Sistema Operativo Windows

Sin el software, una computadora no es más que una masa metálica sin utilidad. Con el software, una computadora puede almacenar, procesar y recuperar información, encontrar errores de ortografía en manuscritos, tener aventuras e intervenir en muchas otras valiosas actividades para ganar el sustento. El software para computadoras puede clasificarse en general en dos clases: los programas de sistema, que controlan la operación de la computadora en si y los programas de aplicación, los cuales resuelven problemas para sus usuarios. El programa fundamental de todos los programas de sistema es el sistema operativo (SO), que controla todos los recursos de la computadora y proporciona la base sobre la cual pueden escribirse los programas de aplicación. Un sistema operativo consta de una serie de programas que controlan todas las actividades que la computadora realiza. La generalización del empleo del sistema operativo MS-DOS en las computadoras de todo el mundo a lo largo de los años, no ha impedido que los fabricantes se hayan esforzado por superar este sistema, ya clásico, en un intento de ofrecer a los usuarios de informática un software más cómodo y agradable. Con esta filosofía lanzó Microsoft al mercado, hacia 1986, un producto revolucionario conocido como Windows que no es más que un entorno gráfico que permite de manera sencilla y práctica la ejecución de aplicaciones útiles al ser humano como procesador de texto, hoja de cálculo, gestor de base de dato, etc., además de englobar elementos que administran y controlan el computador. En el desarrollo de este informe detallaremos mejor que es un sistema operativo, que es Windows, evolución que ha experimentado Windows, entre otros temas de interés.

El sistema operativo

Desde su creación, las computadoras digitales han utilizado un sistema de codificación de instrucciones en sistema de numeración binaria, es decir con los S0. Esto se debe a que los circuitos integrados funcionan con este principio, es decir, hay corriente o no hay corriente.

En el origen de la historia de las computadoras (hace unos cuarenta años), los sistemas operativos no existían y la introducción de un programa para ser ejecutado se convertía en un increíble esfuerzo que solo podía ser llevado a cabo por muy pocos expertos. Esto hacia que las computadoras fueran muy complicadas de usar y que se requiriera tener altos conocimientos técnicos para operarlas. Era tan complejo su manejo, que en algunos casos el resultado llegaba a ser desastroso.

Además, el tiempo requerido para introducir un programa en aquellas grandes máquinas de lento proceso superaba por mucho el de ejecución y resultaba poco provechosa la utilización de computadoras para resolución de problemas prácticos. Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y específicas para completar una orden.

El sistema operativo, es el instrumento indispensable para hacer de la computadora un objeto útil. Bajo este nombre se agrupan todos aquellos programas que permiten a los usuarios la utilización de este enredo de cables y circuitos, que de otra manera serian difíciles de controlar. Un sistema operativo se define como un conjunto de procedimientos manuales y automáticos, que permiten a un grupo de usuarios compartir una instalación de computadora eficazmente.

Se buscaron medios más elaborados para manipular la computadora, pero que a su vez simplificaran la labor del operador o el usuario. Es entonces cuando surge la idea de crear un medio para que el usuario pueda operar la computadora con un entorno, lenguaje y operación bien definido para hacer un verdadero uso y explotación de esta. Surgen los sistemas operativos.

Un sistema operativo es el encargado de brindar al usuario una forma amigable y sencilla de operar, interpretar, codificar y emitir las ordenes al procesador central para que este realice las tareas necesarias y especificas para completar una orden.

Funciones de los Sistemas Operativos

• Aceptar todos los trabajos y conservarlos hasta su finalización.

• Interpretación de comandos: Interpreta los comandos que permiten al usuario comunicarse con el ordenador.

• Control de recursos: Coordina y manipula el hardware de la computadora, como la memoria, las impresoras, las unidades de disco, el teclado o el Mouse.

• Manejo de dispositivos de E/S: Organiza los archivos en diversos dispositivos de almacenamiento, como discos flexibles, discos duros, discos compactos o cintas magnéticas.

• Manejo de errores: Gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.

• Secuencia de tareas: El sistema operativo debe administrar la manera en que se reparten los procesos. Definir el orden. (Quien va primero y quien después).

• Protección: Evitar que las acciones de un usuario afecten el trabajo que esta realizando otro usuario.

• Multiacceso: Un usuario se puede conectar a otra máquina sin tener que estar cerca de ella.

• Contabilidad de recursos: establece el costo que se le cobra a un usuario por utilizar determinados recursos.

Características de los Sistemas Operativos

En general, se puede decir que un Sistema Operativo tiene las siguientes características:

• Conveniencia. Un Sistema Operativo hace más conveniente el uso de una computadora.

• Eficiencia. Un Sistema Operativo permite que los recursos de la computadora se usen de la manera más eficiente posible.

• Habilidad para evolucionar. Un Sistema Operativo deberá construirse de manera que permita el desarrollo, prueba o introducción efectiva de nuevas funciones del sistema sin interferir con el servicio.

• Encargado de administrar el hardware. El Sistema Operativo se encarga de manejar de una mejor manera los recursos de la computadora en cuanto a hardware se refiere, esto es, asignar a cada proceso una parte del procesador para poder compartir los recursos.

• Relacionar dispositivos (gestionar a través del kernel). El Sistema Operativo se debe encargar de comunicar a los dispositivos periféricos, cuando el usuario así lo requiera.

• Organizar datos para acceso rápido y seguro.

• Manejar las comunicaciones en red. El Sistema Operativo permite al usuario manejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redes de computadoras.

• Procesamiento por bytes de flujo a través del bus de datos.

• Facilitar las entradas y salidas. Un Sistema Operativo debe hacerle fácil al usuario el acceso y manejo de los dispositivos de Entrada/Salida de la computadora.

Categoría de los Sistemas Operativos

• Sistema Operativo Multitareas.

Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Para mantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o se procesa en orden secuencial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho más lento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones de multitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas.

• Sistema Operativo Monotareas.

Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo lo contrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión.

• Sistema Operativo Monousuario.

Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.

Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los dispositivos de entrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas de inmediato; ya que existe un solo usuario. Y están orientados principalmente por los microcomputadores.

• Sistema Operativo Multiusuario.

Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes.

En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).

• Secuencia por Lotes.

La secuencia por lotes o procesamiento por lotes en microcomputadoras, es la ejecución de una lista de comandos del sistema operativo uno tras otro sin intervención del usuario. En los ordenadores más grandes el proceso de recogida de programas y de conjuntos de datos de los usuarios, la ejecución de uno o unos pocos cada vez y la entrega de los recursos a los usuarios. Procesamiento por lotes también puede referirse al proceso de almacenar transacciones durante un cierto lapso antes de su envío a un archivo maestro, por lo general una operación separada que se efectúa durante la noche.

Los sistemas operativos por lotes (batch), en los que los programas eran tratados por grupos (lote) en ves de individualmente. La función de estos sistemas operativos consistía en cargar en memoria un programa de la cinta y ejecutarlo. Al final este, se realizaba el salto a una dirección de memoria desde donde reasumía el control del sistema operativo que cargaba el siguiente programa y lo ejecutaba. De esta manera el tiempo entre un trabajo y el otro disminuía considerablemente.

• Tiempo Real.

Un sistema operativo en tiempo real procesa las instrucciones recibidas al instante, y una vez que han sido procesadas muestra el resultado. Este tipo tiene relación con los sistemas operativos monousuarios, ya que existe un solo operador y no necesita compartir el procesador entre varias solicitudes.

Su característica principal es dar respuestas rápidas; por ejemplo en un caso de peligro se necesitarían respuestas inmediatas para evitar una catástrofe.

• Tiempo Compartido.

El tiempo compartido en ordenadores o computadoras consiste en el uso de un sistema por más de una persona al mismo tiempo. El tiempo compartido ejecuta programas separados de forma concurrente, intercambiando porciones de tiempo asignadas a cada programa (usuario). En este aspecto, es similar a la capacidad de multitareas que es común en la mayoría de los microordenadores o las microcomputadoras. Sin embargo el tiempo compartido se asocia generalmente con el acceso de varios usuarios a computadoras más grandes y a organizaciones de servicios, mientras que la multitarea relacionada con las microcomputadoras implica la realización de múltiples tareas por un solo usuario.

MS-DOS.

Dos es un acrónimo de Disk Operating System, sistema operativo creado por Microsoft, y que tienen instalado la mayoría de los ordenadores PC.

El DOS es la parte de un sistema operativo, un conjunto de programas que nos permiten manipular información contenida en discos, de esta forma podemos trabajar con facilidad, comodidad y rapidez con estos; a demás, el DOS coordina el funcionamiento del microprocesador para que todo funcione bien en el interior de nuestro ordenador.

A lo largo del tiempo Microsoft ha ido mejorando el DOS, desde su primera versión el 1.981. Las versiones que puedan existir, sirven para corregir errores detectados en la versión anterior o para mejorar ciertas partes del programa; si la variación está en la primera cifra, significa que se han introducido cambios importantes, fruto, por ejemplo, de las prestaciones de los nuevos microprocesadores, en gran parte para poder aprovechar sus ventajas.

Arrancar el MS- DOS.

Generalmente, el DOS viene instalado en los ordenadores. La principal función del DOS, como se ha comentado anteriormente, es la de gestionar la información que entra, sale y se guarda en nuestro ordenador.

Arrancar el DOS es sencillo: hay que poner en funcionamiento nuestro ordenador, pulsando el interruptor correspondiente, con la única precaución de que no haya ningún disquete en la disquetera, si lo hay, tienes que retirarlo rápidamente.

Pasados unos segundos, después de comprobar que el sistema esta correcto (memoria, periféricos) veremos como aparece el indicador del MS-DOS, representado habitualmente por C:>, este también llamado "prompt", que se presenta juntamente con el cursor parpadeando, indicando que el sistema esta preparado para recibir órdenes.

Comandos Internos.

Son aquellos comandos cuyas instrucciones son cargadas a la memoria RAM. Estos comandos no necesitan la presencia del disco de sistema operativo. Entre ellos encontramos:

COPY CLS

DEL O ERASE DIR

TYPE DATE

RENAME MD

TIME VER

Comandos Externos.

Estos comandos necesitan mucha capacidad de memoria para mantenerse dentro de ella al mismo tiempo, por lo tanto son grabados en el disco, y podemos accesarlos cuando sea necesario. Son llamados externos porque estos están grabados fuera de la memoria RAM. Entre estos están:

CLRDSK DISP COMP

DELTREE TREE

DOSKEY RESTORE

FORMAT DISK COPY

ATTRIB LABEL

Windows

El propio nombre de Windows (ventana en inglés) hace referencia directa a la filosofía que sirve de soporte a este sistema. Las ventanas que aparecen en la pantalla tienen una serie de propiedades y contienen los elementos de diálogo con el usuario. Mediante la ayuda del ratón es posible modificar su posición y su tamaño, para ajustarlos a nuestras necesidades. Las ventanas, rematadas generalmente por un título, disponen, dependiendo de su tamaño y de su contenido, de una barra de desplazamiento (ya sea lateral y/o inferior) que permite acceder a todo el contenido de la ventana, aunque éste no sea visible a través de ella en un momento dado.

Además de las ventanas e iconos, Windows dispone de diversos elementos característicos, tales como los administradores de programas, de archivos, de impresión, el portapapeles y el panel de control.

¿Cómo Windows gestiona los recursos de hardware y software?

Quien haya seguido de cerca la historia de Windows, sabe que las fases por las que ha pasado han sido muchas y varias veces contradictorias.

Primero fue un shell de comandos de MS-DOS, es decir, un programa más que se instala sobre el sistema operativo para llevar a cabo las tareas propias del trabajo con una computadora de manera más fácil y amigable. La apuesta por un entorno gráfico, en el que el área de trabajo son ventanas, los comandos están representados por opciones de menús, y su ejecución, por un click del Mouse.

Este modelo no sólo sobrevivió con los años, sino que generó varias versiones de Windows, cada una de las cuales ha tenido sus ventajas y sus desventajas. La principal ventaja fue la de facilitar el aprendizaje, quitar una buena parte del miedo que el usuario común le tenía a "estos engendros llamados computadoras" y, sobre todo, aumentar la productividad.

El manejo de procesos de Windows se debe básicamente al uso de bibliotecas de enlace dinámico (DLL's) que son bibliotecas de uso general para la gran mayoría de los programas cargados en el sistema, lo que mejora considerablemente la administración de la memoria.

La configuración completa de un sistema Windows está normalmente localizada en un sólo archivo, conocido como Registro.

Los controladores y programas de arranque están distribuidos en los archivos AUTOEXEC.BAT, CONFIG.SYS, y WIN.INI.

Para manejar los dispositivos Windows utiliza un sistema de controladores que proporcionan una interfaz entre los recursos de hardware y el sistema operativo, haciendo transparente el uso de éstos para el usuario. La desventaja es que el diseño de controladores se les delega principalmente a los fabricantes de dispositivos, generando errores en el sistema si los controladores poseen alguna falla de diseño. Con la aparición de Windows XP, este problema piensa desaparecer ya que los controladores (drivers) necesitan certificarse por Microsoft antes de salir al mercado.

Una sustancial desventaja durante el desarrollo de las distintas versiones de Windows durante muchos años es que necesita hardware de primera línea para mantener el sistema estable, afortunadamente, el rápido adelanto de la investigación tecnológica unida a la progresiva baja de precios hace que hoy en día nos encontremos frente a la paradoja de que los equipos que se encuentran hoy a la venta son mucho más potentes que lo necesario para Windows.

Características de la Interfaz.

Como mencionamos anteriormente, al principio, Windows fue solo un "entorno operativo" que funcionaba sobre MS-DOS.

Las dos primeras versiones de este "Entorno Operativo" no tuvieron mucho éxito entre el público consumidor (ningún éxito en realidad). Lo único que logró fue que Apple le iniciara un juicio a Microsoft por ser "muy parecido" a su sistema operativo MacOs. El mismo fue abandonado tiempo después por Apple debido a que no había resolución.

El boom de Windows se produjo con su versión 3.0 (y más aún con la 3.1) cuando comenzó a aprovechar las capacidades de los procesadores "386" y le dio un mejor manejo a la memoria.

Fue simplemente un "shell" para DOS, ya que sin este no funcionaba. Y por esa razón no es un sistema operativo, sino un "entorno operativo". El atractivo que tuvo para con la gente fue su "casi real" facilidad de uso y su "cara" gráfica que hacía olvidar "las pantallas negras" de DOS.

Un tiempo más tarde se le agregaron capacidades para trabajar con redes y pasó a la versión 3.11 (para grupos de trabajo). Esta fue la última versión comercial que salió al mercado antes de que Windows 95 hiciera su aparición.

La interfaz gráfica ha mejorado notablemente con la evolución de Windows, un desarrollo que va a la mano con la evolución tecnológica. Estos entornos han evolucionado desde pantallas gráficas monocromáticas (MS-DOS, Windows 1) hasta entornos multimedia con color real (WindowsXP, 2003, .Net).

Ventajas y Desventajas.

Ventajas:

• Reutilización de código al ejecutar programas, uso eficiente de tareas y transparencia en la ejecución de procesos.

• Fácil manejo e instalación de dispositivos y gran compatibilidad con el hardware existente en el mercado.

• Es el sistema operativo más popular en el mundo y además cuenta con un excelente soporte técnico a nivel mundial.

Desventajas:

• Los sistemas operativos de clase Windows, tienen limitaciones en cuanto a conectividad. En otras palabras, son sistemas propietarios y cerrados. Si bien hay mejoras de versión a versión, el costo de propiedad y de actualización de dichas versiones es sumamente alto.

• En relación a seguridad, los sistemas operativos de Microsoft se destacan por ser ineficaces, al ser sujetos a daños por muy diversas razones (virus, correos electrónicos destructivos, puertas abiertas para acceso de intrusos al sistema, etc.).

• El tiempo de respuesta del fabricante para corregir problemas de seguridad es históricamente malo e inclusive no se considera, en muchos de los casos, que hay una reacción adecuada y a la altura de las circunstancias cuando llega a haber respuesta, dejando a los usuarios de Windows en situaciones de alto riesgo.

• Otro punto relevante en relación a los sistemas operativos Windows (especialmente en versiones para servidores) es el costo de licenciamiento por usuario cayendo así en un esquema de incremento de costos cada vez que crece la planta de trabajadores que requieren utilizar los sistemas de cómputo.

• Las estaciones de trabajo o microcomputadoras personales que serán instaladas en el contexto del presente proyecto, muchas veces incluirán desde la fábrica alguna versión de MS Windows con lo que, al invertir en el equipo, también se están pagando los costos de licencias de Windows.

• Windows está basado en el esquema de "seguridad a través de la oscuridad": El usuario no tiene acceso al código, por tanto no le es tan fácil encontrar errores. Sin embargo, cuando estos llegan a ser encontrados no aparece un parche sino hasta meses después, con el "service pack" correspondiente.

• Todos los programas tienen que leer y escribir en el registro del sistema constantemente, por lo cual llega a corromperse cada cierto tiempo. Además, viene codificado de tal manera que el usuario no pueda editarlo manualmente.

• En Windows y otros sistemas operativos comerciales, como ya lo hemos mencionado, la estabilidad del sistema depende de que los programadores contratados por la compañía desarrolladora encuentren los defectos y los corrijan.

• Consta de pocos programas grandes y complejos que realizan muchas tareas, cuando estos programas llegan a fallar, la estabilidad y consistencia general del sistema se ve muy afectada.

Aplicaciones compatibles con Windows.

Windows es compatible con miles de aplicaciones a nivel mundial, la mayoría de programas y suites de programación están disponibles en esta plataforma, y además es muy compatible entre todas sus versiones. Entre las más destacadas se encuentran las aplicaciones de oficina, exploradores de Internet, reproductores multimedia, programas de mensajería instantánea y los juegos más populares.

Arquitectura. Núcleo, procesos e hilos.

En las versiones del MS-DOS, los programas se ejecutaban uno a uno en modo real o protegido en 16 bits.

Con la aparición de Windows 1,2 y 3, a pesar de que éste tendría la apariencia de ser un sistema operativo multi-proceso, seguía siendo un "entorno operativo monoprogramado".

Windows 95 por su parte, fue el primer sistema operativo multiproceso de Microsoft, supuestamente de 32 bits (muchas partes del sistema son de 16 bits). Este sistema posee un solo hilo a nivel de kernel (que se mantiene en la memoria) y crea hilos a nivel de usuario para la ejecución de sus programas.

Este último concepto se mantiene hasta hoy en día, por supuesto utilizando mejoras tecnológicas que mejoran el rendimiento tales como paralelismo a nivel de procesador, o tecnologías "Multi-threading" utilizada por los nuevos procesadores Intel Pentium 4.

Anexos

Autor:

Raul Jarquin

Ronaldo Ramirez

Cristian Aguilar

Jonathan Garcia

Carlos Amaya

Daniel Rodriguez

Melsin Chavez

Enviado por:

Juan

INSTITUTO

JOSE DOLORES GONZALEZ

29/06/2015