Sistemas Operativos

Tema 1

Sistema Operativo. Discos duros y Ofimática

El Sistema Operativo  se puede definir como un conjunto de programas que permiten funcionar a otros para realizar una tarea determinada.

Si tengo un programa que me permite dibujar con un lápiz óptico en una  pantalla, tenemos por un lado la pantalla, el lápiz óptico, el programa de dibujo , la máquina ( el PC )   el Sistema Operativo. ¿ Cuantas cosas para dibujar una línea. Pues bien, el Sistema  Operativo se encarga de hacer funcionar todo de forma correcta para que la línea aparezca en la pantalla.

Si instalamos un ratón nuevo en en pc, el SO se encarga de instalar los drivers ( programas ) adecuados para que funcione.

Si estamos trabajando con tres programas a la vez, el SO se encarga de repartir la memoria RAM disponible para que todo pueda funcionar bien.
Estas y otras tareas son realizadas por el SO y hace que cada tarea en el ordenador sea  as fácilSi tenemos que cargar datos desde el disco duro, el SO se encarga de administrar tal tarea

El sistema operativo  tiene por tanto la tarea de  crear un  vínculo entre el Usuario, la aplicación que  estamos usando y los componentes del ordenador ( hardware ). Si miramos en la imagen de la izquierda, vemos  que el usuario hace la petición a la aplicación de una tarea específica ( el simple hecho de escribir en el teclado ). El SO establece la comunicación entre el  procesador de texto, el teclado, el microprocesador que ejecuta las tareas y  el monitor para que lo que escribo aparezca en la pantalla..

Hay que decir que cuando compramos, por ejemplo un periférico nuevo ( ratón, impresora, cámara , etc ) , si al ser concetada  no es reconocida por el SO,
debemos de instalar el driver que viene de fábrica  unto al dispositivo para que  funcione correctamente.

Entre otras cosas , los SO generan memoria virtual en el disco duro si la memoria RAM que tiene se le acaba por uso de otras aplicaciones, controla quien

entra en el pc o no por medio de claves de usuario, gestiona los archivos que
guardamos en el disco duro ….

” El sistema Operativo y ese dispositivo se entiendan “. Esa es la tarea del driver.
Los SO se clasifican en:

  • Según la cantidad de tareas que puede hacer a la vez ( si solo es una es monotarea. Si puede hacer mas de una, se llama multitarea )
  • Según la cantidad de usuarios. Si puede usarlo sólo un usuario es  Monousuario y si puede usarlo a la vez más de un usuario , se llama
    Multiusuario

Como todo en la vida, unas cosas van a delante y otras se quedan en el camino. En este caso, hay sistemas que se quedaron obsoletos como Symbian, que apenas es  usado. Veremos ahora que sistemas son mas usados en los diferentes
dispositivos

SO en móviles

Esto como siempre  depende del país, porque no es lo mismo vivir en USA que en
España. En USA, tener un iphone es mucho mas asequible que aquí, y por tanto
podemos decir que el reparto de sistemas en móviles es :

  • Android con un 85%. Es de código  abierto. Android  lo tenemos
    bajo 2 licencias y en ellas , basadas en el  código del Kernel, podemos
    hacer las modificaciones que consideremos
  • IOS de iple con un 12 %
  • Windows mobile con un 3%
  • Blackberry con 0,5 %
  • El resto no merece la pena mencionarlos

Vemos por tanto que gana por goleada android, primero por ser un sistema
gratuito, que lo suelen llevar muchas marcas y muy intuitivo para el usuario.
Puede haber modificaciones que hacer algunas marcas del sistema operativo, como
lo hace la marca Xiaomi en sus teléfonos.

 Sistemas operativos para PC

Respecto a los SO que usan los ordenadores, tenemos como ganador a Windows
con mas del 75%, seguidos de IOS y de todas las versiones de LINUX. Cada sistema
tiene sus ventajas e inconvenientes de las que destacamos

  1. Windows sale ganador por ser de los primeros en instalarse en los hogares españoles a un precio que no tenía IOS. Ha sido bastante fácil de clonar y en muchos ordenadores nuevos ya viene instalado por defecto. Ha entendido muy bien las necesidades del usuario y siempre ha optado por facilitar las tareas. Tiene los inconvenientes de las vulnerabilidades , precios de la licencia y la de fragmentar y quedar demasiados registros innecesarios en el disco duro que hace que el equipo vaya cada día mas lento. Veremos como solucionar estos problemas
  2. IOS es muy utilizado en USA por llegar a buenos precios. Tiene una interfaz muy atractiva, muy resistente a ataques de virus. El problema es el precio de los ordenadores que usan IOS.
  3. Linux es gratuito y  apenas vulnerable a ataques de virus. El problema es que no tiene una interfaz atractiva al usuario y no todos los programas que se hacen para windows loa tenemos para LINUX. Esto también está cambiando.

Almacenando datos

Existe varias formas de almacenar la  información  en los diferentes dispositivos. Al  sistema empleado se le denomina Sistema de archivos  .

El Sistema de archivos es la forma  empleada por el  sistema operativo  para organizar, manipular, crear y eliminar la información en el dispositivo adecuado ( memoria )
Los más importantes son:

• FAT32  empleado en  Windows antiguos
• NTFS  Utilizado en los recientes Windows.
• EXT4  para Linux

Una vez almacenado, cada archivo tiene una extensión ( apellido ) que nos va a decir qué programa lo ha creado y cual puede abrirlo. Existen multitud de ellos y sólo daremos algunos ejemplos:

  • .zip  Archivos comprimidos
  •  .mp3 archivo musical
  • .exe ejecutable
  •  .avi, .mpg, divx  archivos de vídeo
  • jpg, .gif, .png,  son ejemplos de archivos de imágen
  •  .txt texto plano
  •  .pdf  de Adobe Reader
  • .doc, odt  de procesadores de texto
  • html, php  usado para navegadores

Instalando programas

Una de las tareas de los Sistemas operativos es instalar programas. Éste  puede venir en un DVD, con un archivo autorun,  que ejecuta las tareas de instalación o bien un archivo que acaba en .exe cuando lo bajamos de Internet. EXE viene de execute,  o de ejecutar. Hay que tener mucho cuidado con estos archivos porque según de donde los  tomes pueden traer virus en su interior ( troyanos ). Además, algunas Web suelen facilitarlo junto a barras que se instalan en los navegadores con distintas funciones. No hay que tener prisa en pinchar en Aceptar o
siguiente porque nos podemos arrepentir del resultado final.

Si no estamos satisfechos con la utilizad instalada, el programa suele traer una
aplicación para desinstalar, aunque el sistema se queda algo pero con registros
en el sistema operativo.

Otra opción que tenemos es la de Restaurar, que pasamos a explicar

1º Paso. Pinchamos en el icono de windows del escritorio ( abajo a la izquierda ) para ver el menú que se muestra en la imagen.

2º Vamos a: ->  Todos los programas -> Herramientas del sistema ->
Restaurar sistema

3º El sistema Operativo busca las últimas copias del sistema que tenemos guardada ( programas instalados pero no los datos ). Aparece una ventana informando del proceso. Vamos a siguiente y aparece la ventana que mostramos en la imagen. En ella tenemos dos restauraciones posibles del 16 de Septiembre y otra del 13.

4º Tomamos la restauración que deseemos y damos al siguiente. De ahí en adelante, tenemos que dejar al sistema que opere. Al terminar vamos a tener el sistema operativo igual que lo teníamos en esa fecha. Los archivos de datos no se tocan y por tanto no serán eliminados.

Esta opción es muy buena por si hemos instalado algo que nos genera problemas
en el S.O,   o bien si sospechamos que la instalar un programa hemos instalado también un  virus.

Para desinstalar un programa se debe acceder a Panel de Control y elegir dentro
de la categoría Programas, la opción Desinstalar un programa.

Linux

linuxAlgunos de los puntos mas destacados son:

  • Linux  ( creado por Linus  Torvalds ) es  otro sistema
    operativo que vamos a ver a rasgos generales. Las grandes ventajas respecto
    a windows es que es  libre y gratuito con código de programación
    abierto.
  • Linux es muy eficiente, multitarea, multiusuario, multiplataforma y
    multiprocesador.
  • Si está instalado en una  plataforma Intel, se configura para que trabaje en modo protegido, consiguiendo que la  memoria se brinde cuando un programa  intenta bloquear el sistema, de esta forma, si una  aplicación funciona mal, evita que el sistema total se bloquee. Lo único que tenemos que hacer es cerrar esa aplicación pero no todo el sistema.
  •  Linux es muy estable y rápido. Se suele instalar en los servidores ( ordenadores donde se alojan las webs ). Debido a que necesita muy poco para poner en pc en marcha, se puede instalar en ordenadores que para otros sistemas se consideran obsoletos. hay versiones light como lubuntu, que requiere menos requisitos técnicos para hacer funcionar un ordenador.
  •  Linux es para todos. Esto supone que es gratis y que lo podemos modificar. Es un regalo de gente entusiasta de los 0 y 1 del cual se beneficia toda la sociedad. Por si esto fuera poco, existe una  inmensa documentación de Linux  en Internet.
  •  Linux ya no está restringido a personas expertas en informática. Gracias a  sistemas gráficos muy elaborados, la apariencia es muy parecida a la de Windows.

Y eso de  KERNEL, que es?

Es el núcleo del sistema operativo. De aquí parte todo y cada una de las variantes. De éste núcleo parten las demás distribuciones que existen en el mercado como
– Ubuntu,  Debian,  OpenSUSE, o Fedora, entre otras.

Luego tenemos las adaptaciones que hacen las administraciones educativas de cada región, gastando dinero público para crear copias iguales con ligeras modificaciones para justificar el gesto.

gasto y mas gasto

En unas ponen una cigüeña, en otras un molino ( Castilla La mancha ), etc dando lugar a  LinEx, ( Junta de Extremadura ) ,  Guadalinex ( Junta de Andalucía ), etc.

En fin, por aquí no sigo que me pongo malo…

Y si quiero probarlo sin Instalarlo ?

Para eso, existen las distribuciones LIVECD, que permiten instalar las aplicaciones cada vez que arrancamos el PC.  Para ello, se usa la memoria RAM del sistema, el  propio DVD y el disco duro si fuese necesario, sin hacer instalación de ningún programa en nuestro ordenador.

Discos duros

forma disco duroLa palabra de Disco duro viene de la composición de los discos magnéticos que almacenan la información , que como es evidente son duros, ya que están  basados en una placa generalmente de  aluminio sobre la que se deposita una fina
capa de material magnético. Puede haber unos  6 o 7 que giran todos a la vez , movidos por un motor de inducción. Sobre cada cara tenemos un cabezal, que lee y escribe los datos. Estos cabezales también se mueven de forma simultánea.

La cabeza se localiza al extremo de la placa y el movimiento del plato junto al del soporte del cabezal hace que cualquier parte del disco pueda ser leído o escrito por cada una de las cabezas magnéticas.

En cada brazo hay  2 cabezas una para leer la cara superior del plato, y otra para leer la cara inferior.  Si hay 4 platos, tenemos  8 cabezas.

Hay que decir que los cabezales no tocan nunca el plato porque puede dañarlo.
La distancia que lo separa es muy pequeña, unos  3 nanómetros. Un manómetro
es mil veces mas pequeño que la millonesima parte del metro.

En la siguiente imagen tenemos un detalles de un disco  donde se
representa una pista en verde y un sector en rojo.

 

Algunos datos importantes en el disco duro son:

  1. Tiempo medio de acceso, búsqueda  y tiempo de  lectura y escritura. Son diferentes tiempos empleados para determinadas tareas. Por ejemplo para el acceso, sería el  Tiempo empleado para que la aguja ( cabeza ) se sitúe  en la pista y  sector deseado, o para el tiempo de lectura, sería el tiempo empleado en leer una determinada cantidad de información.
  2. Velocidad de rotación, nos indica a las vueltas  por minuto que giran los platos. A mayor velocidad, mayor rapidez en leer y escribir datos. Para uno de 7200 rpm, tenemos una velocidad lineal en la parte mas externa del disco de unos 120 km/h.
  3. Tasa de transferencia. Es la  cantidad de datos que pueden ser transferidos desde la computadora  al disco , una vez localizada por el cabezal en la pista y sector  adecuado.
  4. Memoria Caché. Memoria tipo flash  situada dentro del disco duro para manejar la transferencia de datos entre el Pc y el disco Interfaz de conexión:  Es  el tipo de conector usado. Puede ser IDE/ATA,  SATA,  USB,  Serial Attached SCSI, Firewire

Una zona importante del disco duro es la MBR, o zona donde se guarda la información de las particiones del disco duro, así como nos indica que partición tiene el sistema de arranque.

Sin el MBR, el disco no sabe donde tiene que buscar el Sistema Operativo y por tanto no puede arrancar. Esto lo sabe algunos virus y es precisamente como atacan a los PC

 

Desfragmentar disco duroCon el uso del disco duro, la escritura en el mismo ocasiona que la información quede fragmentada debido a que los archivos pueden aumentar de tamaño ( por ejemplo si estamos escribiendo un libro  o si hay una actualización de un programa, etc. Esto provoca que los cabezales tengan que buscar la información fragmentada por todo el disco duro y , consecuentemente, el tiempo de acceso se eleva.

Para evitar esto, hay una aplicación de los sistemas Operativos que consisten en des fragmentar, o sea , juntar la información de cluster contiguo.

Qué mejor que esta imagen para explicar en qué consiste el proceso

Ejercicio: Averiguar a qúe tipo de conector corresponde las siguientes imágenes

a) IDE
b) SATA

Una alternativa a los tradicionales discos duros son los discos SSD ( que viene del Inglés Solid State Disk o sea disco de estado sólido ). Este artículo está escrito en Septiembre de 2014 y con el paso del tiempo veremos que estos discos se van a imponer en el mercado por las ventajas que vamos a ir viendo.
A diferencia de los discos duros, los SSD almacenan los datos en chips de memorias del estilo de los pendrive o memorias de cámaras y móviles. Veremos algunas diferencias notables respecto a los tradicionales

1. En los discos duros, tenemos una serie de platos magnéticos que almacenan los
datos. Al girar son leídos o escritos por los cabezales que hay en cada cara. Si los datos están repartidos en varios discos, el tiempo de lectura escritura será considerable. En los ssd no tenemos cabezales ni motor y la información se
obtiene de forma más rápida.
2. Fiabilidad.  Un disco duro tiene el motor de inducción siempre funcionando.
El motor produce calor y es necesario un circuito electrónico para controlar el funcionamiento del mismo. Con el tiempo , el sistema de alimentación del motor o
el motor en sí sufre averías que inutilizan el disco duro. Además, son sensibles
a golpes y vibraciones. Esto no ocurre con los SSD.
3. Rapidez. El tiempo que se tarda en leer o escribir datos es muy superior al tiempo de los discos duros. En estos discos no es necesario desfragmentar.
4. Menos consumo de energía. Al no usar motores, el consumo de energía es menor,
lo cual lo hace muy convenientes para dispositivos dispositivos portátiles.
5. Menor ruido. Sin partes mecánicas, no hay ruido. Por otro lado, al no
desprender apenas calor, el ventilador del PC trabaja menos, dando lugar a menor
tiempo de ruido y menos consumo de ese componente.

¿Cómo funciona un disco duro SSD?

En la imagen de la izquierda se representa el tiempo de respuesta de carga de los
datos almacenado en un disco duro versus uno SSD. Es llamativo que para un archivo de 400 MB tenemos que el ordenador necesita 25,9 segundos en un disco duro de 7200 rpm mientras en un SSD tarda la tercera parte de ese tiempo.

Los SSD tienen 2 tipos de memoria. Una mayor donde se almacena toda la información, incluso sin ser alimentada con corriente y otra de menor tamaño,
cuya función es acelerar los acceso y escritura de datos. Esta memoria del tipo
caché y funciona al estilo de la RAM tradicional.

Toda la memoria esta organizada en bloques controlados por un controlador ( al
modo de cómo lo hace un controlador aéreo ) que trabaja coordinando los distintos bloques de memoria.

¿ Entonces me compro un disco SSD ?

Bueno, todo depende a cómo estén los precios en este momento. Con el tiempo, en informática baja todo y aumenta las prestaciones. A fecha de hora no interesa
sustituir el disco duro por uno SSD y lo que se suele hacer es comprar un SSD
para instalar el sistema operativo y los programas mas usuales y dejar el disco
duro para guardar datos.
De esa manera, tenemos un sistema muy rápido con dos discos.
También se puede configurar el ordenador para que el SSD trabaje como memoria
caché, donde se carga los programas en el arranque. A esta configuración se la
llama híbrida. A mi manera de ver las cosas, es más aconsejable la primera
opción, o sea, un SSD para el sistema operativo y programas más usados y un
disco duro para archivos ( películas, documentos, música, etc )

Tipos de discos SSD
Según se conecte al PC, tenemos:

PCIe SSD. En este caso, la unidad se conecta en un puerto PCI Express,
es tratada como una tarjeta interna mas y funciona mucho más rápido.

SATA SSD. Utilizando el conector de un disco duro.

Según la tecnología usada:

Los
datos en informática  es una serie de 0 y 1. Para conseguir esta lógica se
emplea la electrónica con el empleo de los transistores tipo MOS. Si el
transistor conduce se le da un estado ( por ejemplo el 0 ) y si no conduce el
otro estado, en este caso el 1. Haciendo trabajar a millones de transistores
tenemos millones de 0 y 1.

Por otro lado, si queremos almacenar información, se emplean los mismos para
que estén en modo de conducir o corte ( esto se sale del tema ). A lo que vamos,
si un transistor puede hacer dos cosas ( conducir o no ) significa que puede
almacenar dos valores ( tecnologia SLC, que viene de Single Level Cell. Tenemos
un bit por transistor. ) , si  hacemos que el transistor pueda estar en 4
estados posibles, desde no conducir, a conducir algo mas, un poco mas que antes
o todo, tenemos 4 estados ( Tecnología MLC, de Multi Level Cell )  o la TLC
cuando se puede almacenar 8 valores por transistor.

MLC  es más lenta, dura menos y tiene mas posibilidad de error que la
SLC, pero es más económica que la equivalente SLC.