Unidad I

Unidad I. Sistemas operativos en ambientes distribuidos.

1.1  CONCEPTO CARACTERISTICAS SISTEMAS OPERATIVOS DE RED Y SISTEMAS OPERATIVOS CENTRALIZADOS 

Sistema operativo centralizado.

Aquel que utiliza los recursos de una sola computadora, es decir, su memoria, CPU, disco y periféricos. Respecto al hardware podemos decir que se suele tratar de un computador caro y de gran potencia, con terminales alfanuméricos directamente conectados. Suele tratarse de una computadora de tipo desktop, en las cuales es común encontrar un monitor grande con un teclado y un mouse; además de un case para albergar la unidad de procesamiento y los demás componentes. Podemos encontrar este tipo de sistemas operativos en un entorno de empresa, en el cual puede haber un soporte multiusuario. Las empresas, en especial las antiguas, utilizan una mainframe potente para dar capacidad de cómputo a muchos terminales, o también se puede encontrar empresas con abundantes minicomputadores para los empleados que las necesiten en sus actividades. Uno de los primeros modelos de ordenadores interconectados fue el centralizado,

donde todo el procesamiento de la organización se llevaba a cabo en una sola computadora, normalmente un Mainframe, y los usuarios empleaban sencillos ordenadores personales. Los problemas de este modelo son que cuando la carga de procesamiento aumentaba se tenía que cambiar el hardware del Mainframe, lo cual es más costoso que añadir más computadores personales clientes o servidores que aumenten las capacidades. 

El otro problema que surgió son las modernas interfases gráficas de usuario, las cuales podían conllevar a un gran aumento de tráfico en los medios de comunicación y por consiguiente podían colapsar. Otro entorno donde se encuentran sistemas operativos de arquitectura centralizada es en los entornos científicos. En ellos se busca la ejecución eficiente de aplicaciones y el uso de supercomputadores, que son computadoras con capacidades de cálculo muy superiores a las comúnmente disponibles de las máquinas de escritorio. Se suele usar este tipo de máquinas para cálculos en los que intervienen una gran cantidad de operaciones complejas y muchos factores. En un entorno familiar se puede encontrar una computadora. 

Estas tienen un sistema operativo centralizado porque el ordenador es único y no necesita trabajar en paralelo con ninguna otra computadora, ya que no se encuentra conectado a ninguna. Normalmente estos ordenadores tienen uno o dos procesadores potentes y caros que satisfacen las necesidades de cómputo del usuario. En estos sistemas hay un uso ocasional de la red, como para transferir ficheros o logins remotos. Actualmente prácticamente todos (por no decir todos) los sistemas operativos permiten la transferencia de ficheros. Uno puede conectarse con una máquina en la misma red y acceder a los documentos que ésta esté dispuesta a compartir por orden del usuario o viceversa. Pero no se trata de una transferencia realmente transparente pues el usuario está consciente de que está accediendo a archivos almacenados en un disco diferente al que le pertenece, al que forma parte de su computadora. Asimismo es posible conectarse de forma remota a otra computadora como en el caso de la asistencia remota, pero son más que nada utilidades o funciones agregadas que permite realizar el sistema operativo centralizado, sin llegar a ser lo que buscaba como objetivo principal el sistema al ser diseñado. Son muy conocidos los sistemas centralizados con los que contamos en la actualidad, basta con empezar por los que tenemos instalados en nuestras propias computadoras como Windows, Linux, Mac OS, Unix, etc.

Sistema operativo de red.

Sistemas que mantienen a dos o más computadoras unidas a través de algún medio de comunicación (físico o no), con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y la información del sistema.

El primer Sistema Operativo de red estaba enfocado a equipos con un procesador Motorola 68000, pasando posteriormente a procesadores Intel como Novell NetWare.   Los Sistemas Operativos de red más ampliamente usados son: Linux, Novell NetWare, Personal NetWare, LAN Manager, Windows NT Server UNIX.

Una posibilidad es el software débilmente acoplado en hardware débilmente acoplado  Es una solución muy utilizada. Ejemplo una red de estaciones de trabajo conectadas mediante una LAN. Cada usuario tiene una estación de trabajo para su uso exclusivo: Tiene su propio S. O. La mayoría de los requerimientos se resuelven localmente. Es posible que un usuario se conecte de manera remota con otra estación de trabajo: Mediante un comando de “login remoto”. Se convierte la propia estación de trabajo del usuario en una terminal remota enlazada con la máquina remota. Los comandos se envían a la máquina remota. La salida de la máquina remota se exhibe en la pantalla local. 

1.2 Conceptos y características de los sistemas operativos distribuidos.

“Sistemas cuyos componentes hardware y software, están en ordenadores conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor”.

- Concepto características del sistemas operativos distribuidos.

Los sistemas distribuidos están basados en las ideas básicas de transparencia, eficiencia, flexibilidad, escalabilidad y fiabilidad. Sin embargo estos aspectos son en parte contrarios, y por lo tanto los sistemas distribuidos han de cumplir en su diseño el compromiso de que todos los puntos anteriores sean solucionados de manera aceptable.

• Transparencia.

Es un sistema distribuido va ligado a la idea de que todo el sistema funcione de forma similar en todos los puntos de la red, independientemente de la posición del usuario.

• Eficiencia.

La idea base de los sistemas distribuidos es la de obtener sistemas mucho más rápidos que los ordenadores actuales. Es en este punto cuando nos encontramos de nuevo con el paralelismo.

• Flexibilidad.

Un proyecto en desarrollo como el diseño de un sistema operativo distribuido debe estar abierto a cambios y actualizaciones que mejoren el funcionamiento del sistema.

• Escalabilidad.

Un sistema operativo distribuido debería funcionar tanto para una docena de ordenadores como varios millares. Igualmente, debería no ser determinante el tipo de red utilizada (LAN o WAN) ni las distancias entre los equipos.

•Concurrencia.- 

Esta característica de los sistemas distribuidos permite que los recursos disponibles en la red puedan ser utilizados simultáneamente por los usuarios y/o agentes que interactúan en la red.

•Carencia de reloj global.-

 Las coordinaciones para la transferencia de mensajes entre los diferentes componentes para la realización de una tarea, no tienen una temporización general, está más bien distribuida a los componentes.

Fallos independientes de los componentes.- Cada componente del sistema puede fallar independientemente, con lo cual los demás pueden continuar ejecutando sus acciones. Esto permite el logro de las tareas con mayor efectividad, pues el sistema en su conjunto continua trabajando.

1.3 VENTAJAS Y DESVENTAJAS CONTRA LOS SITEMAS CENTRALIZADOS

Es el aumento de la disponibilidad y la mejora del desempeño para la realización de un balance en la carga del trabajo y en la compartición de recursos compartiendo diferente información y tiene confiabilidad y disponibilidad a la tolerancia de fallas en la modularidad en el desarrollo la flexibilidad, crecimiento incremental, reducción de costos y la mayor capacidad de modelar estructuras organizacionales para determinar la información basada no debemos de olvidar las desventajas que conlleva un sistema centralizado como lo son:

 *Uso ineficiente de los recursos distribuidos
*Capacidad reducida para administrar apropiadamente  grupos de procesadores y memoria localizada en distintos sitios.

*Enorme dependencia del desempeño de la red y de la confiabilidad de la misma.
*Debilitamiento de la seguridad.
*Mayor complejidad en la administración y mantenimiento.
*Mayor complejidad en su construcción.

MODELO CLIENTE SERVIDOR.

Un servidor es una aplicación que ofrece un servicio a usuarios de Internet; un cliente es el que pide ese servicio. Una aplicación consta de una parte de servidor y una de cliente, que se pueden ejecutar en el mismo o en diferentes sistemas.

Los usuarios invocan la parte cliente de la aplicación, que construye una solicitud para ese servicio y se la envía al servidor de la aplicación que usa TCP/IP como transporte.

El servidor es un programa que recibe una solicitud, realiza el servicio requerido y devuelve los resultados en forma de una respuesta. Generalmente un servidor puede tratar múltiples peticiones (múltiples clientes) al mismo tiempo.   

• Sistema mínimo:

En ocasiones, un programa debe ser asociado a un procesador antes de ser usado, lo cual forma un sistema mínimo. Tal es el caso, aunque no muy común, de los programas que son parte integral de un procesador (chip en una computadora) y que están “microprogramados”.

• Sistema típico:

Con más frecuencia, la computadora y los productos de software son administrados por un sistema operativo, el cual interactúa a través de equipo periférico (hardware) con un operador y otros equipos como los dispositivos de almacenamiento, monitores, impresoras, etc.

• Sistema complejo:

Los sistemas más difíciles de asegurar la calidad son aquellos donde se involucra el control -a través de la computadora- de sistemas electrónicos, dispositivos mecánicos o hidráulicos, procesos o plantas.

Corresponde a todas las partes tangibles de un sistema informático; sus componentes son: eléctricos, electrónicos, electromecánicos y mecánicos. Son cables, gabinetes o cajas, periféricos  de todo tipo y cualquier otro elemento físico involucrado; contrariamente, el soporte lógico es intangible y es llamado software. la .El término, aunque es lo más común, no solamente se aplica a una computadora tal como se la conoce, también, por ejemplo, un robot, un teléfono entre otros poseen hardware (y software).

La historia del hardware del computador se puede clasificar en cuatro generaciones, cada una caracterizada por un cambio tecnológico de importancia. Este hardware se puede clasificar en: básico, el estrictamente necesario para el funcionamiento normal del equipo; y complementario, el que realiza funciones específicas.

Un sistema informático se compone de una unidad central de procesamiento (UCP/CPU), encargada de procesar los datos, uno o varios periféricos de entrada, los que permiten el ingreso de la información y uno o varios periféricos de salida, los que posibilitan dar salida (normalmente en forma visual o auditiva) a los datos procesados.

En una dirección generada por la CPU se denomina dirección lógica en cambio a la que es percibida por unidad de memoria se denomina dirección física. En cuanto a los esquemas de vinculación de direcciones durante la compilación y durante la carga dan pie a un entorno en el que las direcciones lógicas y físicas son las mismas. En cambio, la ejecución del esquema de vinculación de direcciones durante la ejecución produce un entorno en el que las direcciones lógicas y físicas difieren. En este caso la dirección lógica suele llamarse dirección virtual.

Direccionamiento lógico y físico El proceso desde que los datos son incorporados al ordenados hasta que se transmiten al medio se llama encapsulación. Estos datos son formateados, segmentados, identificados con el direccionamiento lógico y físico para finalmente ser enviados al medio. A cada capa del modelo OSI le corresponde una PDU (Unidad de Datos) siguiendo por lo tanto el siguiente orden de encapsulamiento: DATOS-SEGMENTOS-PAQUETES-TRAMAS-BITS.