Clasificación y Estructura de los Sistemas Operativos.
Taller de Sistemas Operativos. SCA-1026
Ing. Gil Santana Esparza.
S401.
Melo Hernández Jaime Javier.
13/02/2018
INTRODUCCION. En este reporte de investigación daré a conocer los detalles de las principales clasificaciones y tipos de estructuras de los sistemas operativos, en cuanto a su entorno y desarrollo. La importancia de cada uno de estos es interesante, puesto que existen muchas derivaciones de cada concepto. En donde cada autor interpreta su punto de vista, existen muchos entornos, y gracias a ellos hay un concepto para cada uno, las características son específicas, por ejemplo: En la actualidad los sistemas operativos están muy actualizados y derivaron del primer sistema operativo conocido como Multics el cual fue la base principal para cada uno de ellos, abriendo el paso a muchos de ellos: tiempo real, distribuidos, los cuales ayudan a resolver diferentes problemáticas según el uso que se le de en diferentes ámbitos ya del usuario. El hardware se ha ido renovando al igual que el software y por ende se derivan los tipos de sistemas, personales, multiprocesador, servidores, mainframes, tiempo real y tarjetas inteligentes, ya cada uno basado en su entorno de trabajo, como mencionado anteriormente. Y así se siguieron inventado más S.O. para facilitarnos el uso y se mejoraron muchas cosas más que hasta el día de hoy la seguimos utilizando y es mucho mejor que antes en el pasado.
Clas ificación de los s is temas operativos. Existen muchos tipos de Sistemas Operativos en nuestro entorno y muchos hacen clasificación de ellos a su manera, no todos tienen el mismo concepto pero si la misma idea y significado, en el presente daré una breve explicación de cada uno de ellos.
1.- Sistema Operativo “Empotrado” o “Embebidos”. Es una combinación de hardware y software de computador, también llamado plataforma de cómputo, sumado generalmente a algunas piezas mecánicas o sistema de ingeniería más amplio. Los sistemas empotrados están diseñados para tener una función específica o dedicada. Esta combinación de software y hardware puede ser reemplazada en muchos casos por un circuito integrado que cumpla la misma tarea. Pero una de las ventajas de los sistemas embebidos es su flexibilidad, debido que a la hora de realizar alguna modificación es mucho más fácil modificar algunas líneas de código al software del sistema embebido que reemplazar todo un circuito integrado. Los sistemas empotrados pueden utilizar un sistema operativo basado en ROM o pueden utilizar un sistema basado en disco, como un PC. Características:
Concurrencia: todos los componentes del sistema monitoreado recurren al sistema embebido al mismo tiempo y este último debe actuar en consecuencia.
Eficacia: deben responder con gran rapidez a los cambios en el sistema controlado.
Bajo Consumo: estos sistemas generalmente son de bajo consumo (mayor autonomía).
Precio Bajo: son de precios relativamente bajos dadas sus funcionalidades, esto varía según la empresa distribuidora.
Tamaño Pequeño: Los sistemas empotrados tienen muy pocos recursos de memoria y E/S.
1.2 Sistema Operativo “Mainframe” . También conocido como computador central eran computadores grandes potentes y demasiado costosos usados principalmente por grandes compañías para el procesamiento de grandes cantidades de datos, por ejemplo, el procesamiento de transacciones bancarias. El término varios autores hacen referencia a que apareció a principios de los setenta con la introducción de ordenadores más pequeños como la Roberto Gómez C. Lámina, introducción de ordenadores más pequeños como la serie DEC PDP, que fueron conocidos como miniordenadores, por lo que los usuarios acuñaron el término ordenador central para describir a los tipos de ordenadores más grandes y antiguos. Algunas Industrias que utilizan y utilizaron los Mainframe:
Mercados financieros
Bancos
Aeroespacial y defensa
Automotriz
Ciencias de la vida y salud
Seguros
Medios digitales (digital media)
Medios y entretenimiento
Telecomunicaciones
Química y petróleo
Productos comestibles
Electrónica
Energía y utilidades
Viajes y transportes
Gobierno
1.3 Sistemas Operativos para “Servidores”. Un sistema operativo para Servidor es un software utilizado como plataforma que soporta programas multiusuarios, aplicaciones en redes y herramientas críticas en procesos empresariales. El objetivo de este tipo de sistemas se centraliza en la seguridad, los recursos compartidos, estabilidad de aplicaciones.
Aquí una breve explicación de S.O usados en servidores: FreeBSD es un sistema operativo libre para computadoras basado en las CPU de
arquitectura Intel. FreeBSD está basado en la versión 4.4 BSD-Lite del Computer Systems Research Group (CSRG) de la University of California, Berkeley siguiendo la tradición que ha distinguido el desarrollo de los sistemas BSD. Linux es un núcleo libre de sistema operativo (también suele referirse al núcleo como
kernel) basado en Unix. El núcleo Linux fue concebido por el entonces estudiante de ciencias de la computación finlandés Linus Torvalds en 1991. Normalmente Linux se utiliza junto a un empaquetado de software, llamado distribución GNU/Linux y servidores. Mac OS X Server es un sistema operativo para servidores desarrollado por Apple Inc.
basado en Unix. Es idéntico a su versión de escritorio, pero incluye además herramientas administrativas gráficas para la gestión de usuarios, redes, y servicios de red. Microsoft Servers (anteriormente llamado Windows Server System) es una marca
que abarca una línea de productos de servidor de Microsoft. Algunas versiones: Windows 2000 Server, Windows Server 2003, Windows Server 2008, Windows HPC Server 2008, Windows Server 2012, etc. Novell Netware es un sistema operativo. Es una de las plataformas de servicio para
ofrecer acceso a la red y los recursos de información, sobre todo en cuanto a servidores de archivos. Aunque el producto Windows de Microsoft nunca soportó una comparación con Netware, el retiro en 1995 de Ray Noorda junto al escaso marketing de Novell hicieron que el producto perdiera mercado. Windows NT es una familia de sistemas operativos producidos por Microsoft, de la
cual la primera versión fue publicada en julio de 1993. Un sistema operativo con interfaz gráfica propia, estable y con características similares a los sistemas de red UNIX. Los sistemas de multiprocesamiento tienen procesadores múltiples corriendo al mismo tiempo. Los sistemas de multiprocesamiento tradicionales tienen de 2 a 128 procesadores.
Más allá de ese número (y este límite superior sigue aumentando) de sistemas de multiprocesamiento se convierten en procesadores paralelos.
1.4 Sistema Operativo “Multiprocesador” . Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribui r su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente. A continuación de las características del Multiprocesador:
Sistemas multiprocesador con más de una CPU en comunicación cercana
Sistemas fuertemente acoplados –los procesadores comparten la memoria y el reloj, la comunicación por lo general se realiza a través de la memoria compartida.
Cada procesador controla sus propios recursos dedicados.
La reconfiguración de los dispositivos de Entrada / Salida puede implicar el cambio de dispositivos a diferentes procesadores con distintos Sistemas Operativos.
La contención sobre las tablas del Sistema Operativo es mínima.
Los procesadores no cooperan en la ejecución de un proceso individual, que habrá sido asignado a uno de ellos.
Tratamiento Simétrico Es la organización más complicada de implementar y también la más poderosa y confiable.
El Sistema Operativo administra un grupo de procesadores idénticos, donde cualquiera puede utilizar cualquier dispositivo de Entrada / Salida y cualquiera puede referenciar a cualquier unidad de almacenamiento.
El Sistema Operativo precisa código reentrarte y exclusión mutua.
1.6 Sistema Operativo “Tiempo Real” (SOTR). Es difícil explicar exactamente en si ¿qué es un sistema operativo de tiempo real?, su concepto más común dice que es un sistema operativo que ha sido desarrollado para aplicaciones de tiempo real. Como tal, se le exige corrección en sus respuestas bajo ciertas restricciones de tiempo. Si no las respeta, se dirá que el sistema ha fallado. Para garantizar el comportamiento correcto en el tiempo requerido se necesita que el sistema sea predecible. Se caracterizan por presentar requisitos especiales en cinco áreas generales:
Determinismo
Sensibilidad
Control del usuario
Fiabilidad
Tolerancia a los fallos
Un proceso o tarea de tiempo real es el que se ejecuta en conexión con algún proceso, función o conjunto de sucesos externos al sistema informático y que debe cumplir uno o más plazos para interactuar en forma correcta y eficiente con el entorno exterior. Los sistemas Operativos de Tiempo Real son aplicados en diversas áreas:
Control de trenes.
Control de tráfico aéreo
Bolsas de valores
Control de refinerías
Control de laminadores
Control de trafico
Algunos Ejemplos de Sistemas Operativos que Trabajan en Tiempo Real:
QNX
LynxOS
RedHat Embedded Linux
eCos (Linux)
SOOS
Ubuntu Studio (Linux)
1.7 Sis tema Operativo en Tarjetas Intelig entes. Las tarjetas inteligentes son tarjetas de plástico similares en tamaño y otros estándares físicos a las tarjetas de crédito que llevan estampadas un circuito integrado. Este circuito puede ser de solo memoria o contener un microprocesador (CPU) con un sistema operativo que le permite una serie de tareas como:
Almacenar
Encriptar información
Leer y escribir datos, como un ordenador.
Como mecanismo de control de acceso las tarjetas inteligentes hacen que los datos personales y de negocios solo sean accesibles a los usuarios apropiados, esta tarjeta asegura la portabilidad, seguridad y confiabilidad en los datos.
Una tarjeta inteligente (smart card), o tarjeta con circuito integrado (TCI), es cualquier tarjeta del tamaño del bolsillo con circuitos integrados, que permite la ejecución de cierta lógica programada. Aunque existe un diverso rango de aplicaciones, hay dos categorías principales de TCI.
Las más relevantes y detalladas son:
1. Inteligencia: Es capaz de almacenar cualquier tipo de información, además es autónoma en la toma de decisiones al momento de realizar transacciones.
2. Utilización de clave de acceso o PIN: Para poder utilizarse es necesario digitar un número de identificación personal, es posible además incorporar tecnología más avanzada como identificación por técnica biométrica, huella digital o lectura de retina.
3. Actualización de cupos: Después de agotado el cupo total de la tarjeta inteligente es posible volver a cargar un nuevo cupo.
4. Miniaturización: Las densidades de integración de controladores y memorias que se alcanzan en la actualidad, permiten ofrecer un nuevo abanico de posibilidades y de funciones, lo que origina su expansión en el mercado y un nuevo medio de intercambio de información.
5. Lógica programable: La tarjeta inteligente incorpora la potencia de los ordenadores, incluyendo las funciones lógicas y de control que se aplican a los negocios, junto con funciones avanzadas de seguridad y nuevas aplicaciones.
E s tructura de los S is temas Operativos . S is tema Monolítico: Estos sistemas no tienen una estructura definida, sino que son escritos como una colección de procedimientos donde cualquier procedimiento puede invocar a otro. Ejemplos de estos sistemas pueden ser MS-DOS o Linux (aunque incluye algo de capas). Es importante tener en cuenta que ningún sistema es puramente de un tipo.
S is tema por Capas : El sistema original consta de 6 capas: Capa 5: Se encuentra la interfaz de usuario. Capa 4: Aloja los programas de usuario. Capa 3: Se controlan los dispositivos E/S (entrada y salida). Capa 2: Se administra la comunicación inter-proceso y la consola del operador. Capa 1: Administración de memoria y discos.
Capa 0: Correspondiente al Hardware, realizando asignación del procesador, también
alterna entre procesos cuando ocurren interrupciones o se han expirado y proporciona multiprogramación básica de la CPU.
S is tema E xo Kernel: El Micro núcleo surge como una nueva forma de organización para un Sistema Operativo, es un término algo tedioso de entender ya que puede no ser relativo a su tamaño, pero si a su diseño.
En este sistema las funciones centrales son manejadas por el núcleo(kernel) y la interfaz de usuario es manejada por el entorno(shell). El Microkernel se encarga de todo el código de un sistema, y de planificar los hilos(threads) con la finalidad de tener multitareas.
Algunas ventajas que podemos destacar de los Micro núcleos son los siguientes:
Uniformidad de interfaces: disponen de una interfaz única para las solicitudes de los
procesos, el paso de mensajes. Portabilidad: reduciendo el núcleo e implementando casi todo en servidores, para
implementarlo en arquitecturas diferentes, sólo habría que modificar el núcleo haciendo más simple su portabilidad.
Fiabilidad: es más fácil corregir fallas en un sistema pequeño ya que se pueden
realizar pruebas más rigurosas que en un sistema mucho más grande.
EJ EMPLOS DE S ISTEMAS OPER ATIVOS CON MICRONÚCLEO:
AIX
Hurd
BeOS
L4
Mach
RadiOS
MorphOS
Symbian
QNX
VSTa
Minix
S is tema Cliente-Servidor: Dentro de esta estructura también podríamos incluir el Sistema Cliente-Servido r ya que presenta una ligera variación en la idea del Microkernel la cual es que este sistema hace la diferencia entre dos clases de procesos: los servidores, cada uno de los cuales proporciona cierto servicio, y los clientes, que utilizan estos servicios.
A menudo la capa inferior es un microkernel, pero eso no es requerido. La esencia es la presencia de procesos cliente y procesos servidor.
En los sistemas operativos modernos, los sistemas cliente-servidor nacen con la finalidad de minimizar el núcleo (kernel), trasladando el código de todos sus servicios a las capas superiores; y el núcleo sólo deberá controlar la comunicación, que se realiza mediante mensajes, entre clientes y servidores o servidores y hardware.
El objetivo es desarrollar la mayoría de las funciones del sistema operativos como procesos de usuario. Un proceso de usuario, llamado en este caso proceso cliente, envía una solicitud a un proceso servidor, que realiza el trabajo y devuelve la respuesta.
Conclusión: Con el transcurso del tiempo avanzadas tecnologías e invenciones han dado a conocer nuevas creaciones que son de gran evolución para el computador, esta se ha dado por diferentes componentes que han surgido partir de la misma, tales como hardware y ahora más como software en la actualidad. . El sistema operativo es un conjunto organizado de programas que permite controlar las operaciones generales del computador, facilita el uso de operaciones crea y mantiene archivos, y permite el uso de dispositivos periféricos, los sistemas operativos más conocidos son: cp/m, ms-dos, os/2, unix y xenix.
Hoy en día los sistemas operativos suelen ofrecer todas las herramientas necesarias para el trabajo diario con el computador. Se puede decir que los sistemas operativos siguen evolucionando. Además, que todos éstos son multitarea y pueden ejecutar varios procesos simultáneamente. En la mayoría de los ordenadores sólo hay una UCP; un Sistema Operativo multitarea crea la ilusión de que varios procesos se ejecutan simultáneamente en la UCP.
R eferencias B ibliográficas: Abraham Silberschatz, Peter Baer Galvin, Greg Gagne. 2006, Fundamentos de sistemas operativos. Séptima edición. McGraw-Hill.
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