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Instituto Politécnico Nacional

Escuela Superior de Cómputo

Recurso Didáctico Digital

Unidad 1: Estructura de un sistema operativo
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1.1.3 Tipos: Mainframe, servidor, multiprocesador, embebidos y en tiempo real

Es importante considerar que los mainframes están orientados hacia varios procesamientos de trabajos a la vez, ya que necesitan la mayor parte diferentes operaciones de Entrada y salida, por lo que presentan tres tipos de servicios: tiempo compartido, procesamiento por lotes y transacciones.

Aunado a ello existen características son:

  • Monotarea: Son aquellos sistemas operativos capaces de manejar programas o realizar tareas en una sola vez a la vez.
  • Multitarea: Son aquellos sistemas operativos que permiten ejecutar varios procesos a la vez, partiendo desde la computadora en donde varios usuarios pueden realizar tareas y con ello tener acceso remoto o servicios de red en donde estén conectadas las mismas.

  • Monousuario: Este sistema solo trabaja con un usuario a la vez, por lo que cualquier usuario tiene acceso a sus datos del sistema debido a que solo está en su computadora y el es único que puede realizar en su propia máquina.
  • Multiusuario: En este sistema operativo varios usuarios pueden trabajar a la misma vez, ya sea en servicios o en almacenamiento de información debido a que trabajan en red y pueden compartir memoria, programas, procesador, impresoras, scanner, entre otros.

Comunica el hardware con los procesos.

Recibe peticiones de servicio de los procesos.

Existen también sistemas operativos por lotes, funcionan y procesan una gran cantidad de trabajos con poca o ninguna comunicación entre usuarios y programas en ejecución.

Cuando los sistemas son bien planeados se puede establecer un tiempo de ejecución ya que los recursos como el procesador son mejor utilizados y los sistemas operativos son simples debido a la secuencia de la ejecución de los trabajos y sus procesos.

Conocido como RTOS (Real Time Operative System). Son aquellos en los cuales no tiene importancia el usuario, sino los procesos que se lleven a cabo, estos se utilizan en entornos donde existe una gran necesidad sucesos o eventos por ello estos sistemas operativos en tiempo real son construidos para aplicaciones específicas como puede ser: control de tráfico aéreo, bolsa de valores o de refinerías, derivado de ello, las aplicaciones que se realizan en tiempo real son como las siguientes:

  • Control de trenes.
  • Telecomunicaciones.
  • Sistemas de fabricación integrada.
  • Producción y distribución de energía eléctrica.
  • Control de edificios.
  • Sistemas multimedia.

Algunos ejemplos de estos sistemas operativos como son: Solaris, Lyns y Spectra.

Son aquellos que permiten distribuir trabajos, tareas o procesos entre un conjunto de procesadores, por lo que en este caso para el usuario es transparente este funcionamiento, para ello existen dos esquemas:

  • Sistema fuertemente acoplado: Es aquél que comparte memoria y un reloj global, en donde sus tiempos de acceso son similares para todos los procesadores.
  • Sistema débilmente acoplado: En este caso los procesadores no comparten memoria ni reloj, ya que cada uno de ellos cuenta con su memoria local y sus recursos propios.

No todos los sistemas operativos de tiempo real son embebidos ni todos los sistemas operativos embebidos son de tiempo real, como lo muestra la siguiente imagen:

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Fig 1. Sistemas operativos en tiempo real.

Ahora bien las operaciones de entrada y salida son importantes por lo que los procesos de usuario emiten peticiones de entrada/salida al sistema operativo. Cuando un proceso solicita una operación de E/S, el sistema operativo prepara dicha operación y bloquea al proceso hasta que se recibe una interrupción del controlador del dispositivo indicando que la operación está completa.

Las peticiones se procesan de forma estructurada en las siguientes capas:

  • Manejadores de interrupción.
  • Manejadores de dispositivos o drivers.
  • Software de entrada y salida independiente de los dispositivos: Este software está formado por la parte de alto nivel de los manejadores, el gestor de caché, el gestor de bloques y el servidor de archivos Interfaz del sistema operativo. Como se muestra en la siguiente imagen

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Fig 2. Operaciones de entrada y salida

La forma más sencilla de solicitar una operación de entrada y salida implica que cuando la operación haya realizado la petición, bloqueará el proceso o hilo que la realizó hasta que la operación termine, con lo que ya no requerirá hacer ninguna implementación adicional para seguir utilizando el dispositivo de entrada y salida para la siguiente operación, sea de lectura o de escritura

Existen dos métodos de entrada y salida:

  • Sincrónico: Proceso en el cual se recibe una solicitud de operación de un dispositivo de entrada y salida, el cual bloquea la petición mientras se lleva a cabo una interacción correspondiente al proceso que solicita una operación específica.
  • Asincrónico: Proceso en el cual se genera una entrada y salida que le permitirá llevar a cabo su ejecución, para que el sistema operativo realice en tiempo la conclusión de este.

Como se muestra en la siguiente imagen

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Fig 3. Métodos de entrada y salida: sincrónico y asincrónico