SISTEMA OPERATIVO

Definición.

Es un programa o conjunto de programas de control, que tiene por objeto facilitar el uso del ordenador y conseguir que se utilice eficientemente.

Gestiona y asigna los recursos hardware a los usuarios. Controla los programas de los usuarios y los dispositivos de E/S.

Sus partes son:

Cargador inicial o cebador (bootstrat): Carga un programa cargador, pasa de memoria masiva a RAM los módulos del sistema operativo.

Núcleo (kernel): Planifica o asigna la CPU, gestiona las interrupciones y comunica y sincroniza entre procesos.

Administrador de la memoria principal, administrador de los periféricos de E/S, administrador de archivos, e interprete de las ordenes del lenguaje de control.

NIVELES DE COMUNICACIÓN DE UN SISTEMA OPERATIVO

Nivel 1: Gestión del procesador. Kernel = núcleo.

Nivel 2: Caché de memoria.

Nivel 3: Gestión de proceso.

Nivel 4: Gestión de dispositivos.

COMPONENTES DE APLICACIONES. ARQUITECTURAS DEL SOFTWARE

La arquitectura del software establece los fundamentos para que analistas, diseñadores, programadores, trabajen en una linea común que les permita alcanzar los objetivos del sistema informático, cubriendo todas las necesidades.

La arquitectura de software define de manera abstracta los componentes que llevan a cabo alguna tarea de computación en una aplicación, sus interfaces y la comunicación entre ellas.

En cualquier arquitectura existen al menos tres vistas:

• Visión estática: Define componentes de la arquitectura.
• Visión dinámica: Describe cómo se comportan los componentes a lo largo del tiempo y cómo interactúan entre sí.
• Visión funcional: Describe que hace cada componente.

Diferentes arquitecturas:

• Monolítica: El software se estructura en componentes funcionales muy acoplados.
• Cliente-servidor: El software reparte su carga de cómputo en dos partes independientes, pero sin reparto claro de funciones.
• De tres niveles: Es un tipo concreto de arquitectura cliente-servidor, donde la carga se divide en tres partes a capas, que se relacionan únicamente con la inmediata, con un reparto claro de funciones. Una capa para la presentación, otra para el cálculo y otra para el almacenamiento. 

CLASIFICACIÓN DE LAS LICENCIAS SOFTWARE

• Licencia software de código abierto con permisos: Permite crear una aplicación derivada sin que requiera protección alguna. PHP licence, Apache, etc.
• Licencia de software de código abierto robustos: Aplican determinadas restricciones a las obras derivadas. Pueden ser

1. Robustas: Licencias GPL.
2. Débiles: Licencia LGPL. 

• Licencias de software de código cerrado: Los propietarios establecen derechos de uso, distribución, redistribución, copia, modificación, cesión, etc.
• Software de dominio público: Se permite el uso, copia, modificación y distribución del producto con o si fines de lucro. Licencia BSD. Un código fuente abierto sin restricciones como BSD es más aconsejable que el software libre (GPL), si una empresa o particular emplea modelo de desarrollo de código fuente abierto.
• Las licencias con copyleft, garantizan con sus restricciones la libertad del software.

TIPOS DE LICENCIA SOFTWARE

Licencia propietaria: Uso en una o más maquinas por el pago de un precio.

Shareware: Uso limitado en un tiempo o capacidades tras el cual habrá que pagar un precio.

Freeware: Uso y copia ilimitada con precio cero.

Software libre: Permite el uso, copia, modificación y distribución libre con acceso al código fuente.

COMPONENTES DE UN SISTEMA OPERATIVO

Gestión de procesos: CPU, memoria archivos, E/S.

Gestión de memoria principal: El sistema operativo es responsable de conocer las partes de la memoria usadas y por quién, controlar el espacio libre, decidir que procesos se cargarán en memoria cuando haya espacio libre y asignar o reclamar espacio de memoria cuando sea necesario.

Gestionar el almacenamiento secundario: Traspasar y mantener en memoria secundaria aquella información de memoria principal que no sea necesaria.

Gestión de E/S.

Gestión de archivos.

Mecanismo de protección.

Gestión de comunicaciones.

Utilidades del sistema.

FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO

Control de recursos: Coordinar y manipular el hardware del sistema informático.

Control y manejo de dispositivos de E/S: Controla y organiza los dispositivos conectados al sistema.

Ejecución y secuenciación de tareas: Controla la ejecución de varios programas a la vez, repartiendo los recursos del ordenador a los distintos programas en ejecución.

Base para ejecutar otros programas.

Administra y mantiene los sistemas de archivo de disco permitiendo guardar la información.

Permite la interacción entre el sistema y los recursos.

Detecta e informa al usuario de los errores que se produzcan.

ENTORNOS OPERATIVOS

El sistema operativo es el software básico que controla un ordenador.

Coordina y manipula el hardware del sistema informático y organiza los archivos en los dispositivos de almacenamiento y gestiona los diferentes errores que se generen.

En la actualidad:
características básicas comunes:

• Poseen una interfaz.
• Son multiusuario.
• Son multitarea.
• Soportan uno o varios sistemas de archivos.
• Ofrecen herramientas similares. 

Entornos operativos en la actualidad:

• Windows.
• Unix.
• Linux.
• Mancintosh.

LENGUAJES DE PROGRAMACIÓN (NIVELES)

Alto nivel: Algoritmos expresados de forma que los entienda el usuario.
Bajo nivel: Controlan el hardware, condicionados por la estructura física del ordenador que los soporta.

TIPOS DE SOFTWARE

Software del sistema: Conjunto de programas o rutinas cuyo objeto es facilitar el uso de la computación, permitiendo administrar y asignar los recursos del sistema.

Software de aplicación: Programas que permiten a los usuarios llevar a cabo una o varias tareas específicas en diversos campos.

Software de programación: Herramientas que permiten al programador desarrollar programas informáticos. Ejemplo: editores de texto o compiladores.
Se emplean lenguajes de programación para crear los programas en dichos entornos.

ETAPAS DEL SOFTWARE

1. Definición de objetos.
2. Análisis de requisitos y su viabilidad.
3. Diseño general.
4. Diseño en detalle.
5. Programación.
6. Prueba de unidad.
7. Integración.
8. Prueba beta o de validación.
9. Documentación.
10. Implementación.
11. Mantenimiento.

INTRODUCCIÓN AL SOFTWARE

Todo software en su creación y desarrollo pasa por una serie de etapas (fases del ciclo de vida del software). Se llama ingeniería del software.

La ingeniería del software proporciona un marco de trabajo para construir software con mayor calidad.

El ciclo de vida del software describe el desarrollo de software desde la fase inicial hasta el final.

Es muy costoso rectificar los errores que se detectan tarde dentro de la fase de implementación.

SISTEMAS EMPOTRADOS

Equipos informáticos integrados para realizar funciones especificas en un sistema electrónico mayor. Se usan en equipos industriales:

• Montan microprocesadores con una anatomía especial, para facilitar el desarrollo electrónico.
• Suelen precisar gran robustez para un uso continuo, con software seguro para ellos, etc.

SERVIDORES DE CALCULO

Servidores de calculo.

• Destinados a ejecutar aplicaciones o cálculos intensivos para un gran número de usuarios (mainframes).
• Necesitan una potencia de proceso muy elevada.
• Se emplean en grandes empresas.
• Emplean sistemas multiprocesador, multitarea y alta seguridad en la gestión de procesos.
• Son maquinas de alta disponibilidad.
• Son de coste elevado.
• A veces emplean agrupaciones de equipos para aumentar la potencia (clusters).

SERVIDORES DE ALMACENAMIENTO MASIVO

Servidores de almacenamiento masivo.

Tecnología RAID (Redundant Array of Independent Disk).

Sistema de almacenamiento que usa múltiples Discos Duros entre los que distribuye o Replica datos. 

Niveles RAID.

RAID 0 (DATA STRIPING) o conjunto dividido.

Distribuye equitativamente los datos en los disco sin proporcionar redundancia y aumentando el rendimiento.

RAID 1 (DATA MIRRORING) o conjunto espejo.

Crea una copia exacta o espejo de datos en los discos. Es útil para el rendimiento de la lectura sobre la capacidad.

RAID 5. 

Reparte los datos a nivel de bloques distribuyendo la información de seguridad entre los discos, con coste de redundancia muy bajo. Se emplean tres unidades de disco para implementación.

• Servidores DAS (Direct Attached Storage).

1. Destinados a pequeñas y medianas empresas.
2. Usan servidores de pequeño y mediano rango, con hardware para potenciar el acceso a disco y comunicaciones.

• Servidor NAS (Network Attached Storage).

• Da servicio a través de una red mediante el uso de protocolos como TCP/IP.

• Es necesario para sistemas que implican escalabilidad.

• Requieren altas prestaciones en accesos a disco y comunicaciones de red.

• Emplean array de discos, conectados a la red, de forma que todos los datos del sistema están asociados al dispositivo NAS y pasan por el mismo constituyendo un punto sensible a fallos. 

• Servidor SAN (Storage Area Network).

• Dan servicio a través de una red y emplean acceso a través de fibra óptica, no admitiendo enrrutamientos.

• Se emplean en sistemas de altas prestaciones. 

SERVIDORES DE FICHEROS, WEB O CORREO

Servidores de ficheros, web o correo.

Se emplean en empresas de todos los tamaños.

Elementos en común:

• Son sistemas con capacidad de almacenamiento adaptada a las necesidades del conjunto al que atienden, con comunicaciones de red LAN y WAN, adecuadas a las peticiones y con politica de seguridad de datos, mediante copias de seguridad.
• Emplean máquinas, procesadores y arquitecturas orientadas al movimiento de datos, por lo que suelen ser equipos con sistemas de almacenamiento y acceso a los mismos de velocidad suficiente, que den soporte al caudal de tráfico que se establezca con peticiones al exterior, sin requisitos en gráficos y de alta disponibilidad.
• Suelen ser de coste alto, proporcional a la capacidad y a la fiabilidad del equipo. En su implantación                      es muy importante llevar a cabo su dimensionado de forma correcta así como tener en cuenta la escalabilidad. 

PDA Y TELEFONÍA MÓVIL

Pda y telafonía móvil.

Se emplean como sustitución de agendas y apoyo a las comunicaciones y son todo un mercado emergente con abaratamiento de costos.

Una Pda (Personal Digital Assistant), tiene una serie de funciones básicas:

• Cuaderno de notas.
• Calendario.
• Agenda.
• Ofimática básica.
• GPS.
• WIFI.

MEMORIA CACHÉ Y TIPOS

Memoria caché.

Memoria en la que se almacenan una serie de datos para su rápido acceso.

La memoria caché de un procesador es una memoria volátil del tipo RAM, pero de gran velocidad.

Tipos.

Caché de primer nivel (L1).

Integrada en el núcleo del procesador, trabajando a la misma velocidad que este.

Caché de segundo nivel (L2).

Integrada en el procesador, pero no en el núcleo de este, teniendo las mismas ventajas que la L1, pero siendo más lenta.

Caché de tercer nivel (L3).

Tipo de caché más lenta que la L2 y poco usada en la actualidad.

HOSTS Y PIPELINE

Hosts.

El archivo hosts, es un archivo sin extensión, no oculta y sin protección de escritura.

Pipeline.

Pipeline o tubería es un conjunto de elementos procesadores de datos conectados en serie, en donde la salida de un elemento es la entrada del siguiente.

MÓDULOS O CANALES DE ENTRADA-SALIDA

Módulos o canales de entrada-salida.

Estas operaciones se suelen llevar a cabo a través de una cada vez más amplia gama de dispositivos externos llamados periféricos, que proporcionan al ordenador las vías para intercambiar datos con el exterior.

La parte del equipo que permite esta comunicación es la unidad de entrada-salida, encargada de gobernar uno o más periféricos asociados a los que suministra la inteligencia necesaria para su funcionamiento coordinado con el ordenador.

Estos módulos estarían formados por los controladores de periféricos (circuitos de interfaz), de forma que cada periférico necesita su propio controlador para comunicarse con la CPU y los puertos de entrada-salida, que son registros que se conectan directamente a uno de los buses del ordenador. Cada puerta tiene asociada una dirección o código, de forma que el procesador ve al periférico como un puerto o un conjunto de puertos.