resumen 1 semestre sistemas operativos

Resumen 1 SemestreSistemas Operativos

Cesar Augusto Botina

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CONTENIDO

• Sistemas Operativos-Concepto de OS

• Historia • Generación de los Computadores• Tipos de Sistemas Operativos• Sistemas de Archivos• Virus• Anti Virus• Gestor Dispositivos entrada y salida• Maquina Virtual

CONTENIDO

En esta presentación se va a visualizar un resumen del 1er semestre de la clase “Sistemas Operativos” desde su historia , como evoluciono , hasta lo que pueden hacer los famosos virus en nuestras computadoras

SISTEMAS OPERATIVOS

(SO o, frecuentemente, OS —del inglés Operating System—) es un programa o conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes (aunque puede que parte del mismo se ejecute en espacio de usuario).

HISTORIACharles Babbage: matemático británico y científico de la computación. Diseñó e implementó una máquina para calcular tablas de números. También diseñó, pero nunca construyó, la máquina analítica para ejecutar programas de tabulación o computación

Ada Lovelace: Matemática y escritora británica conocida principalmente por su trabajo sobre la máquina calculadora mecánica de uso general de Charles Babbage, la Máquina analítica.

Herman Hollerith: Considerado como el jugador de hockey mas importante, es decir, el primero que logra el tratamiento automático de la información (Informática = Información + automática). También está dentro de los creadores de la primera computadora en el mundo.

HISTORIAClaude Elwood Shannon: ingeniero electrónico y matemático estadounidense, recordado como «el padre de la teoría de la información» (desarrolló la entropía de la información)

George Robert Stibitz: científico estadounidense conocido mayoritariamente por sus trabajos realizados en los años 30 y 40 sobre el desarrollo de circuitos digitales lógicos, usando relés electromecánicos como conmutadores.

En noviembre de 1937, Stibitz, que trabajaba en los Laboratorios Bell, completó una computadora que denominó Model-K, (la K hace referencia a kitchen, cocina en inglés, Realizaba cálculos basados en sumas binarias. Los Laboratorios Bell aprobaron entonces un programa de investigación completo, a finales del año 1938, con Stibitz a la cabeza.

HISTORIAJohn von Neumann: matemático húngaro-estadounidense que realizó contribuciones fundamentales en física cuántica, análisis funcional, teoría de conjuntos, teoría de juegos, ciencias de la computación, economía, análisis numérico, cibernética, hidrodinámica, estadística y muchos otros campos. Es considerado como uno de los más importantes matemáticos de la historia moderna.

28 12 1903 – 08 02 1957

John William Mauchly: físico estadounidense que, junto con la ENIAC, hizo el primer programa y el primer ordenador digital electrónico de propósito general[cita requerida] así como el EDVAC, el Binac y el UNIVAC. Y el primer ordenador comercial hecho en los Estados Unidos.

30 08 1907 – 08 01 1980

John Presper Eckert: ue un ingeniero eléctrico estadounidense y pionero de la informática.

09 04 1919 -03 06 1995

HISTORIANorbert Wiener: fue un matemático estadounidense, conocido como el fundador de la cibernética.1 Acuñó el término en su libro Cibernética o el control y comunicación en animales y máquinas, publicado en 1948.

26 11 1894 – 18 03 1964

Tommy Flowers : ingeniero británico que diseñó Colossus, la primera computadora electrónica digital y programable.

22 12 1905 – 28 10 1998

Colossus: Las máquinas Colossus fueron los primeros dispositivos calculadores electrónicos usados por los británicos para leer las comunicaciones cifradas alemanas durante la Segunda Guerra Mundial. Colossus fue uno de los primeros computadores digitales.

HISTORIAAlan Turing: Es considerado uno de los padres de la ciencia de la computación siendo el precursor de la informática moderna. Proporcionó una influyente formalización de los conceptos de algoritmo y computación: la máquina de Turing. Formuló su propia versión de la hoy ampliamente aceptada Tesis de Church-Turing.

Enigma era el nombre de una máquina que disponía de un mecanismo de cifrado rotatorio, que permitía usarla tanto para cifrar como para descifrar mensajes. Varios de sus modelos fueron muy utilizados en Europa desde inicios de los años 1920.

GENERACION DE LOS COMPUTADORES

• A finales de la década de 1940, con lo que se podría considerar la aparición de la primera generación de computadoras

• 2da Generación: A principios de los años 50 con el objeto de facilitar la interacción entre persona y computadora, los sistemas operativos hacen una aparición discreta y bastante simple, con conceptos tales como el monitor residente, el proceso por lotes y el almacenamiento temporal.

• 3ra Generación: En los años 60 se produjeron cambios notorios en varios campos de la informática, con la aparición del circuito integrado la mayoría orientados a seguir incrementando el potencial de los ordenadores. Para ello se utilizaban técnicas de lo más diversas.

• 4ta Generación: El lanzamiento oficial del ordenador Macintosh en enero de 1984, al precio de US $1,995 (después cambiado a $2,495 dólares). Incluía su sistema operativo Mac OS cuya características novedosas era una GUI (Graphic User Interface), Multitareas y Mouse.

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CONCEPTO DE SISTEMA OPERATIVO

Un sistema operativo (SO o, frecuentemente, OS —del inglés Operating System—) es un programa o conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes y anteriores próximos y viceversa.

TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS

Es la estructura de los primeros sistemas operativos constituidos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Las características fundamentales de este tipo de estructura son:

• Construcción del programa final a base de módulos compilados separadamente que se unen a través del ligador.

• Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes, que puede provocar mucho acoplamiento.

• Carecen de protecciones y privilegios al entrar a rutinas que manejan diferentes aspectos de los recursos de la computadora, como memoria, disco, etc.


Estructura jerárquica.A medida que fueron creciendo las necesidades de los usuarios y se perfeccionaron los sistemas, se hizo necesaria una mayor organización del software, del sistema operativo, donde una parte del sistema contenía subpartes y esto organizado en forma de niveles.Se dividió el sistema operativo en pequeñas partes, de tal forma que cada una de ellas estuviera perfectamente definida y con un claro interface con el resto de elementos.Se constituyó una estructura jerárquica o de niveles en los sistemas operativos, el primero de los cuales fue denominado THE (Technische Hogeschool, Eindhoven), de Dijkstra, que se utilizó con fines didácticos , Se puede pensar también en estos sistemas como si fueran `multicapa'. Multics y Unix caen en esa categoría.


Máquina Virtual.

Se trata de un tipo de sistemas operativos que presentan una interface a cada proceso, mostrando una máquina que parece idéntica a la máquina real subyacente. Estos sistemas operativos separan dos conceptos que suelen estar unidos en el resto de sistemas: la multiprogramación y la máquina extendida. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes.

El núcleo de estos sistemas operativos se denomina monitor virtual y tiene como misión llevar a cabo la multiprogramación, presentando a los niveles superiores tantas máquinas virtuales como se soliciten. Estas máquinas virtuales no son máquinas extendidas, sino una réplica de la máquina real, de manera que en cada una de ellas se pueda ejecutar un sistema operativo diferente, que será el que ofrezca la máquina extendida al usuario


Sistemas Operativos por ServiciosEsta clasificación es la más comúnmente usada y conocida desde el punto de vista del usuario final. Esta clasificación se comprende fácilmente con el cuadro sinóptico que a continuación se muestra

TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS• Monousuarios

Los sistemas operativos monousuarios son aquéllos que soportan a un usuario a la vez, sin importar el número de procesadores que tenga la computadora o el número de procesos o tareas que el usuario pueda ejecutar en un mismo instante de tiempo simultáneamente.

• Monotareas

Los sistemas monotarea son aquellos que sólo permiten una tarea a la vez por usuario. Puede darse el caso de un sistema multiusuario y monotarea, en el cual se admiten varios usuarios al mismo tiempo pero cada uno de ellos puede estar haciendo solo una tarea a la vez.

• Multitareas

Un sistema operativo multitarea es aquél que le permite al usuario estar realizando varias labores al mismo tiempo. Por ejemplo, puede estar editando el código fuente de un programa durante su depuración mientras compila otro programa, a la vez que está recibiendo correo electrónico en un proceso en background.

• Uniproceso

Un sistema operativo uniproceso es aquél que es capaz de manejar solamente un procesador de la Computadora, de manera que si la computadora tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más típico de este tipo de sistemas es el DOS y MacOS.

• Multiproceso

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 distribuir su carga de trabajo.


Sistemas Operativos de RedLos sistemas operativos de red se definen como aquellos que tiene la capacidad de interactuar con Sistemas operativos en otras computadoras por medio de un medio de transmisión con el objeto de intercambiar información, transferir archivos, ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras actividades.


Sistemas Operativos DistribuidosLos sistemas operativos distribuidos abarcan los servicios de los de red, logrando integrar recursos (impresoras, unidades de respaldo, memoria, procesos, unidades centrales de proceso) en una sola máquina virtual que el usuario accede en forma transparente. Es decir, ahora el usuario ya no necesita saber la ubicación de los recursos,sino que los conoce por nombre y simplemente los usa como si todos ellos fuesen locales a su lugar de trabajo habitual.

SISTEMAS DE ARCHIVOS.

CMOSComplementary metal-oxide-semiconductor.Normalmente, semiconductor complementario de óxido de metal, o CMOS, se refiere a un chip de memoria del equipo alimentado con batería (CR2032), donde se almacena información del proceso de inicio. El sistema básico de entrada y salida (BIOS) del equipo usa esta información al encender el equipo.

POSTPower On Self Test - AutoTest de Encendido). Es la serie de comprobaciones que una computadora hace con sus dispositivos al iniciar el sistema. La encargada de hacer el POST es la BIOS.

El procedimiento POST comprueba que los dispositivos como unidades de disco, las memorias y otros componentes, funcionen correctamente. En general, estas son las tareas que se desarrollan durante el POST:* Verificar la integridad del código de la BIOS.


FIRMWAREEl firmware es un bloque de instrucciones de máquina para propósitos específicos, grabado en una memoria, normalmente de lectura/escritura (ROM, EEPROM, flash, etc.), que establece la lógica de más bajo nivel que controla los circuitos electrónicos de un dispositivo de cualquier tipo. Está fuertemente integrado con la electrónica del dispositivo siendo el software que tiene directa interacción con el hardware: es el encargado de controlarlo para ejecutar correctamente las instrucciones externas.


FILE SYSTEM : sistema de archivos o ficheros (en inglés:filesystem) es el componente del sistema operativo encargado de administrar y facilitar el uso de las memorias periféricas, ya sean secundarias o terciarias. Sus principales funciones son la asignación de espacio a los archivos, la administración del espacio libre y del acceso a los datos resguardados

VIRUS DE COMPUTADORA

Un virus informático es un malware que tiene por objeto alterar el normal funcionamiento del ordenador , sin el permiso o el conocimiento del usuario. Los virus, habitualmente, Reemplazan archivos ejecutables por otros infectados con el codigo de este. Los virus pueden destruir, de manera intencionada, los datos almacenados en una computadora, aunque también existen otros más inofensivos, que solo se caracterizan por ser molestos.


Los virus informáticos tienen, básicamente, la función de propagarse a través de un software, no se replican a sí mismos porque no tienen esa facultad como el gusano informático, son muy nocivos y algunos contienen además una carga dañina (payload) con distintos objetivos, desde una simple broma hasta realizar daños importantes en los sistemas, o bloquear las redes informaticas generando tráfico inútil.


El funcionamiento de un virus informático es conceptualmente simple. Se ejecuta un programa que está infectado, en la mayoría de las ocasiones, por desconocimiento del usuario. El código del virus queda residente (alojado) en la memoria RAM de la computadora, incluso cuando el programa que lo contenía haya terminado de ejecutarse. El virus toma entonces el control de los servicios básicos del sistema operativo, infectando, de manera posterior, archivos ejecutables que sean llamados para su ejecución. Finalmente se añade el código del virus al programa infectado y se graba en el disco, con lo cual el proceso de replicado se completa.

ANTIVIRUS

Es un programa creado para prevenir o evitar la activación de los virus, así como su propagación y contagio. Cuenta además con rutinas de detención, eliminación y reconstrucción de los archivos y las áreas infectadas del sistema.

ANTIVIRUS

Un antivirus tiene tres principales funciones y componentes:• VACUNA es un programa que instalado residente en la

memoria, actúa como "filtro" de los programas que son ejecutados, abiertos para ser leídos o copiados, en tiempo real.

• DETECTOR, que es el programa que examina todos los archivos existentes en el disco o a los que se les indique en una determinada ruta o PATH. Tiene instrucciones de control y reconocimiento exacto de los códigos virales que permiten capturar sus pares, debidamente registrados y en forma sumamente rápida desarman su estructura.

• ELIMINADOR es el programa que una vez desactivada la estructura del virus procede a eliminarlo e inmediatamente después a reparar o reconstruir los archivos y áreas afectadas.

ANTIVIRUS

• Es importante aclarar que todo antivirus es un programa y que, como todo programa, sólo funcionará correctamente si es adecuado y está bien configurado. Además, un antivirus es una herramienta para el usuario y no sólo no será eficaz para el 100% de los casos, sino que nunca será una protección total ni definitiva.

• La función de un programa antivirus es detectar, de alguna manera, la presencia o el accionar de un virus informático en una computadora. Este es el aspecto más importante de un antivirus, independientemente de las prestaciones adicionales que pueda ofrecer, puesto que el hecho de detectar la posible presencia de un virus informático, detener el trabajo y tomar las medidas necesarias, es suficiente para acotar un buen porcentaje de los daños posibles. Adicionalmente, un antivirus puede dar la opción de erradicar un virus informático de una entidad infectada.

ANTIVIRUS ModeloAntivirus La estructura de un programa antivirus, está compuesta por dos módulos principales: el primero denominado de control y el segundo denominado de respuesta. A su vez, cada uno de ellos se divide en varias partes:

• 1. Módulo de control: Posee la técnica verificación de integridad que posibilita el registro de cambios en los archivos ejecutables y las zonas críticas de un disco rígido. Se trata, en definitiva, de una herramienta preventiva para mantener y controlar los componentes de información de un disco rígido que no son modificados a menos que el usuario lo requiera. Otra opción dentro de este módulo es la identificación de virus, que incluye diversas técnicas para la detección de virus informáticos. Las formas más comunes de detección son el scanning y los algoritmos, como por ejemplo, los heurísticos.

• 2. Módulo de respuesta: La función alarma se encuentra incluida en todos los programas antivirus y consiste en detener la acción del sistema ante la sospecha de la presencia de un virus informático, e informar la situación a través de un aviso en pantalla.

Gestor de dispositivos de entrada y salida

Gestor de E/S Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.

Gestor de dispositivos de entrada y salida

Este sistema proporciona un medio para tratar los archivos y dispositivos de manera uniforme, actuando como interfaz (debe ser independiente, sencilla y fácil de utilizar) entre los usuarios y los dispositivos de e/s que pueden ser manipulados por ordenes de alto nivel. Entrada y salida designa cualquier transferencia de información desde o hacia memoria o el procesador.

Gestión de E/S. Planificación de DiscosDispositivos de E/S

Dispositivos internosLos principales dispositivos internos son los discos RAM, que usan una porción de memoria pre-asignada para almacenar los bloques. Tienen la ventaja de que el acceso es instantáneo (a la velocidad de la memoria central).


Dispositivos externos

Se clasifican en:• Leíbles por humanos: apropiados para

comunicarse con el usuario. Ej. Mouse, terminales de video, etc.

• Leíbles por la maquina: para comunicarse con el equipo electrónico. Ej; discos, sensores, drivers de cinta, etc.

• Comunicación: para comunicarse con drivers remotos. Ej: Líneas digitales, modems, etc.


Existen grandes diferencias entre estas clases de dispositivos de E/S. Las principales son:• Velocidad de transmisión de datos• SW, HW y políticas de apoyo de S.O. que requiere el dispositivo.• Complejidad de control: Se refiere a la complejidad que requieren los dispositivos de

I/O, Una impresora necesita una interface de control mas simple que un disco.• Unidad de transferencia: puede ser como una cadena de bytes o caracteres o como

largos bloques.• Representación de los datos: Cada dispositivo utiliza distintos códigos de datos de

programa, incluyendo diferentes código de caracteres y conversiones de paridad.• Condiciones de error: Cada dispositivo difiere en naturaleza de error, como se reportan,

las consecuencias, etc.

MAQUINA VIRTUAL

¿Qué es una máquina virtual?En muchas ocasiones surge la necesidad de probar un programa o realizar pruebas en otro sistema operativo distinto al instalado. Cual es la solución ¿formatear el equipo e instalar este sistema operativo?. ¿Crear una partición e instalarlo?. ¿Buscar otro equipo en el que sí esté instalado?. La solución es mucho mas sencilla que todo esto: lo único que hay que hacer es instalar una herramienta que emule el sistema operativo que se quiere probar, así no hay necesidad de formatear ni de cambiar de equipo. El sistema operativo emulado debería ser totalmente independiente del sistema operativo real, conviviendo ambos en total armonía y pudiendo pasar de uno a otro con facilidad.

MAQUINA VIRTUAL

Lo anterior se consigue mediante el uso de las máquinas virtuales. Una máquina virtual es un programa informático que crea un entorno virtual entre el sistema operativo y el hardware para que el usuario final pueda ejecutar aplicaciones en una máquina abstracta. Por decirlo de manera más sencilla, una máquina virtual es una aplicación que simula el funcionamiento de una máquina real sobre la que se pueden instalar sistemas operativos, aplicaciones, navegar de forma segura, imprimir desde alguna aplicación, usar los dispositivos USB, etc.

MAQUINA VIRTUALSe pueden encontrar varios tipos de máquinas virtuales:• Máquinas virtuales software: este tipo de máquinas virtuales

se sitúan por encima. La máquina virtual de Java o la máquina virtual del entorno .NET son dos claros ejemplos de máquinas virtuales software.

• Entornos virtuales: este tipo de máquinas se crean para ejecutar directamente aplicaciones que necesitan un entorno determinado de ejecución sobre otro entorno totalmente diferente.

• Maquinas virtuales hardware: este tipo de aplicaciones tratan de emular directamente el hardware. Las llamadas al hardware del sistema operativo instalado serán capturadas y convertidas en llamadas al sistema del hardware emulado. En general, la emulación del hardware recibe el nombre de virtualización. Al emularse directamente el hardware, el usuario tiene la impresión de que la máquina sobre la que está trabajando es totalmente independiente. Este tipo de máquinas virtuales serán el objeto del presente monográfico y a partir de ahora nos centraremos en ellas.

MAQUINA VIRTUALHerramientas de virtualización más conocidasExisten diversas soluciones de virtualización disponibles actualmente, tanto gratuitas como de pago. Las más conocidas son las siguientes: • BOCHS : un emulador de procesadores x86 y AMD64 con licencia de software abierto. Bochs puede ejecutarse en distintos sistemas

operativos, incluyendo Linux, Windows o incluso la XBox. Puede además simular varios sistemas operativos como DOS, Windows o Linux.• MICROSOFT VIRTUAL PC :suite de virtualización de Microsot para Windows y para MacOS. VirtualPC emula un PC estándar y todo el

hardware asociado.• PARALLELS WORKSTATION : software de virtualización de la empresa Parallels Incorporation para procesadores Intel x86.• QMENU: aplicación de software libre que implementa un emulador de procesador y que incluye un acelerador que permite incrementar la

velocidad de las máquinas virtuales.• VIRTUAL IRON : otra aplicación de virtualización que ha sido de las primeras en aprovechar las capacidades específicas de virtualización de

los nuevos procesadores Intel y AMD.• VMWARE : una completo conjunto de aplicaciones de virtualización, con herramientas de pago orientadas a la empresa y otras gratuitas más

orientadas al uso personal. Hasta hace poco tiempo solo se ofrecía de manera gratuita la aplicación VMWare Player, que permitía ejecutar distintas máquinas virtuales ya creadas y que se podían descargar desde Internet. Desde fechas recientes se ofrece también de manera gratuita VMWare Server, que permite no sólo ejecutar máquinas ya creadas sino crear las máquinas desde el comienzo./li>

• XEN : Una herramienta muy usada en la comunidad Linux puesto que hasta hace poco tiempo sólo podía usar Linux/Unix como sistema anfitrión. Con la versión Xen 3.0 ya se puede instalar en Windows.

• VIRTUALBOX : una herramienta para Windows y para Linux (la versión para MAC actualmente está en desarrollo en fase pre-alfa) liberada bajo licencia GPL y con un rendimiento similar al de otras aplicaciones como VirtualPC o VMWare.

• QEMU, VMWare y Microsoft Virtual PC son las tres herramientas mas utilizadas. Por ello y por ser distribuidas de forma gratuita el monográfico se centrará en ellas. Además se ha incluido VirtualBox porque es de código abierto y permite estudiar su código en caso de estar interesado.

MAQUINA VIRTUALUtilidades y usos más frecuentes de las máquinas virtuales• ¿Para qué se pueden usar las máquinas virtuales?. La capacidad de aprovechar al máximo el hardware

disponible ofrece una gran cantidad de posibilidades a nivel empresarial y a nivel doméstico. A continuación se detallan algunos de los usos más frecuentes que se le puede dar al software de virtualización:

• ·Consolidación de servidores: convertir muchos servidores físicos en virtuales. De este modo se aprovecha el hardware disponible de la mejor manera posible.

• ·Recuperación ante desastres: las máquinas virtuales se pueden salvar muy fácilmente, y además su estado se puede almacenar, por lo que en caso de desastre se puede recuperar la información con rapidez.

• ·Pruebas de aplicaciones: en muchas ocasiones se necesita un entorno limpio para probar una aplicación. Usar una máquina virtual permite instalar un sistema operativo desde cero, probar la aplicación y luego eliminar la máquina.

• ·Ejecución de entornos completos sin instalación ni configuración: la posibilidad de descargar máquinas virtuales desde Internet permite ahorrar tiempo en instalaciones y configuraciones. Existen muchas máquinas virtuales con servidores LAMP (Linux, Apache, mySQL y PHP) completos listos para ser usados, máquinas con gestores de contenidos, wikis, etc., gratuitos y funcionales desde el primer momento.

• ·Aplicaciones portátiles: con el uso de las máquinas virtuales se pueden tener PCs completos listos para usar en dispositivos USB, lo que puede ser de mucha utilidad para tener un entorno privado y usarlo en cualquier PC.

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