máquinas" en comparación con "pequeñas máquinas", etc.
tales como transferencia de archivos, inicio de sesión remoto, correo electrónico y grupos de noticias. El desarrollo posterior de sistemas distribuidos con soporte para programas de aplicaciones distribuidas que acceden a archivos compartidos y otros recursos establecidos un mayor nivel de rendimiento para satisfacer las necesidades de las aplicaciones interactivas. Más recientemente, tras el crecimiento y la comercialización de Internet y la aparición de muchos modos nuevos de uso, han surgido requisitos más estrictos de fiabilidad, escalabilidad, movilidad, seguridad y calidad del servicio.
b. Tipos de redes Nos referimos a las redes que se componen de muchas redes interconectadas, integradas para proporcionar un único medio de comunicación de datos, como internetworks. Internet es la red interna prototípica; está compuesto por millones de redes locales, metropolitanas y de área amplia. Los tipos de red son: Red de área personal (PAN) Red de (LAN)
área
local
Red de área amplia (WAN) Red de área metropolitana (MAN)
D.
Networking y Internetworking a. ¿Qué es? Las primeras redes informáticas se diseñaron para cumplir unos pocos requisitos de aplicaciones relativamente simples. Se admitieron aplicaciones de red
Red inalámbrica de área local (WLAN) Red inalámbrica de área metropolitana (WMAN) Red inalámbrica de área amplia (WWAN)
IV.CONCLUSIONES:
Internetworks Errores de red
a)
Aprendimos que el modelo OSI tiene 7 capas, las cuales son utilizadas para el envió de paquetes.
b)
Las computadoras modernas han ido evolucionando bastante, pero siguen basándose en el modelo básico de Von Neumann, al menos en su estructura básica.
c)
El sistema operativo se encarga de gestionar los recursos del hardware y proveer servicios a los programas de aplicación de software.
c. Protocolos de red El término protocolo se utiliza para referirse a un conjunto bien conocido de reglas y formatos que se utilizarán para la comunicación entre procesos con el fin de realizar una tarea determinada. La definición de un protocolo tiene dos partes importantes:
una especificación de la secuencia de mensajes que deben intercambiarse una especificación del formato de los datos en los mensajes
V. REFERENCIAS:
1. Capas de Protocolo: El software de red está organizado en una jerarquía de capas. Cada capa presenta una interfaz a las capas superiores que extiende las propiedades del sistema de comunicación subyacente. Las capas son las que se encuentran mostradas en la figura a continuación:
Coulouris, George et al (2012), Distributed Systems: Concepts and Design (5th Edition), Addison-Wesley ISBN 0-132-14301-1, Capítulo 3 (pág. 81 – 141) Lowe Doug (2016), Networking All‐in‐ One For Dummies (6th Edition), John Wiley & Sons, ISBN 978‐1‐119‐15474‐ 7, Book III - Capítulo 1 (pág. 227 – 240) Tanenbaum, Andrew S., Bos Herbert (2015), Modern Operating Systems, Pearson Education ISBN-13: 978-0-13359162-0, Capítulo 1 (pág. 1 – 78) Tanenbaum, Andrew S., Bos Herbert (2015), Modern Operating Systems, Pearson Education ISBN-13: 978-0-13359162-0, Capítulo 7 (pág. 471 – 515)
