UNIVERSIDAD NACIONAL PEDRO RUIZ GALLO

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EVOLUCIN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS

16/05/2015

Bravo monteza luis Llengles pisfil Daniel Cueva Osorio Daniel Hernandez riojas kervinYovera chapoan Henry

DESARROLLO DEL TRABAJO N01

1. Explique la evolucin de los Sistemas Operativos teniendo en cuenta la evolucin de computadoras por generacin.Un sistema operativo (SO) es un conjunto de programas o software destinado a permitir la comunicacin del usuario con un ordenador y gestionar sus recursos de manera cmoda y eficiente. Comienza a trabajar cuando se enciende el ordenador, y gestiona el hardware de la mquina desde los niveles ms bsicos.

EvolucinLa evolucin del hardware ha marcado el paralelismo de la evolucin de los sistemas operativos. Se puede decir que hardware y el software deben ir por:

1. Primera Generacin.1. Segunda Generacin.1. Tercera Generacin.1. Cuarta Generacin1. Quinta Generacin.1. Sexta Generacin.-Primera Generacin (1938-1958)En esta poca las computadoras funcionaban con vlvulas, usaban tarjetas perforadas para entrar los datos y los programas, utilizaban cilindros magnticos para almacenar informacin e instrucciones internas y se utilizaban exclusivamente en el mbito cientfico o militar. La programacin implicaba la modificacin directa de los cartuchos y eran sumamente grandes, utilizaban gran cantidad de electricidad, generaban gran cantidad de calor y eran sumamente lentas.-Segunda Generacin (1958-1963)Caractersticas de sta generacin: Usaban transistores para procesar informacin. Los transistores eran ms rpidos, pequeos y ms confiables que los tubos al vaco. 200 transistores podan acomodarse en la misma cantidad de espacio que un tubo al vaco. Usaban pequeos anillos magnticos para almacenar informacin e instrucciones. Producan gran cantidad de calor y eran sumamente lentas. Se mejoraron los programas de computadoras que fueron desarrollados durante la primera generacin. Se desarrollaron nuevos lenguajes de programacin como COBOL y FORTRAN, los cuales eran comercialmente accesibles. Se usaban en aplicaciones de sistemas de reservaciones de lneas areas, control del trfico areo y simulaciones de propsito general. La marina de los Estados Unidos desarrolla el primer simulador de vuelo, Computadora Whirlwind Surgieron las minicomputadoras y los terminales a distancia. Se comenz a disminuir el tamao de las computadoras. Aparecen muchas compaas y las computadoras eran bastante avanzadas para su poca como la serie 5000 de Burroughs y la ATLAS de la Universidad de Manchester. Algunas computadoras se programaban con cintas perforadas y otras por medio de cableado en un tablero.-Tercera Generacin (1964-1970)Comienza a utilizarse los circuitos integrados, lo cual permiti abaratar costos al tiempo que se aumentaba la capacidad de procesamiento y se reduca el tamao de las mquinas. La tercera generacin de computadoras emergi con el desarrollo de circuitos integrados (pastillas de silicio) en las que se colocan miles de componentes electrnicos en una integracin en miniatura. El PDP-8 de la Digital Equipment Corporation fue el primer miniordenador.-Cuarta Generacin (1971-1983)Microprocesador, Chips de memoria, Micro miniaturizacin Dos mejoras en la tecnologa de las computadoras marcan el inicio de la cuarta generacin: el reemplazo de las memorias con ncleos magnticos, por las de chips de silicio y la colocacin de Muchos ms componentes en un Chip: producto de la micro miniaturizacin de los circuitos electrnicos. El tamao reducido del microprocesador y de chips hizo posible la creacin de las computadoras personales (PC)Esta generacin de computadoras se caracteriz por grandes avances tecnolgicos realizados en un tiempo muy corto. En 1977 aparecen las primeras microcomputadoras, entre las cuales, las ms famosas fueron las fabricadas por Apple Computer, Radio Shack y Commodore Busness Machines. IBM se integraal mercado de las microcomputadoras con su Personal Computer, de donde les ha quedado como sinnimo el nombre de PC, y lo ms importante; se incluye un sistema operativo estandarizado, el MS- DOS (MicroSoft Disk Operating System).-Quinta Generacin (1984 -1999)Las computadoras de quinta generacin son computadoras basadas en inteligencia artificial. La quinta generacin de computadoras fue un proyecto ambicioso lanzado por Japn a finales de los 70. Su objetivo era el desarrollo de una clase de computadoras que utilizaran tcnicas de inteligencia artificial al nivel del lenguaje de mquina y seran capaces de resolver problemas complejos, como la traduccin automtica de una lengua natural a otra. Surge la PC tal cual como la conocemos en la actualidad. IBM presenta su primera computadora personal y revoluciona el sector informativo. En vista de la acelerada marcha de la microelectrnica, la sociedad industrial se ha dado a la tarea deponer tambin a esa altura el desarrollo del software y los sistemas con que se manejan las computadoras.-Sexta Generacin (1999 hasta la fecha)Las computadoras de esta generacin cuentan con arquitecturas combinadas Paralelo / Vectorial, con cientos de microprocesadores vectoriales trabajando al mismo tiempo; se han creado computadoras capaces de realizar ms de un milln de millones de operaciones aritmticas de punto flotante por segundo (teraflops);las redes de rea mundial (Wide Area Network, WAN) seguirn creciendo desorbitadamente utilizando medios de comunicacin a travs de fibras pticas y satlites, con anchos de banda impresionantes. Las tecnologas de esta generacin ya han sido desarrolladas o estn en ese proceso. Algunas de ellas son: inteligencia / artificial distribuida; teora del caos, sistemas difusos, holografa, transistores pticos, etc.

2. La evolucin de las arquitecturas RISC y CISC a travs de las generaciones de maquina1Introduccin Los Microprocesadores o CPU administran juegos de instrucciones basadas en pilas, acumuladores y registros. Las instrucciones basadas en registros han recibido la mayor atencin por parte de los programadores, hecho que a su vez ha propiciado que los fabricantes de semiconductores, diseen arquitecturas de microprocesadores segn la forma en que se administran los registros. Las primeras computadoras slo empleaban instrucciones sencillas, porque el coste de los dispositivos electrnicos capaces de ejecutar instrucciones complejas era muy elevado. Con las instrucciones complejas se quiere decir instrucciones nicas que especifican operaciones mltiples y pueden ahorrar tiempo al evitar que el ordenador tenga que recuperar instrucciones adicionales. Los ordenadores que combinan varias operaciones en una sola instruccin se denominan ordenadores CISC. Sin embargo, la mayora de los programas no utilizan instrucciones complejas, sino que constan esencialmente de instrucciones simples. Cuando estas instrucciones simples se ejecutan en una arquitectura CISC, el proceso es ms lento, porque en un diseo CISC todas las instrucciones, simples o complejas, tardan ms en ser descodificadas. Partiendo de esa base, han surgido dos grandes arquitecturas de microprocesadores para PCs: Los diseados con instrucciones avanzadas o complejas llamados CISC (Complex Instruction Set Computer).Los diseados con instrucciones simples o reducidas llamados RISC (Reduced Instruction Set Computer). Un procesador RISC tpico tiene una capacidad de procesamiento de dos a cuatroveces mayor que la de un CISC.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORA DE CONJUNTO DE INSTRUCCIONES REDUCIDAS (REDUCED INSTRUCTION SET COMPUTER RISC)

Las CPUs RISC se ocupan de un nmero menor de instrucciones comparado con las CPUs en la arquitectura CISC.

Los factores y condiciones que impulsaron el desarrollo de los procesadores RISC fueron:

Reduccin de las brechas en velocidad entre la CPU y la memoria Comprensin de la efectividad de instrucciones simples y complejas Segmentacin (Pipelining) / Velocidad de la memoria Problemas de dependencia mutua entre instrucciones Super Segmentacin / Super Procesador Escalar

Las mquinas RISC protagonizan la tendencia actual de construccin de microprocesadores. PowerPC, DEC Alpha, MIPS, ARM, SPARC, son ejemplos de algunos de ellos.

RISC es una filosofa de diseo de CPU para computadora que est a favor de conjuntos de instrucciones pequeas y simples que toman menor tiempo para ejecutarse.

El tipo de procesador ms comnmente utilizado en equipos de escritorio, el x86, est basado en CISC en lugar de RISC, aunque las versiones ms nuevas traducen instrucciones basadas en CISC x86 a instrucciones ms simples basadas en RISC para uso interno antes de su ejecucin.

La idea fue inspirada por el hecho de que muchas de las caractersticas que eran incluidas en los diseos tradicionales de CPU para aumentar la velocidad estaban siendo ignoradas por los programas que eran ejecutados en ellas. Adems, la velocidad del procesador en relacin con la memoria de la computadora que acceda era cada vez ms alta. Esto con llev la aparicin de numerosas tcnicas para reducir el procesamiento dentro del CPU, as como de reducir el nmero total de accesos a memoria.

Caractersticas:

Para cualquier nivel de desempeo dado, un chip RISC tpicamente tendr menos transistores dedicados a la lgica principal. Esto permite a los diseadores una flexibilidad considerable; as pueden, por ejemplo:Incrementar el tamao del conjunto de registros.Mayor velocidad en la ejecucin de instrucciones.Implementar medidas para aumentar el paralelismo interno.Aadir cachs enormes.Aadir otras funcionalidades, como E/S y relojes para minicontroladores.Construir los chips en lneas de produccin antiguas que de otra manera no seran utilizables.No ampliar las funcionalidades, y por lo tanto ofrecer el chip para aplicaciones de bajo consumo de energa o de tamao limitado.

El problema de la Dependencia MutuaLa dependencia mutua entre instrucciones impone un orden secuencial en la ejecucinLa dependencia mutua puede degradar el rendimiento de un procesador RISCLos procesadores RISC emplean la programacin de instrucciones (instruction scheduling) para minimizar la degradacin en rendimiento

Ventajas

Se incrementa la velocidad debido a un conjunto de instrucciones ms simple.Hardware ms simple debido a instrucciones ms sencillas que requieren menos espacio en el chipEl ciclo de diseo ms corto resulta en un diseo efectivo, costos controlados de desarrollo y tiempo de salida al mercado ms corto.

Desventajas

Excesiva dependencia en la efectividad del compilador La depuracin de los programas se hace difcil por la programacin de instruccionesSe incrementa el tamao del cdigo de lenguaje mquina / Necesidad de memoria rpida.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORA DE CONJUNTO DE INSTRUCCIONES COMPLEJAS (COMPLEX INSTRUCTION SET COMPUTER CISC)

Las imperativas tecnologas que influyeron en la evolucin de la arquitectura CISC fueron: El Control Microprogramado Facilidad de Implementacin Uso de eficiente del espacio en el chip Posibilidad de modificar el conjunto de instrucciones Posibilidad de disear nuevas y poderosas instrucciones Posibilidad de simular nuevas arquitecturas

Necesidad de tener un rico conjunto de instrucciones, dado que muchos programas fueron desarrollados en lenguaje ensamblador Instrucciones para trabajar con operandos de punto flotante Instrucciones individuales para guardar y restaurar todos los registros de la CPU Instrucciones para trabajar con diferentes modos de direccionamiento que permitan el indexado a travs de arreglos

Caractersticas

Instrucciones de longitud variable: La longitud de la instruccin depende del modo de direccionamiento usado en los operandos Las instrucciones requieren mltiples ciclos de reloj para ejecutar: Antes de que una instruccin pueda ser ejecutada los operandos deben ser buscados desde diferentes ubicaciones en memoria Predominan las instrucciones con dos operandos: Los CISC soportan cero, uno o ms operandos Variedad del direccionamiento de operandos: Registro a registro, registro a memoria y memoria a registro Mltiples modos de direccionamiento: Alguno de los direccionamientos soportados son el directo de memoria, indirecto de memoria y el indexado a travs de registros

Ventajas

Facilidad de implementacin del conjunto de instruccionesCompatibilidad hacia adelante y hacia atrs de nuevas CPUsFacilidad de programacin

Desventajas

La complejidad del conjunto de instrucciones creceLas instrucciones de longitud variable reducen el rendimiento del sistemaInclusin de instrucciones que raramente se usan

Ejemplo basados en la tecnologa RISC:

La lnea MIPS Technologies Inc., que se encontraba en la mayora de las computadoras de Silicon Graphics hasta 2006, y estuvo en las consolas ya descatalogadas Nintendo 64, PlayStation y PlayStation 2. Actualmente se utiliza en la PlayStation Portable y algunos routers.La serie IBM POWER, utilizado principalmente por IBM en Servidores y superordenadores.La versin PowerPC de Motorola e IBM (una versin de la serie IBM POWER) utilizada en los ordenadores AmigaOne, Apple Macintosh como el iMac, eMac, Power Mac y posteriores (hasta 2006). Actualmente se utiliza en muchos sistemas empotrados en automviles, routers, etc, as como en muchas consolas de videojuegos, como la Playstation 3, Xbox 360 y Wii.El procesador SPARC y UltraSPARC de Sun Microsystems y Fujitsu, que se encuentra en sus ltimos modelos de servidores (y hasta 2008 tambin en estaciones de trabajo).

Ejemplo de microprocesadores basados en la tecnologa CISC:

Intel 8086, 8088, 80286, 80386, 80486.Motorola 68000, 68010, 68020, 68030, 6840.

Ejemplo de microprocesadores basados en la tecnologa CISC:

MIPS, Millions Instruction Per Second.PA-RISC, Hewlett Packard.SPARC, Scalable Processor Architecture, Sun Microsystems.POWER PC, Apple, Motorola e IBM.