Sistemas Operativos 1

Prof. Sebastián de los Angeles

Esc. Técnica de Melo

Inicialmente las computadoras no tenían sistemas operativos.

La funcionalidad que ofrecían estaba definida en su hardware.

Cambiar o aumentar esta funcionalidad equivalía a rediseñar la computadora.

La complejidad del manejo del hardware y el aumento de la demanda de computadoras hizo necesaria la aparición de un intermediario entre la computadora y el usuario.

Grandes computadoras (ENIAC de 1946, ocupaba 180 m2, el área de un rectángulo de 12 m x 15 m) basadas en válvulas de vacío.

Sin sistema operativo, se interactúa directamente con el hardware mediante código máquina (binario) mediante una consola de interruptores y las respuestas se recibían mediante un panel de lámparas.

La programación se realizaba cambiando el cableado de la máquina.

Nota: hoy en día podemos comprar una réplica de ENIAC en un chip de 7 mm x 5 mm, que de todas maneras es más rápido que el hardware original…

Primeros programas registrados en un “medio extraible”: las tarjetas perforadas, cuyo resultado era visualizado por el usuario mediante impresoras.

Los programas se escribían en esas tarjetas…

y se cargaban en un lector para luego ser ejecutadas por la

computadora hasta obtener un resultado o una falla.

Ventajas: ◦ Mayor velocidad de cómputo: los usuarios obtenían respuestas de

forma inmediata.

◦ Los programas ya no requerían cambiar el cableado de la computadora.

◦ Los programas se podían re-usar y corregir con mayor facilidad y menor riesgo.

Desventajas: ◦ Elevado costo de manufactura y operación, la computadora

permanecía mucho tiempo ociosa debido a la lentitud de los operarios humanos.

◦ Si un programa necesitaba usar un dispositivo de hardware debía incluir, a su vez, el código necesario para usarlo.

◦ Sistemas mono-usuario: solo un usuario a la vez.

◦ Los errores eran comunes tanto al programar como al ejecutar el programa. Un error de lectura o ejecución del programa obligaba a comenzar de nuevo con todo el procedimiento…

Innovación Clave: El Monitor Residente

Para optimizar el uso de las computadoras se pensó en diseñar un programa que permaneciera siempre en la memoria de la computadora y controlara su funcionamiento.

El Monitor Residente es un precursor de los SO’s y permitía

ejecutar varios programas de forma consecutiva automáticamente, lo cual minimizaba el desperdicio de tiempo de ejecución y mejoraba el rendimiento del sistema.

Ava

nce

de

la lista

de

tare

as

Lista de Tareas (programas) a ejecutarse

Tareas ya ejecutadas

Tarea en ejecución

Almacén de Datos

Resultados

Monitor Residente

1. Lee contenido del programa 2. Lee los datos sobre los que

trabajará y los procesa 3. Devuelve los resultados 4. Pasa al próximo programa

El Monitor Residente supuso un avance en la formalización y la estandarización de la programación, ya que para ser “ejecutable”, el programa debía respetar el conjunto de instrucciones con las cuales trabajaba el monitor.

Introdujeron el concepto de ejecución de múltiples programas “a la vez”

Mientras un programa espera los datos necesarios para su ejecución, el Monitor se concentra en el próximo programa y regresa al anterior cuando esta pronto para continuar.

El Monitor pasa a llamarse Sistema Operativo

Programa 2 en Ejecución

Programa 1 en espera de datos para

su ejecución

Sistema Operativo

Surgimiento de conceptos y tecnologías clave:

Protección de la memoria: Evita que los datos de un programa

“invadan” los de otro programa o los del SO, corrompiéndolos y provocando así fallas.

Instrucciones Privilegiadas: El procesador actúa de forma diferente ante las instrucciones de un programa y las del SO, dando más autoridad a las del SO.

Surgimiento de conceptos y tecnologías clave:

Temporización: Se limita el tiempo que un programa puede

usar el procesador para que se una lista de programas se pueda ejecutar más rápidamente.

Interrupciones: Permiten que los dispositivos periféricos se comuniquen con el procesador para comunicarle su estado.

Surgimiento de conceptos y tecnologías clave: Procesamiento Off-Line

Operación Periférica Simultanea On-Line:

La entrada y salida de datos se realiza sin intervención del procesador. Los datos se cargan desde los lectores en las unidades de almacenamiento (que envían datos al procesador más rápidamente) y ahí también se guardan los resultados que luego se imprimen desde ahí mismo. También actúa como un “buffer” de entrada y salida de datos (E/S) para compensar la menor velocidad de los dispositivos, los cuales trabajan a su ritmo mientras el procesador se ocupa de otras tareas.

CPU

Unidad de almacenamiento magnético

Lectora de Tarjetas Impresora

CPU

……

….…

…...

……

….…

…...

……

….…

…...

Surgimiento de conceptos y tecnologías clave:

Unidades de Almacenamiento: Permitieron aumentar las

velocidades de procesamiento mediante la ejecución de tareas en diferido sin la intervención del procesador.

Sistemas de Archivo: Necesarios para posibilitar el uso de los medios de almacenamiento magnéticos. Surgimiento del concepto de archivo de computadora.

IBM 1401 (1961): Lectora de tarjetas, Panel de control e impresora

IBM 704 (1957): CPU, Panel de control y Lectora de tarjetas

IBM 726 (1952): Racks de almacenamiento magnético

Material redactado por prof. Sebastián de los Angeles basándose en documentación obtenida en las páginas: • http://en.wikipedia.org/wiki/Operating_system • http://en.wikipedia.org/wiki/ENIAC •http://en.wikipedia.org/wiki/Computer_programming_in_the_punched_card_era Y en las siguientes publicaciones: • Martínez Pomares, Diego y Roumenov Chirinov, Roumen. “Arquitectura de Computadores”, Universidad Pública de Navarra. Este material está publicado bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-CompartirIgual 3.0 Unported, puede reutilizarse y redistribuirse libremente, siempre y cuando se lo nombre como referencia y el trabajo resultante se distribuya de forma gratuita.

© Luis Sebastián de los Angeles, 2013 Melo, Cerro Largo, Uruguay