Clasificación
de los sistemas operativos.
Con el paso del tiempo, los Sistemas
Operativos fueron clasificándose de diferentes maneras, dependiendo del uso o
de la aplicación que se les daba. A continuación se mostrarán diversos tipos de
Sistemas Operativos que existen en la actualidad, con algunas de sus
características:
Sistemas Operativos por lotes.
Los Sistemas Operativos por lotes, procesan
una gran cantidad de trabajos con poca o ninguna interacción entre los usuarios
y los programas en ejecución. Se reúnen todos los trabajos comunes para
realizarlos al mismo tiempo, evitando la espera de dos o más trabajos como
sucede en el procesamiento en serie. Estos sistemas son de los más
tradicionales y antiguos, y fueron introducidos alrededor de 1956 para aumentar
la capacidad de procesamiento de los programas.
Cuando estos sistemas son bien planeados,
pueden tener un tiempo de ejecución muy alto, porque el procesador es mejor
utilizado y los Sistemas Operativos pueden ser simples, debido a la
secuenciabilidad de la ejecución de los trabajos.
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos por
lotes exitosos son el SCOPE, del DC6600, el cual está orientado a procesamiento
científico pesado, y el EXEC II para el UNIVAC 1107, orientado a procesamiento
académico.
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.
Figura. Trabajos más comunes que realiza el
Sistema Operativo por lotes.
Sistemas Operativos de tiempo real.
Los Sistemas Operativos de tiempo real son
aquelos en los cuales no tiene importancia el usuario, sino los procesos. Por
lo general, están subutilizados sus recursos con la finalidad de prestar
atención a los procesos en el momento que lo requieran. se utilizan en entornos
donde son procesados un gran número de sucesos o eventos.
Muchos Sistemas Operativos de tiempo real
son construidos para aplicaciones muy específicas como control de tráfico
aéreo, bolsas de valores, control de refinerías, control de laminadores.
También en el ramo automovilístico y de la electrónica de consumo, las
aplicaciones de tiempo real están creciendo muy rápidamente. Otros campos de
aplicación de los Sistemas Operativos de tiempo real son los siguientes:
Control de trenes.
Telecomunicaciones.
Sistemas de fabricación integrada.
Producción y distribución de energía
eléctrica.
Control de edificios.
Sistemas multimedia.
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos de
tiempo real son: VxWorks, Solaris, Lyns OS y Spectra. 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
sisterma computacional, en breve tiempo o dentro de ciertos plazos.
Se utlizan en control industrial,
conmutación telefónica, control de vuelo, simulaciones en tiempo real.,
aplicaciones militares, etc.
Objetivo es proporcionar rápidos tiempos de
respuesta.
Procesa ráfagas de miles de interrupciones
por segundo sin perder un solo suceso.
Proceso se activa tras ocurrencia de
suceso, mediante interrupción.
Proceso de mayor prioridad expropia recursos.
Por tanto generalmente se utliza
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.
Gestión de archivos se orienta más a velocidad de acceso que a utlización
eficiente del recurso.
Sistemas Operativos de multiprogramación (o
Sistemas Operativos de multitarea).
Se distinguen por sus habilidades para
poder soportar la ejecución de dos o más trabajos activos (que se están
ejecutado) al mismo tiempo. Esto trae como resultado que la Unidad Central de
Procesamiento (UCP) siempre tenga alguna tarea que ejecutar, aprovechando al
máximo su utilización.
Su objetivo es tener a varias tareas en la
memoria principal, de manera que cada uno está usando el procesador, o un
procesador distinto, es decir, involucra máquinas con más de una UCP.
Sistemas Operativos como UNIX, Windows 95,
Windows 98, Windows NT, MAC-OS, OS/2, soportan la multitarea.
Las características de un Sistema Operativo
de multiprogramación o multitarea son las siguientes:
Mejora productividad del sistema y utilización
de recursos.
Multiplexa recursos entre varios programas.
Generalmente soportan múltiples usuarios
(multiusuarios).
Proporcionan facilidades para mantener el
entorno de usuarios inndividuales.
Requieren validación de usuario para
seguridad y protección.
Proporcionan contabilidad del uso de los
recursos por parte de los usuarios.
Multitarea sin soprte multiusuario se
encuentra en algunos computadores personales o en sistemas de tiempo real.
Sistemas multiprocesadores son sistemas
multitareas por definición ya que soportan la ejecución simultánea de múltiples
tareas sobre diferentes procesadores.
En general, los sistemas de
multiprogramación se caracterizan por tener múltiples programas activos
compitiendo por los recursos del sistema: procesador, memoria, dispositivos
periféricos.
Sistemas Operativos de tiempo compartido.
Permiten la simulación de que el sistema y
sus recursos son todos para cada usuarios. El usuario hace una petición a la
computadora, esta la procesa tan pronto como le es posible, y la respuesta
aparecerá en la terminal del 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.
Ejemplos de Sistemas Operativos de tiempo
compartido son Multics, OS/360 y DEC-10.
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.
Mayoría utilizan algoritmo de reparto
circular.
Programas se ejcutan 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 archivos.
Sistemas Operativos distribuidos.
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 trasparente
para el usuario. Existen dos esquemas básicos de éstos. Un sistema fuertemente
acoplado es a 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 compone 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.
Caracteristicas de los Sistemas Operativos
distribuidos:
Colección de sistemas autónomos capaces de
comunicación y cooperación mediante interconexiones hardware y software .
Gobierna operación de un S.C. y 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 de red.
Son aquellos sistemas que mantienen a dos o
más computadoras unidas através de algún medio de comunicación (fisico 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 mas
ampliamente usados son: Novell Netware, Personal Netware, LAN Manager, Windows
NT Server, UNIX, LANtastic.
Figura. Se muestra un Sistema Operativo en
red.
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