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SISTEMAS OPERATIVOS    Las  primeras  computadoras  personales  (PCs)  fueron  diseñadas  como  sistemas  de  escritorio  autónomos.  El  software  sistema  operativo  (OS)  permitía  a  un  usuario  a  la  vez  acceder  a  archivos  de  acceso  y  recursos  del  sistema. El usuario tenía acceso físico a la PC.     A  medida  que  las  redes  de  computadoras  basadas  en  PC  ganaban  popularidad  en  el  lugar  de  trabajo,  las  compañías  de  software  desarrollaban  sistemas  operativos  de  red  (NOSs)  especializados.  Los  desarrolladores  diseñaron los NOSs para proporcionar seguridad a los archivos, privilegios del usuario, y recursos compartidos  entre múltiples usuarios. El crecimiento explosivo de Internet obligó a los desarrolladores a construir los NOSs  de hoy en día en torno a tecnologías y servicios relacionados con Internet, como la World Wide Web (WWW).     Dentro de una década, el networking se ha convertido en algo de una importancia central para la informática  de escritorio. La distinción entre sistemas operativos de escritorio, ahora cargados con funciones y servicios de  networking,  y  sus  contrapartes  NOSs  se  ha  ido  borrando.  Ahora,  la  mayoría  de  los  sistemas  operativos  populares como Microsoft Windows 2003 y Linux se encuentra en los servidores de red de gran potencia y en  los escritorios de los usuarios finales.    Conceptos Básicos sobre Sistemas Operativos  Ya  sea  que  esté  diseñado  para  una  computadora  autónoma  de  escritorio  o  un  servidor  de  red  multiusuario,  todo el software de los sistemas operativos incluye los siguientes componentes:      Kernel    Interfaz del Usuario    Sistema de Archivos    Kernel  Kernel es el término más común para el núcleo del sistema operativo. El kernel es una porción relativamente  pequeña  de  código  que  se  carga  en  la  memoria  cuando  la  computadora  arranca.  Este  código  informático  contiene  instrucciones  que  permiten  al  kernel  administrar  dispositivos  de  hardware,  tales  como  unidades  de  disco. El kernel también administra y controla la adjudicación de la memoria, los procesos del sistema, y otros  programas.  El  software  de  aplicaciones  y  otras  partes  del  sistema  operativo  se  basan  en  el  kernel  para  proporcionar servicios básicos de cronogramas y acceso al  hardware y a los periféricos de la computadora.     Al  utilizar  un  sistema  UNIX  o  Linux,  puede  estar  presente  un  archivo  llamado  "kernel".  En  algunos  casos,  el  código  del  kernel  puede  tener  que  ser  personalizado  y  compilado.  Si  este  archivo  se  volviera  corrupto,  el  sistema ya no funcionaría.     En  un  sistema  Windows,  pueden  verse  nombres  de  archivos  que  incluyen  la  palabra  "kernel"  o  "kern",  por  ejemplo "kernel32.dll". Estos son archivos críticos que son utilizados por el núcleo del sistema operativo.      SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


Interfaz del Usuario (UI – User Interface)  La  interfaz  del  usuario  (UI)  es  la  parte  más  visible  del  sistema  operativo  de  una  computadora.  La  UI  es  el  componente del OS con el cual interactúa el usuario. Actúa como puente entre el usuario y el kernel. La UI es  como un intérprete, traduciendo las teclas que presiona el usuario, los clics del mouse, u otras entradas para  los programas apropiados. La salida del programa puede ser organizada y  mostrada por la UI. En un sistema  UNIX o Linux, una UI se denomina por lo general shell.    Las interfaces del usuario recaen en dos categorías generales:   La interfaz de línea de comandos (CLI)    La interfaz gráfica del usuario (GUI).   

    Los  primeros  sistemas  operativos  de  PC  utilizaban  exclusivamente  CLIs.  La  CLI  proporciona  al  usuario  un  prompt visual, y el usuario introduce los comandos tipeándolos. La computadora da como resultado la salida  de los datos a la pantalla tipográficamente. En otras palabras, un entorno CLI se basa completamente en texto.     Los usuarios de UNIX y Linux pueden elegir a partir de una variedad de CLIs, o shells, como el shell Bourne y el  shell Korn. Los shells UNIX se tratan posteriormente en este módulo.     Hoy, todos los OSs de escritorio populares soportan GUIs. Una  GUI permite al usuario manipular el software  utilizando  objetos  visuales  tales  como  ventanas,  menúes  desplegables,  punteros  e  íconos.  La  GUI  permite  al  usuario introducir comandos mediante un mouse u otro dispositivo de apuntar y hacer clic.     Sistema de Archivos  El  sistema  de  archivos  de  un  OS  determina  la  forma  en  la  cual  los  archivos  se  nombran  y  cómo  y  dónde  se  colocan en los dispositivos de almacenamiento, como los discos rígidos. Los SOs Windows, Macintosh, UNIX y  Linux emplean todos ellos sistemas de archivos que utilizan una estructura jerárquica.     En un sistema de archivos jerárquico, los archivos se colocan en contenedores lógicos que se disponen en una  estructura  de  árbol  invertido.  El  sistema  de  archivos  comienza  en  la  raíz  del  árbol.  UNIX  y  Linux  llaman  a  un  contenedor  que  reside  en  el  nivel  superior  de  un  árbol,  "directorio".  Los  contenedores  dentro  de  cada 

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directorio  se  llaman  "subdirectorios".  Los  SOs  Windows  y  Macintosh  utilizan  los  términos  "carpeta"  y  "subcarpeta" para describir a los directorios y subdirectorios.    

 

Estructura jerárquica de árbol invertido 

  El sistema de archivos determina las convenciones de nombrado de archivos y el formato para especificar un  camino,  o  ruta,  hasta  la  ubicación  del  archivo.  Estas  reglas  para  nombrar  archivos  varían  dependiendo  del  sistema de archivos e incluyen varios temas:    Cantidad máxima de caracteres permitida en un nombre de archivo    Longitud máxima de las extensiones o sufijos de los archivos    Si se permiten espacios entre palabras en un nombre de archivo    Si los nombres de archivos son sensibles al uso de mayúsculas y minúsculas    Qué caracteres son legales para su uso en nombres de archivo    El formato para especificar la ruta      Windows 2000 y Windosws XP    Windows 2000 y Windows XP son unos de los sistemas operativos de Microsoft para el escritorio corporativo.  El  diseño  de  Windows  2000  y  Windows  XP  está  basado  en  la  tecnología  que  Microsoft  desarrolló  con  su  sistema  operativo  de  red  basado  en  el  cliente  anterior,  Windows  NT.  Windows  2000  y  XP  combinan  las  tecnologías  de  Windows  NT  y  agregan  muchas  nuevas  funciones  y  mejoras.  Windows  2000  y  XP  no  están  diseñados  para  ser  un  auténtico  SO  de  red  para  servidores.  No  proporcionan  un  controlador  de  dominio,  servidor DNS, servidor DHCP, ni entregan ninguno de los servicios que pueden implementarse con la familia de  servidores Windows 2000/2003. Su propósito principal es ser parte de un dominio como sistema operativo del  lado del cliente. Windows 2000 y XP Professional pueden proporcionar algunas capacidades de servidor para  pequeñas  redes.  Por  ejemplo,  2000  y  XP  pueden  servir  como  servidor  de  archivos,  servidor  de  impresión,  servidor FTP, y servidor web. No obstante, será necesario actualizar a Windows 2000/2003 Server a un sitio FTP  o sitio web que vaya a recibir mucho tráfico simultáneo. Windows 2000 y XP Professional sólo soportarán hasta  diez conexiones simultáneas.   SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


Windows  2000  y  XP  Professional  soportan  tecnología  plug‐and‐play.  Ambos  SOs  pueden  ser  instalados  utilizando el sistema de archivos FAT32 o NTFS, e incluyen cifrado de datos para asegurar los datos del disco  rígido.  La  tecnología  plug‐and‐play  es  una  herramienta  muy  útil  que  permite  a  un  administrador  rápida  y  fácilmente agregar componentes al sistema. El OS reconocerá automáticamente e instalará los controladores  para el dispositivo.     Linux  Linux es un sistema operativo similar a UNIX. Se ejecuta en computadoras muy diferentes. Linux fue lanzado en  1991  por  su  autor  Linus  Torvalds  de  la  Universidad  de  Helsinki.  Desde  entonces,  Linux  ha  crecido  en  popularidad  a  medida  que  programadores  de  todo  el  mundo  adoptaron  la  idea  de  construir  un  sistema  operativo  gratuito,  agregar  funciones  y  resolver  problemas.  Linux  es  popular  entre  la  generación  actual  de  usuarios de computadoras por la misma razón que las primeras versiones del sistema operativo UNIX tentaron  a  los  usuarios  hace  más  de  20  años.  Linux  es  portátil,  lo  que  significa  que  las  versiones  pueden  hallarse  funcionando en PCs de marca o clones, Apple Macintosh, estaciones de trabajo Sun, o computadoras basadas  en Alpha de Digital Equipment Corporation. Linux también viene con código fuente, para que el usuario pueda  cambiar o personalizar el software para adaptarlo a sus necesidades.    Existen  numerosas  distribuciones  de  Linux.  Una  distribución  incluye  elementos  tales  como  un  programa  de  instalación, un kernel, scripts de inicio, archivos de configuración, y software de soporte crítico. Las diferentes  distribuciones pueden usar versiones completamente diferentes de cualquiera o todas estas características, lo  cual  producirá  un  aspecto  claramente  diferente.  En  total,  existen  de  24  a  36  distribuciones  importantes  diferentes disponibles. Además de eso, hay varias otras menos populares y especializadas ediciones de Linux.  Algunas  de  estas  distribuciones  son  descargas  gratuitas  de  la  World  Wide  Web,  y  otras  se  distribuyen  comercialmente.  Las  siguientes  son  algunas  de  las  más  populares:  Red  Hat  Linux,  Caldera  eDesktop  and  eServer, Debian GNU/Linux, Corel Linux, SuSE Linux, y una de las más recientes: Ubuntu Linux.      Preparación para la instalación de un SO  La instalación de un sistema operativo (SO) se refiere al proceso de crear y copiar archivos del sistema del SO a  un  disco  rígido.  Muchos  fabricantes  envían  las  computadoras  con  el  sistema  operativo  ya  instalado.  Los  sistemas  operativos  preinstalados  tienen  varias  ventajas.  Adquiriendo  una  PC  o  servidor  con  un  SO  preinstalado, un cliente evita el complejo proceso de instalación y configuración. Además, un SO que está pre‐ cargado en un sistema está en general optimizado para la configuración de hardware particular de ese sistema.  La  desventaja  de  la  preinstalación  es  que  un  cliente  puede  no  ser  capaz  de  controlar  las  características,  paquetes y configuración exactos del SO. Aunque es posible hacer cambios después del proceso de instalación,  hay algunas configuraciones que no pueden deshacerse o que sólo pueden modificarse con extrema dificultad.    Primero, haga un inventario del hardware del sistema. No existe un SO que funcione con todo el hardware de  computadoras, de modo que determine si el hardware actualmente disponible funcionará con el SO. Segundo,  determine  si  el  SO  soporta  o  no  todo  el  software  de  aplicaciones  que  se  cargará  en  el  sistema.  Tercero,  familiarícese con el SO en sí mismo.     SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


Las  versiones  más  actuales  de  SOs  populares,  como  Windows  XP  y  Ubuntu,  sólo  pueden  ejecutarse  en  determinadas configuraciones de hardware. Al elegir instalar una versión, verifique que los elementos clave del  hardware  del  sistema  cumplan  con  los  requisitos  mínimos  del  SO.  Estas  áreas  clave  son  el  tipo  de  CPU  (arquitectura),  velocidad  de  la  CPU  (medida  en  megahertz  [MHz]  o  gigahertz  [GHz]),  cantidad  de  RAM,  y  cantidad de espacio en el disco rígido disponible.    Los  fabricantes  de  SO  publican  estos  requisitos  mínimos  para  que  los  administradores  puedan  planear  sus  sistemas.  Algunos  programas  de  instalación  de  SO  no  se  completarán  si  detectan  un  sistema  que  no  cumple  con los requisitos mínimos de hardware.      Partes del proceso de Instalación    Medios  de  instalación:  Una  vez  seleccionado  el  NOS  que  cumple  con  los  requisitos  de  la  red  y  el  hardware,  debe determinarse el medio de instalación, como un CD‐ROM, la red o diskettes. En general, un SO se   instala usando un CD o DVD que contiene los archivos del sistema y un programa de instalación. Antes y en   algunos  casos,  un  SO  se  instalaba  mediante  diskettes.Si  se  dispone  de  una  conexión  a  Internet  de  alta  velocidad,  puede  ser  posible  instalar  una  versión  de  Windows,  UNIX  o  Linux  mediante  una  red.  Con  una  conexión LAN, es posible instalar la mayoría de SOs usando la red local. La siguiente lista resume los métodos  de instalación más comunes.     DVD/CD‐ROMs Booteables: Si el sistema tiene una unidad de DVD/CD y puede bootearse desde esta y llevarse  a cabo una instalación local por CD o DVD. Este método es relativamente rápido y es el más simple método de  instalación. Puede ser necesario descargar patches y otras actualizaciones del sitio web del fabricante antes de  colocar a la computadora en producción.     Booteo  desde  el  Diskette  y  DVD/CD‐ROM:  Si  el  sistema  tiene  una  unidad  de  CD‐ROM  pero  no  es  posible  bootear desde el CD, algunos SOs aun permiten realizar una instalación local desde un CD o DVD después de  bootear desde un diskette (o, en algunos casos, un disco rígido). Al bootear desde un diskette, asegúrese de  que los controladores de software del DVD/CD‐ROM estén cargados desde el disco booteable o desde alguna  otra fuente.     Solamente  Diskette:  Algunos  SOs  más  antiguos  o  muy  pequeños  pueden  cargarse  enteramente  desde  una  serie de diskettes. Una ventaja de este método es que no se requiere un CD‐ROM. La obvia desventaja es que  copiar archivos desde varios diskettes es increíblemente lento.     Booteo  desde  Diskette/Disco  Rígido/o  CD  e  Instalación  desde  la  Red:  En  este  caso,  el  sistema  se  bootea  mediante un diskette y el SO se instala después desde un servidor de red local. Este método también puede  usarse al bootear desde una unidad de disco rígido o un CD. Las instalaciones desde la red pueden ser rápidas y  convenientes,  pero  requieren  complejas  configuraciones  y  pruebas.  Para  que  este  método  funcione,  un  administrador  debe  cargar  una  copia  o  imagen  del  SO  en  un  servidor  y  configurar  el  servidor  para  permitir  acceso  a  clientes.  En  general,  las  instalaciones  de  red  se  basan  en  el  Sistema  de  Archivos  de  Red  (NFS)  o  el  Protocolo de Transferencia de Archivos (FTP).   SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


Configuración  del  BIOS:  El  BIOS  del  sistema  en  general  reside  en  la  ROM  en  el  motherboard  y  es  el  primer  programa  ejecutado  cuando  se  enciende  un  sistema.  Es  responsable  de  probar  los  dispositivos  de  hardware  usando  un  proceso  llamado  Auto‐Prueba  de  Encendido  (POST).  El  BIOS  también  carga  el  sistema  operativo  desde diversos medios, incluyendo discos rígidos, diskettes y usualmente DVD/CD‐ROMs.     En  la  actualidad  el  BIOS  del  sistema  es  capaz  de  detectar  automáticamente  las  unidades  de  disco  y  otro  hardware.  Para  instalaciones  basadas  en  DVD/CD  de  estos  sistemas,  la  única  configuración  del  BIOS  que  es  importante es la que permite bootear desde el DVD/CD‐ROM.     El  programa  de  instalación:  Un  programa  de  instalación  controla  y  simplifica  el  proceso  de  instalación.  Dependiendo del SO, el programa de instalación pide al usuario la información de configuración. La mayoría de  los  programas  de  instalación  permiten  el  particionamiento  y  formateo  del  disco  rígido  antes  de  copiar  los  archivos del sistema.     Particionamiento  Para  usar  eficientemente  el  espacio  de  almacenamiento  de  un  disco  rígido,  el  disco  se  divide  en  secciones  llamadas  particiones.  Cada  partición  es  una  división  lógica  del  disco  rígido.  Un  disco  puede  tener  una  o  más  particiones.  En  general,  un  servidor  de  red  se  configura  con  varias  particiones  antes  de  instalar  el  NOS.  Un  sistema con varias particiones de disco tiene las siguientes ventajas:    Varios sistemas operativos pueden instalarse en el mismo disco.    Los  datos  pueden  separarse  físicamente  de  los  archivos  de  sistema  para  proporcionar  seguridad,  administración de archivos, y/o tolerancia a fallos.    Puede  crearse  una  partición  específica,  llamada  partición  de  intercambio,  para  suplementar  la  RAM  del  sistema y mejorar el desempeño.     Una  vez  que  un  disco  se  divide  en  particiones,  cada  partición  debe  formatearse  para  que  los  datos  puedan  almacenarse ahí. La información acerca de la cantidad de particiones, su tamaño y su ubicación en el disco se  guarda en el primer sector del disco. Esta información se denomina tabla de partición. Las tablas de partición  pueden conformarse a uno de varios formatos, incluyendo DOS y BSD/Sun. En sistemas que usan una tabla de  partición  tipo  DOS,  como  Windows  y  Linux,  el  primer  sector  del  disco  se  llama  a  veces  Master  Boot  Record  (MBR)  o  Master  Boot  Sector.  Las  tablas  de  partición  tipo  DOS  pueden  describir  hasta  cuatro  particiones  principales. En BSD y Sun UNIX, el primer sector de la unidad de disco rígido se llama etiqueta de disco, o Tabla  de Contenidos del Volumen (VTOC).    Si  el  MBR  o  la  etiqueta  de  disco  se  corrompe  o  pierde  de  algún  modo,  el  sistema  ya  no  booteará  apropiadamente. Por esta razón, deberá guardarse una copia del MBR/etiqueta de disco como respaldo en un  diskette.    Herramientas  de  particionamiento:  La  mayor  parte  del  software  de  instalación  de  SOs  incluye  un  programa  llamado  FDISK.  FDISK  significa  fixed  disk.  Los  programas  FDISK  están  diseñados  para  manipular  la  tabla  de  partición  de  un  disco  rígido.  Un  programa  FDISK  puede  usarse  para  crear  particiones,  borrar  particiones,  y  configurar particiones como "activas". Microsoft proporciona una versión del programa FDISK lista para usar. El  SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


programa proporciona un medio basado en texto de crear particiones en una unidad de disco rígido que Linux  puede  usar.  Linux  proporciona  también  una  versión  de  FDISK,  aunque  la  versión  que  Linux  usa  es  fdisk,  con  todas letras minúsculas. La versión Linux de fdisk también es basada en texto pero proporciona un medio más  flexible de particionar un disco duro que la versión de Microsoft.     Existen algunas herramientas de terceros que pueden usarse para particionar un sistema Linux. La herramienta  mejor  conocida  para  ello  es  PowerQuest  PartitionMagic  (http://www.powerquest.com/).  Es  una  herramienta  basada en GUI que puede usarse para particionar una unidad de disco rígido formateada con una variedad de  sistemas de archivos incluyendo FAT, NTFS, HPFS, ext2, y ext3.    También  existe  FIPS  (First  Nondestructive  Interactive  Partitioning  Splitting),  la  cual  se  incluye  en  el  CD  de  instalación que viene en la mayor parte de las distribuciones Linux.     Archivos de Intercambio  Un archivo de intercambio es un área del disco rígido que se usa para la memoria virtual. La memoria virtual es  espacio  en  el  disco  rígido  que  se  usa  como  suplemento  de  la  RAM.  Los  datos  se  escriben  en  el  archivo  de  intercambio  (también llamado archivo de paginación)  cuando  no hay la suficiente  RAM disponible. Luego los  datos  se  intercambian  entre  la  RAM  y  el  archivo  de  intercambio,  según  sea  necesario.  Si  el  sistema  tiene  la  suficiente RAM, el archivo de intercambio puede ser pequeño y usado infrecuentemente. Si el uso de la RAM se  incrementa,  el  archivo  de  intercambio  puede  agrandarse  y  los  intercambios  pueden  ocurrir  más  frecuentemente.     Aunque Windows usa un archivo de intercambio, éste no tiene que configurarse. El archivo de intercambio se  crea como archivo en la partición NOS. Los sistemas UNIX y Linux en general, dedican una partición entera al  espacio  de  intercambio.  Esta  partición  se  denomina  la  partición  de  intercambio.  El  tamaño  mínimo  de  la  partición de intercambio deberá ser igual a dos veces la RAM de la computadora.    Formateo del disco  Una vez creadas las particiones, será necesario formatearlas. En general, el programa de instalación presentará  las  opciones  de  formato  disponibles.  Las  particiones  pueden  formatearse  con  diversas  utilidades,  como  FORMAT.EXE en Windows.  El proceso de formateo define el sistema de archivos de la partición.    Al formatear una partición en un SO Windows, elija entre los siguientes sistemas de archivos:  New Technology  File System (NTFS), FAT32  y FAT.    Linux permite la creación de diferentes tipos de partición, basándose en el sistema de archivos que utilizarán.  Entre ellos:  ext2, ext3, volumen físico (LVM), software RAID, intercambio, vfat.     Otro sistema de archivos notable es HFS (Sistema de Archvos H), que se usa con OS/2.    Creación de cuentas iniciales  Al instalar el SO, el programa de instalación pedirá al usuario que cree una cuenta administrativa. Puesto que  esta cuenta es muy poderosa, es crítico que se asigne una contraseña "fuerte". Una contraseña se considera  SENA. De clase mundial Developed by Roymer Romero Algarín - rromeroalg@misena.edu.co - 2012 SENA Centro Comercio y Servicios – Regional Atlántico

 


fuerte cuando contiene ocho caracteres o más y no usa nombres reconocibles o palabras del diccionario. Las  contraseñas fuertes también mayúsculas y minúsculas, números, y otros caracteres.    Finalizando la instalación   

    Después de proporcionar al programa de instalación la información necesaria, el programa creará los archivos  del sistema SO en el disco rígido. Otras aplicaciones y componentes básicos también se copiarán al disco rígido,  según lo determine el programa de instalación.     Una  vez  completo  el  proceso  de  copiado,  el  programa  de  instalación  puede  hacer  algunas  preguntas  de  configuración finales antes de reiniciar el sistema. Una vez reiniciado el sistema, el administrador deberá poder  iniciar sesión en el recientemente instalado SO usando la cuenta administrativa creada durante el proceso de  instalación.   

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Sistemas Operativos - Semana 7