SISTEMAS OPERATIVOS

Sistema de procesamiento por lotes.

Algunas otras características con que cuentan los Sistemas Operativos por lotes son:

• Requiere que el programa, datos y órdenes al sistema sean remitidos todos juntos en forma de lote.
• Permiten poca o ninguna interacción usuario/programa en ejecución.
• Mayor potencial de utilización de recursos que procesamiento serial simple en sistemas multiusuarios.
• No conveniente para desarrollo de programas por bajo tiempo de retorno y depuración fuera de línea.
• Conveniente para programas de largos tiempos de ejecución (Ej., análisis estadísticos, nóminas de personal, etc.)
• Se encuentra en muchos computadores personales combinados con procesamiento serial.
• Planificación del procesador sencilla, típicamente procesados en orden de llegada.
• Planificación de memoria sencilla,  generalmente se divide en dos: parte residente del S.O. y programas transitorios.
• No requieren gestión crítica de dispositivos en el tiempo.
• Suelen proporcionar gestión sencilla de manejo de archivos: se requiere poca protección y ningún control de concurrencia para el acceso.

Sistemas operativos de tiempo compartido.

El tiempo compartido en ordenadores o computadoras consiste en el uso de un sistema por más de una persona al mismo tiempo. El tiempo compartido ejecuta programas separados de forma concurrente, intercambiando porciones de tiempo asignadas a cada programa (usuario). En este aspecto, es similar a la capacidad de multitareas que es común en la mayoría de los microordenadores o las microcomputadoras. Sin embargo el tiempo compartido se asocia generalmente con el acceso de varios usuarios a computadoras más grandes y a organizaciones de servicios, mientras que la multitarea relacionada con las microcomputadoras implica la realización de múltiples tareas por un solo usuario.

Los principales recursos del sistema, el procesador, la memoria, dispositivos de E/S, son continuamente utilizados entre los diversos usuarios, dando a cada usuario la ilusión de que tiene el sistema dedicado para sí mismo. Esto trae como consecuencia una gran carga de trabajo al Sistema Operativo, principalmente en la administración de memoria principal y secundaria.

• Características de los Sistemas Operativos de tiempo compartido:
• Populares representantes de sistemas multiprogramados multiusuario, Ej.: sistemas de diseño asistido por computador, procesamiento de texto, etc.
• Dan la ilusión de que cada usuario tiene una máquina para  sí.
• La mayoría utilizan algoritmo de reparto circular.
• Los programas se ejecutan con prioridad rotatoria que se incrementa con la espera y disminuye después de concedido el servicio.
• Evitan monopolización del sistema asignando tiempos de procesador (time slot).
• Gestión de memoria: proporciona protección a programas residentes.
• Gestión de archivo: debe proporcionar protección y control de acceso debido a que  pueden existir múltiples usuarios accesando un mismo archivo.

Sistemas operativos de tiempo real.

Un sistema operativo en tiempo real procesa las instrucciones recibidas al instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado. Este tipo tiene relación con los sistemas operativos monousuarios, ya que existe un solo operador y no necesita compartir el procesador entre varias solicitudes.

Su característica principal es dar respuestas rápidas; por ejemplo en un caso de peligro se necesitarían respuestas inmediatas para evitar una catástrofe.

• Los Sistemas Operativos de tiempo real, cuentan con las siguientes características:
• Se dan en entornos en donde deben ser aceptados y procesados gran cantidad de sucesos, la mayoría externos al sistema computacional, en breve tiempo o dentro de ciertos plazos.
• Se utilizan en control industrial, conmutación telefónica, control de vuelo, simulaciones en tiempo real., aplicaciones militares, etc.
• Su objetivo es proporcionar rápidos tiempos de respuesta.
• Procesa ráfagas de miles de interrupciones por segundo sin perder un solo suceso.
• Un proceso se activa tras ocurrencia de suceso, mediante interrupción.
• Un proceso de mayor  prioridad expropia recursos.
• Por tanto generalmente se utiliza planificación expropiativa basada en prioridades.
• Gestión de memoria menos exigente que tiempo compartido, usualmente procesos son residentes permanentes en memoria.
• Población de procesos estática en gran medida.
• Poco movimiento de programas entre almacenamiento secundario y memoria.
• La gestión de archivos se orienta  más a velocidad de acceso que a utilización eficiente del recurso.

Sistemas operativos de red.

La principal función de un sistema operativo de red es ofrecer un mecanismo para transferir archivos de una máquina a otra. En este entorno, cada instalación mantiene su propio sistema de archivos local y si un usuario de la instalación A quiere acceder a un archivo en la instalación B, hay que copiar explícitamente el archivo de una instalación a otra.

Internet proporciona un mecanismo para estas transferencias, a través del programa protocolo de transferencias de archivos FTP (File Transfer Protocol).

Suponga que un usuario quiere copiar un archivo A1, que reside en la instalación B, a un archivo A2 en la instalación local A. Primero, el usuario debe invocar el programa FTP, el cual solicita al usuario la información siguiente:

a) El nombre de la instalación a partir de la cual se efectuará la transferencia del archivo (es decir la instalación B).

b) La información de acceso, que verifica que el usuario tiene los privilegios de acceso apropiados en la instalación B.

Una vez efectuada esta comprobación, el usuario puede copiar el archivo A1 de B a A2 en A, ejecutando "get A1 to A2"

En este esquema, la ubicación del archivo no es transparente para el usuario; tiene que saber exactamente donde esta cada archivo. Además los archivos no se comparten realmente, porque un usuario solo puede copiar un archivo de una instalación a otra. Por lo tanto pueden existir varias copias del mismo archivo, lo que representa un desperdicio de espacio. Así mismo, si se modifican, estas copias no serán consistentes.

Los Sistemas Operativos de red son aquellos sistemas que mantienen a dos o más computadoras unidas a través de algún medio de comunicación (físico o no), con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y la información del sistema.

El primer Sistema Operativo de red estaba enfocado a equipos con un procesador Motorola 68000, pasando posteriormente a procesadores Intel como Novell Netware.

Los Sistemas Operativos de red más ampliamente usados son: Novell Netware, Personal Netware, LAN Manager, Windows NT Server, UNIX, LANtastic.

Sistemas operativos distribuidos.

En un sistema operativo distribuido los usuarios pueden acceder a recursos remotos de la misma manera en que lo hacen para los recursos locales. La migración de datos y procesos de una instalación a otra queda bajo el control del sistema operativo distribuido.

Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores. Puede ser que este conjunto de procesadores esté en un equipo o en diferentes, en este caso es transparente para el usuario. Existen dos esquemas básicos de éstos. Un sistema fuertemente acoplado es aquel que comparte la memoria y un reloj global, cuyos tiempos de acceso son similares para todos los procesadores. En un sistema débilmente acoplado los procesadores no comparten ni memoria ni reloj, ya que cada uno cuenta con su memoria local.

Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se descompone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo.

Entre los diferentes Sistemas Operativos distribuidos que existen tenemos los siguientes: Sprite, Solaris-MC, Mach, Chorus, Spring, Amoeba, Taos, etc.

Características de los Sistemas Operativos distribuidos:

• Colección de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación mediante interconexiones hardware y software.
• Proporciona abstracción de máquina virtual a los usuarios.
• Objetivo clave es la transparencia.
• Generalmente proporcionan medios para la compartición global de recursos.
• Servicios añadidos: denominación global, sistemas de archivos distribuidos, facilidades para distribución de cálculos (a través de comunicación de procesos internodos, llamadas a procedimientos remotos, etc.).

Sistemas operativos multiprocesadores.

En los sistemas multiprocesador, los procesadores comparten la memoria y el reloj.  Se incrementa la capacidad de procesamiento y la confiabilidad, son económicos.

• Multiprocesamiento simétrico: Cada procesador ejecuta una copia del sistema operativo.
• Multiprocesamiento asimétrico: Cada procesador tiene asignado una tarea específica, existe un procesador master que asigna tareas a los procesadores esclavos.

Multiproceso: Las computadoras que tienen más de un CPU son llamadas multiproceso. Un sistema operativo multiproceso coordina las operaciones de las computadoras multiprocesadores. Ya que cada CPU en una computadora de multiproceso puede estar ejecutando una instrucción, el otro procesador queda liberado para procesar otras instrucciones simultáneamente.

Al usar una computadora con capacidades de multiproceso incrementamos su velocidad de respuesta y procesos. Casi todas las computadoras que tienen capacidad de multiproceso ofrecen una gran ventaja.

Los primeros Sistemas Operativos Multiproceso realizaban lo que se conoce como Multiproceso asimétrico. Una CPU principal retiene el control global de la computadora, así como el de los otros procesadores. Esto fue un primer paso hacia el multiproceso pero no fue la dirección ideal a seguir ya que la CPU principal podía convertirse en un cuello de botella.

Multiproceso simétrico. En un sistema multiproceso simétrico, no existe una CPU controladora única. La barrera a vencer al implementar el multiproceso simétrico es que los SO tienen que ser rediseñados o diseñados desde el principio para trabajar en un ambiente multiproceso. Las extensiones de UNIX, que soportan multiproceso asimétrico ya están disponibles y las extensiones simétricas se están haciendo disponibles. Windows NT de Microsoft soporta multiproceso simétrico.

Sistemas operativos monousuario.

Sistema operativo monousuario (de mono: 'uno'; y usuario) es un sistema operativo que sólo puede ser ocupado por un único usuario en un determinado tiempo. Ejemplo de sistemas monousuario son las versiones domésticas de Windows.Administra recursos de memoria procesos y dispositivos de las PC'S

Es un sistema en el cual el tipo de usuario no está definido y, por lo tanto, los datos que tiene el sistema son accesibles para cualquiera que pueda conectarse.

En algunos sistemas operativos se accede al sistema por medio de un usuario único que tiene permiso para realizar cualquier operación. Este es el caso de los sistemas operativos más antiguos como MS-DOS y algunos más recientes como la serie Windows 95/98/Me de Microsoft o MacOS (antes de MacOS X) de Macintosh. En estos sistemas no existe una diferenciación clara entre las tareas que realiza un administrador del sistema y las tareas que realizan los usuarios habituales, no disponiendo del concepto de multiusuario, un usuario común tiene acceso a todas las capacidades del sistema, pudiendo borrar, incluso, información vital para su funcionamiento. Un usuario malicioso (remoto o no) que obtenga acceso al sistema podrá realizar todo lo que desee por no existir dichas limitaciones.

            Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes.

            En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).

Sistema Operativo Multitareas.

 

            Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación  que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Para mantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o se procesa en orden secuencial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho más lento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones de multitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas.

 

Sistema Operativo Monotareas.

 

            Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo lo contrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión.