LOS SISTEMAS OPERATIVOS

INTRODUCCION

El objetivo fundamental de los sistemas operativos es gestionar y administrar eficientemente los recursos hardware, permitiendo que se ejecuten concurrentemente varios programas, sin que haya conflictos en el acceso de cada uno de ellos a cada uno de los recursos que necesite, y sin que ningún programa monopolice alguno 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.

SISTEMA OPERATIVO

Es un programa de control, ya que se encarga de gestionar y asignar los recursos hardware que requieren los programas. Pensemos en una computadora que es utilizada desde diversos terminales por varios usuarios. Los recursos hardware son: el procesador (CPU), la memoria principal, los discos, y otros periféricos. Obviamente, si varios usuarios están utilizando la misma Computadora, debe haber alguien o algo que asigne los recursos y evite los conflictos que puedan surgir cuando dos programas requieran los mismos elementos (la misma unidad de disco, o la impresora, por ejemplo). Esta es una de las funciones del sistema operativo. Además de esta función de asignar los recursos a cada programa, el sistema operativo se encarga de contabilizar de éstos, y de la seguridad (que un usuario no pueda acceder sin autorización a la información de otro, por ejemplo).

El sistema operativo facilita el uso de la computadora. Veamos un ejemplo de cómo lo hace. Cada dispositivo de E/S, para ser utilizado, requiere varias instrucciones máquina que establezcan un dialogo entre las unidades centrales y el periférico, enviando o captando el dato de salida o de entrada, respectivamente. Estas instrucciones dependen considerablemente de las características concretas del periférico. Si se trata, por ejemplo, de una unidad de disco, hay que considerar el ancho de los buses, el tamaño de su memoria intermedia, el arranque (y parada) de los motores de la unidad, el código identificador de la posición a donde hay que acceder, etc. Por otra parte, un dispositivo dado, estas instrucciones 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 módulos de gestión de entradas / salidas que evitan a los usuarios tener que incluir esas instrucciones cada vez que hacen una operación de entrada o salida. Se puede decir que esos programas del sistema operativo hacen transparente al usuario las características hardware concretas de los dispositivos.

El sistema operativo también hace que la computadora se utilice eficientemente. Para poner de manifiesto cómo el sistema operativo puede incrementar la eficiencia consideremos un ejemplo sencillo. Los programas tradicionalmente se ejecutan secuencialmente; es decir, hasta que no concluye la ejecución de una instrucción no se ejecuta la siguiente. Supongamos que dentro de un programa hay una instrucción que implica la escritura de una página en una impresora láser. Hasta que no acabe de imprimirse dicha página el programa no puede continuar ejecutándose.

En resumen, el sistema operativo efectúa, entre otras, las siguientes funciones:

a) Facilita el uso de la computadora, en general, la comunicación computadora /usuario

b) Gestiona y asigna recursos hardware (procesador, memoria y periféricos) a los distintos programas o tareas

c) Gestiona y mantiene los archivos en dispositivos de memoria masiva d) Apoya a otros programas e) Protege los datos y los programas, cuestión especialmente compleja en

sistemas multiusuario f) Identifica y autentifica a los usuarios que hacen uso de la computadora g) Contabiliza la utilización de los recursos realizada por los distintos usuarios.

COMPUTADORAS DIGITALES, ANALÓGICAS E

HIBRIDAS

Las computadoras Digitales:

Son computadoras que operan contando números y haciendo comparaciones lógicas entre factores que tienen valores numéricos.

Características:

Su funcionamiento está basado en el conteo de los valores que le son introducidos.

Este tipo de computadora debe ser programada antes de ser utilizada para algún fin específico.

Son máquinas de propósito general; dado un programa, ellas pueden resolver virtualmente todo tipo de problemas.

Son precisas, proveen exactamente la respuesta correcta a algún problema específico.

Estas computadoras tienen una gran memoria interna, donde pueden ser introducidos millones de caracteres.

Estas computadoras son las más utilizadas.

En la actualidad el 95% de los computadores utilizados son digitales dado a su gran utilidad a nivel comercial, científico y educativo.

Una señal digital varía de forma discreta o discontinua a lo largo del tiempo. Parece como si la señal digital fuera variando "a intervalos" entre un valor máximo y un valor mínimo.

Por otra parte, una señal analógica es una señal que varía de forma continua a lo largo del tiempo

Las Computadoras Analógicas:

Trabajan en base a analogías. Requieren de un proceso físico, un apuntador y una escala. Las computadoras analógicas no computan directamente, sino que perciben constantemente valores, señales o magnitudes físicas variadas. Son rápidas pero la naturaleza directa de los circuitos que la componen las hacen aún más rápidas.

La programación en estas computadoras no es necesaria; las relaciones de cálculo son construidas y forman parte de éstas.

Son máquinas de propósitos específicos. Dan respuestas aproximadas, ya que están diseñadas para representar

electrónicamente algunos conjuntos de daros del mundo real, por lo que sus resultados son cercanos a la realidad.

Estos se utilizan generalmente para supervisar las condiciones del mundo real, tales como Viento, Temperatura, Sonido, Movimiento, etc

Generalmente se usan en problemas especiales en los que los datos de entrada provienen de mediciones convertidas a dígitos y son procesados por una computadora por ejemplo las Computadoras Híbridas controlan el radar de la defensa de Estados Unidos y de los vuelos comerciales

La computadora Híbrida: Es un sistema construido de una computadora Digital y una Análoga, conectados a través de una interfaz que permite el intercambio de información entre las dos computadoras y el desarrollo de su trabajo en conjunto

La mayoría de las señales que representan una magnitud física (temperatura, luminosidad, humedad, etc.) son señales analógicas.

Las señales analógicas pueden tomar todos los valores posibles de un intervalo; y las digitales solo pueden tomar dos valores posibles.

Una computadora o cualquier sistema de control basado en un microprocesador no puede interpretar señales analógicas, ya que solo utiliza señales digitales.

Es necesario traducir, o transformar en señales binarias, lo que se denomina proceso de digitalización o conversión de señales analógicas a digitales.

En la gráfica inferior se observa una señal analógica, que para ser interpretada en una computadora ha de modificarse mediante digitalización

Los principales tipos de

computadoras por su tamaño Contenido

1 1. Supercomputadoras

2 2. Mainframes

3 3. Computadoras personales

4 4. Computadoras híbridas

5 5. Computadoras portátiles

6 6. Computadoras de escritorio

7 7. Netbooks

8 8. Tablets

9 9. Teléfonos inteligentes

10 10. Computadoras vestibles

Enormes como una habitación o pequeñas como una memoria USB. Las

computadoras forman parte de la vida de todas las personas del mundo, incluso en

aquellas que no las usan directamente pero que por medio de la computación reciben

todo tipo de servicios, desde los más esenciales hasta los más especializados.

En este post, destacamos los 10 principales tipos de computadoras, sus

características y por qué son elementos importantes de la computación en el mundo.

1. Supercomputadoras

Las computadoras más potentes del mundo, las que pueden procesar las mayores

cantidades de información y resuelven las operaciones más complicadas son las

supercomputadoras. En realidad, las supercomputadoras son un conjunto

de ordenadores muy poderosos conectados entre sí para aumentar su

capacidad de forma exponencial.

2. Mainframes

Los mainframes son computadoras muy importantes para

miles de servicios.

También conocidos como macrocomputadoras o computadoras centrales, son

capaces de procesar millones de aplicaciones a la vez. Por eso, son utilizadas

principalmente por entidades gubernamentales y empresas que

manejan grandes cantidades de información, operaciones bancarias o

bases de datos.

Los mainframes pueden funcionar con muchos sistemas operativos a la vez y servir

para gestionar las actividades de varios terminales virtuales. Necesitan

refrigeración para evitar su sobrecalentamiento y cuestan varios miles

de dólares.

3. Computadoras personales

IBM PC, una de las primeras computadoras personales.

La cara más vista de la computación son las computadoras personales, que tienen

sus orígenes en los equipos construidos desde 1970 y que en un principio se

llamaron microcomputadoras. Se caracterizan por tener un

microprocesador y están diseñadas para cumplir las tareas más

comunes de la informática actual, como la navegación web, la productividad y

el entretenimiento.

Las computadoras portátiles y de escritorio son tipos de computadoras de

escritorio.

4. Computadoras híbridas

Las computadoras híbridas o dos en uno combinan la

productividad de las laptop con la portabilidad de las tablets.

Surgidas a partir del 2012, las computadoras híbridas son una mezcla entre

una laptop y una tableta. Pensadas principalmente como una tableta

evolucionada para ofrecer más opciones de productividad, las computadoras

híbridas tienen mucho potencial en el futuro de la computación.

Casi todas las marcas de computadoras fabrican en la actualidad computadoras

híbridas, si bien se considera a la Microsoft Surface como la pionera en el campo y

al iPad Pro, recién anunciado, como una de las que impulsará más este mercado.

5. Computadoras portátiles

Las computadoras portátiles son prácticas y eficientes.

La primera computadora portátil como tal fue creada por Epson en 1981 y en su

momento fue considerada como la “cuarta revolución de la computación personal”

por la revista BusinessWeek. Después del lanzamiento de Windows 95, las

computadoras portátiles se popularizaron, y son en la actualidad las computadoras

personales más vendidas.

El término laptop viene del inglés lap –regazo- y top –encima-, mientras que se les

llama también notebookspor su similitud con los cuadernos. Tienen pantalla,

teclado, touchpad, procesador, discos duros, memorias y batería.

6. Computadoras de escritorio

Las computadoras de escritorio son potentes para

diferentes tareas.

Conformadas típicamente por un monitor, un CPU, un teclado y un

mouse, además de aparatos accesorios como cámaras web o bocinas. En

la actualidad, sin embargo, existen computadoras de escritorio que embuten todas

estas partes en una sola pantalla, como las iMac, equipos todo-en-uno.

7. Netbooks

Las netbooks son computadoras muy básicas y portátiles.

Las netbooks son las computadoras personales más básicas que existen. Son

laptops con pantallas de 10 pulgadas en promedio, pero con menor

potencia y capacidad que las computadoras portátiles más

grandes.Están diseñadas principalmente para acceder a Internet y hacer tareas de

productividad simples.

Este tipo de computadoras prescinden de los lectores de CD o DVD, característica

que no obstante está siendo imitada por las laptops de mayor tamaño. Las

netbooks son también las computadoras personales más baratas, lo que

contribuyó a su éxito en ventas.

8. Tablets

Las tablets son pura pantalla.

El mundo conoció las tablets cuando Apple lanzó en 2010 el iPad. Las tablets o

tabletas son computadoras muy portátiles destinadas a tareas de entretenimiento,

web y productividad. Su principal característica es su pantalla táctil, que elimina el

teclado y mouse para interactuar con sus contenidos y los reemplaza por gestos con

los dedos.

Las tabletas como computadoras personales han reemplazado en muchos usuarios

las funciones las netbooks o laptops, si bien este tipo de equipos son utilizados para

tareas más exigentes.

9. Teléfonos inteligentes

Los teléfonos inteligentes son computadoras que sirven para

hablar por teléfono.

Los smartphones son computadoras convertidas en teléfono. En menos

de 6 pulgadas de tamaño incorporan, además de batería, procesador, pantalla táctil

y sensores como acelerómetro, brújula, giroscopio y GPS. Tienen la capacidad de

conectarse a Internet por medio de WiFi o conexiones móviles, así como hacer y

recibir llamadas y mensajes.

Los teléfonos inteligentes pueden hacer muchas tareas de las

computadoras personales, como administrar el correo electrónico,

navegar por internet y utilizar elementos multimedia.

Su principal empuje vino a través de la creación y consolidación de sistemas

operativos móviles, como iOS y Android, que ofrecen millones de aplicaciones,

programas informáticos pequeños para utilizar dentro de estos dispositivos. El

iPhone, lanzado en 2007, fue el inaugurador del concepto del

smartphone, si bien existen en la actualidad una serie de marcas de celulares que

compiten en esta industria.

Fragmentación

La fragmentación es la memoria que queda desperdiciada al usar los métodos de gestión de memoria. Tanto el primer ajuste, como el mejor y el peor producen fragmentación externa (Conocidos como estrategias de Colocación).

La fragmentación es generada cuando durante el reemplazo de procesos quedan huecos entre dos o más procesos de manera no contigua y cada hueco no es capaz de soportar ningún proceso de la lista de espera. Tal vez en conjunto si sea espacio suficiente, pero se requeriría de un proceso de desfragmentación de memoria o compactación para lograrlo. Esta fragmentación se denomina fragmentación externa.

Existe otro tipo de fragmentación conocida como fragmentación interna, la cual es generada cuando se reserva más memoria de la que el proceso va realmente a usar. Sin embargo a diferencia de la externa, estos huecos no se pueden compactar para ser utilizados. Se debe de esperar a la finalización del proceso para que se libere el bloque completo de la memoria.

Fragmentación interna

La fragmentación interna es la pérdida de espacio en disco debido al hecho de que el tamaño de un determinado archivo sea inferior al tamaño del clúster, ya que teóricamente el archivo estaría obligado a ser referenciado como un clúster completo. Los clústeres son contiguos de forma que desde el último bit del archivo situado en el clúster "a" hasta el primer bit del archivo situado en el clúster contiguo (es decir "b") queda un espacio sobrante siempre teniendo la condición de que el archivo del clúster "a" fuera más pequeño que el clúster en sí.

Por eso se sugiere no disponer de un gran tamaño de partición en los discos nuevos donde la capacidad es muy importante. Por ejemplo si nuestro clúster es de 18KB (18.432 bytes) por más que un archivo ocupe menos, en nuestro disco ocupara 18KB. Esto sugiere una pérdida de ese espacio que dice utilizar pero no utiliza.

Por eso, en nuestro ejemplo, un archivo de 3KB ocupara en nuestro disco lo mismo que uno de 10KB, o sea 18 KB. Esa pérdida de espacio se denomina fragmentación

interna, y no se corrige con el desfragmentador, sino disminuyendo el tamaño del clúster, algo que habitualmente los usuarios solo pueden conseguir creando particiones más pequeñas.

Fragmentación externa

Este tipo de fragmentación aparece como consecuencia de las distintas políticas de ajuste de bloques que tiene un sistema de ficheros, o al utilizar asignaciones dinámicas de bloques en el caso de la memoria. En el sistema de ficheros, la sucesiva creación y eliminación de ficheros de distintos tamaños puede conducir al aislamiento de los bloques libres de un disco y, dependiendo de la política de ajuste, su no elección para futuros ficheros.

En la memoria del sistema la fragmentación se produce cuando los procesos asignados han ocupado posiciones no contiguas de memoria dejando demasiados bloques libres de pequeño tamaño, en los que no "caben" nuevos procesos.

En sistemas de ficheros la desfragmentación trata de resolver este problema, alineando los bloques de datos contiguos y juntando los bloques libres, produciendo así fragmentos mayores que sí serán elegidos para futuros ficheros. En la memoria principal se soluciona compactando los procesos para que estos ocupen posiciones contiguas y dejar los bloques libres juntos, o también se soluciona con la paginación de memoria.

Desfragmentación La desfragmentación es el proceso conveniente mediante el cual se acomodan los archivos en un disco para que no se aprecien fragmentos de cada uno de ellos, de tal manera que quede contiguo el archivo y sin espacios dentro del mismo. Al irse escribiendo y borrando archivos continuamente en el disco duro, los fragmentos tienden a no quedar en áreas continuas, así, un archivo puede quedar "partido" en muchos pedazos a lo largo del disco, se dice entonces que el archivo está "fragmentado". Al tener fragmentos de incluso un archivo esparcidos por el disco, se vuelve ineficiente el acceso a los archivos. Los fragmentos de uno o varios archivos es lo que hace factible la desfragmentación.

El problema de almacenamiento no contiguo de los archivos se denomina fragmentación, es conveniente desfragmentar el almacenamiento de los archivos en dispositivos de almacenamiento electromecánicos por el uso del computador. (Los SSD no son mecánicos).

Existen varias estrategias de desfragmentación. Cada sistema operativo puede utilizar una o varias de estas estrategias. Es importante el tipo elegido puesto que cada Sistema Operativo

tiene el suyo característico por defecto. La estrategia de desfragmentación ha sido estudiada por los programadores del Sistema Operativo para optimizar la navegación por los archivos al máximo para ese Sistema, es por ello que cada Sistema Operativo tiene una o varias estrategias de Desfragmentación que le son más favorables, la elección no es de poca importancia.

La fragmentación es un problema que surge debido al ordenamiento interno de los archivos de un sistema de archivos. Se da muy comúnmente en el sistema operativo Windows aunque también afecta a otras plataformas pero en una escala mucho menor. Existen dos tipos de fragmentación: interna y externa.

Diagrama de flujo

El diagrama de flujo o diagrama de actividades es la representación gráfica del algoritmo o proceso. Se utiliza en disciplinas comoprogramación, economía, procesos industriales y psicología cognitiva.

En Lenguaje Unificado de Modelado (UML), un diagrama de actividades representa los flujos de trabajo paso a paso de negocio y operacionales de los componentes en un sistema. Un diagrama de actividades muestra el flujo de control general.

En SysML el diagrama ha sido extendido para indicar flujos entre pasos que mueven elementos físicos (p. ej., gasolina) o energía (p. ej., presión). Los cambios adicionales permiten al diagrama soportar mejor flujos de comportamiento y datos continuos.

Estos diagramas utilizan símbolos con significados definidos que representan los pasos del algoritmo, y representan el flujo de ejecución mediante flechas que

Simbología y significado[editar]

Óvalo o Elipse: Inicio y Final (Abre y cierra el diagrama).

Rectángulo: Actividad (Representa la ejecución de una o más actividades o

procedimientos).

Rombo: Decisión (Formula una pregunta o cuestión).

Círculo: Conector (Representa el enlace de actividades con otra dentro de un

procedimiento).

Triángulo boca abajo: Archivo definitivo (Guarda un documento en forma

permanente).

Triángulo boca arriba: Archivo temporal (Proporciona un tiempo para el

almacenamiento del documento

Ventajas de los diagramas de flujo[editar]

Favorecen la comprensión del proceso al mostrarlo como un dibujo. El cerebro

humano reconoce muy fácilmente los dibujos. Un buen diagrama de flujo

reemplaza varias páginas de texto.

Permiten identificar los problemas y las oportunidades de mejora del proceso.

Se identifican los pasos, los flujos de los reprocesos, los conflictos de autoridad,

las responsabilidades, los cuellos de botella, y los puntos de decisión.

Muestran las interfaces cliente-proveedor y las transacciones que en ellas se

realizan, facilitando a los empleados el análisis de las mismas.

Son una excelente herramienta para capacitar a los nuevos empleados y

también a los que desarrollan la tarea, cuando se realizan mejoras en el

proceso.

Al igual que el pseudocódigo, el diagrama de flujo con fines de análisis

de algoritmos de programación puede ser ejecutado en un ordenador, con

un IDE como Free DFD.