1.1.7.4.3 BIT de ensuciado

En computación gráfica, BIT BLIT (bitblt, blitting, etc) es una primitiva gráfica consistente en que dos mapas de bit son combinados en uno. Se trata de una de las primitivas gráficas más básicas y por tanto más utilizadas en gráficos 2D. La mayoría de las tarjetas de vídeo la implementan en hardware (es una de la muchas operaciones de las que se encarga la GPU).

La técnica de bliting es similar al dibujo de sprites mediante hardware, en ambos sistemas se reproduce un patrón, típicamente un área cuadrada, en diferentes localizaciones de la pantalla. Los sprites tienen la ventaja de ser alojados en una memoria separada, y por tanto no molesta a la memoria de la visualización principal. Esto les permite ser movidos sobre la visualización, cubriendo el "fondo", sin afectarlo.

La técnica de blitting mueve los mismos tipos de patrones sobre la pantalla, pero escribiendo tanto en la misma memoria como en el resto de la visualización. Esto significa que el patrón se sitúa todo el tiempo "bajo" la pantalla de la visualización (mientras éste es sobreescrito). Éste es alzado hacia el software para encauzarlo mediante blitting de dos maneras, una vez para eliminar "la suciedad", y luego otra vez para emplazar el bit en su nueva localización. Sin embargo, hay varios caminos para optimizar esto. Si grandes áreas de la pantalla son tomadas por los patrones, puede ser más eficiente "blitear" el fondo de la pantalla en lugar de estar borrando cada patrón individualmente. La variación supone dividir la pantalla en segmentos y borrar únicamente los segmentos donde los patrones han sido dibujados. Esta técnica es conocida como ensuciado de rectángulos.

1.1.7.4.4 Fragmentación

El sistema operativo tiene que encontrar y asignar memoria para todos los segmentos de un programa de usuario Esta situación es similar a la paginación, excepto en el hecho de que los segmentos son de longitud variable; las páginas son todas del mismo tamaño. La segmentación puede ocasionar entonces fragmentación externa, cuando todos los bloques libres de memoria son demasiado pequeños para acomodar a un segmento.

1.2 Evolución de los componentes de un sistema de programación
1.2.1 Ensambladores

Ensamblador se refiere a un tipo de programa, informático que se encarga de traducir un fichero fuente escrito en un lenguaje ensamblador, a un fichero objeto que contiene código máquina ejecutable directamente por la máquina para la que se ha generado, en si la función de un ensamblador es traducir un programa en lenguaje de ensamblador al código correspondiente en lenguaje de maquina.

1.2.2 Cargadores

Las funciones más importantes de un cargador son: colocar un programa objeto en la memoria e iniciar su ejecución. Un cargador es la parte de un sistema operativo que es responsable de cargar programas en memoria desde los ejecutables (por ejemplo, usb y cd). El cargador es usualmente una parte del núcleo del sistema operativo y es cargado al iniciar el sistema y permanece en memoria hasta que el sistema es reiniciado o apagado. Algunos sistemas operativos que tienen un núcleo paginable pueden tener el cargador en una parte paginable de la memoria, entonces a veces el cargador hace un intercambio de memoria.

1.2.3 Marcos

Los marcos son bibliotecas o plantillas previamente escrito cosas que puede volver a utilizar. A menudo vienen con una estructura pre-imposed y filosofía de cómo abordar un dominio de problemas.

1.2.4 Compiladores

Un compilador es un programa informático que traduce un programa escrito en un lenguaje de programación a otro lenguaje de programación, generando un programa equivalente que la máquina será capaz de interpretar. Usualmente el segundo lenguaje es lenguaje de máquina, pero también puede ser un código intermedio (bytecode), o simplemente texto. Este proceso de traducción se conoce como compilación.

1.2.5 Sistemas formales

Un sistema formal es un tipo de sistema lógico-deductivo constituido por un lenguaje formal, una gramática formal que restringe cuales son las expresiones correctamente formadas de dicho lenguaje y las reglas de inferencia y un conjunto de axiomas que permite encontrar las proposiciones derivables de dichos axiomas. Los sistemas formales también han encontrado aplicación dentro de la informática, la teoría de la información, y la estadística, para proporcionar una definición rigurosa del concepto de demostración. La noción de sistema formal corresponde a una formalización rigurosa y completa del concepto de sistema axiomático.

Llamamos formalización al acto de crear un sistema formal, con la que pretendemos capturar y abstraer la esencia de determinadas características del mundo real, en un modelo conceptual expresado en un determinado lenguaje formal.

1.3 Evolución de los sistemas operativos

La década de 1940

A finales de la década de 1940, con lo que se podría considerar la aparición de la primera generación de computadoras, se accedía directamente a la consola de la computadora desde la cual se actuaba sobre una serie de micro interruptores que permitían introducir directamente el programa en la memoria de la computadora .

La década de 1950 (Sistema Batch)

A principios de los años 50 con el objeto de facilitar la interacción entre persona y computadora, los sistemas operativos hacen una aparición discreta y bastante simple, con conceptos tales como el monitor residente, el proceso por lotes y el almacenamiento temporal.

Monitor residente: Su funcionamiento era bastante simple, se limitaba a cargar los programas a memoria, leyéndolos de una cinta o de tarjetas perforadas, y ejecutarlos. El problema era encontrar una forma de optimizar el tiempo entre la retirada de un trabajo y el montaje del siguiente.

Procesamiento por lotes: Como solución para optimizar, en una misma cinta o conjunto de tarjetas, se cargaban varios programas, de forma que se ejecutaran uno a continuación de otro sin perder apenas tiempo en la transición.

Almacenamiento temporal: Su objetivo era disminuir el tiempo de carga de los programas, haciendo simultánea la carga del programa o la salida de datos con la ejecución de la siguiente tarea. Para ello se utilizaban dos técnicas, el buffering y el spooling.
 
La década de 1960

En los años 60 se produjeron cambios notorios en varios campos de la informática, con la aparición del circuito integrado la mayoría orientados a seguir incrementando el potencial de los ordenadores. Para ello se utilizaban técnicas de lo más diversas.

Multiprogramación: En un sistema multi programado la memoria principal alberga a más de un programa de usuario. La CPU ejecuta instrucciones de un programa, cuando el que se encuentra en ejecución realiza una operación de E/S; en lugar de esperar a que termine la operación de E/S, se pasa a ejecutar otro programa. Si éste realiza, a su vez, otra operación de E/S, se mandan las órdenes oportunas al controlador, y pasa a ejecutarse otro. De esta forma es posible, teniendo almacenado un conjunto adecuado de tareas en cada momento, utilizar de manera óptima los recursos disponibles.

Tiempo compartido: En este punto tenemos un sistema que hace buen uso de la electrónica disponible, pero adolece la falta de interactividad; para conseguirla debe convertirse en un sistema multiusuario, en el cual existen varios usuarios con un terminal en línea, utilizando el modo de operación de tiempo compartido. En estos sistemas los programas de los distintos usuarios residen en memoria. Al realizar una operación de E/S los programas ceden la CPU a otro programa, al igual que en la multiprogramación. Pero, a diferencia de ésta, cuando un programa lleva cierto tiempo ejecutándose el sistema operativo lo detiene para que se ejecute otra aplicación.

Tiempo real: Estos sistemas se usan en entornos donde se deben aceptar y procesar en tiempos muy breves un gran número de sucesos, en su mayoría externos al ordenador. Si el sistema no respeta las restricciones de tiempo en las que las operaciones deben entregar su resultado se dice que ha fallado. El tiempo de respuesta a su vez debe servir para resolver el problema o hecho planteado. El procesamiento de archivos se hace de una forma continua, pues se procesa el archivo antes de que entre el siguiente, sus primeros usos fueron y siguen siendo en telecomunicaciones.

Multiprocesador: Diseño que no se encuentran en ordenadores monoprocesador. Estos problemas derivan del hecho de que dos programas pueden ejecutarse simultáneamente y, potencialmente, pueden interferirse entre sí. Concretamente, en lo que se refiere a las lecturas y escrituras en memoria.

Sistemas operativos desarrollados: Además del Atlas Supervisor y el OS/360, los años 1970 marcaron el inicio de UNIX, a mediados de los 60 aparece Multics, sistema operativo multiusuario - multitarea desarrollado por los laboratorios Bell de AT&T y Unix, convirtiéndolo en uno de los pocos SO escritos en un lenguaje de alto nivel. En el campo de la programación lógica se dio a luz la primera implementación de Prolog, y en la revolucionaria orientación a objetos, Smalltalk.

1.4 El sistema operativo desde el punto de vista del usuario
1.4.1 Funciones

El sistema operativo cumple varias funciones:

Administración del procesador: el sistema operativo administra la distribución del procesador entre los distintos programas por medio de un algoritmo de programación. El tipo de programador depende completamente del sistema operativo, según el objetivo deseado.

Gestión de la memoria de acceso aleatorio: el sistema operativo se encarga de gestionar el espacio de memoria asignado para cada aplicación y para cada usuario, si resulta pertinente. Cuando la memoria física es insuficiente, el sistema operativo puede crear una zona de memoria en el disco duro, denominada "memoria virtual". La memoria virtual permite ejecutar aplicaciones que requieren una memoria superior a la memoria RAM disponible en el sistema. Sin embargo, esta memoria es mucho más lenta.

Gestión de entradas/salidas: el sistema operativo permite unificar y controlar el acceso de los programas a los recursos materiales a través de los drivers (también conocidos como administradores periféricos o de entrada/salida).

Gestión de ejecución de aplicaciones: el sistema operativo se encarga de que las aplicaciones se ejecuten sin problemas asignándoles los recursos que éstas necesitan para funcionar. Esto significa que si una aplicación no responde correctamente puede "sucumbir".

Administración de autorizaciones: el sistema operativo se encarga de la seguridad en relación con la ejecución de programas garantizando que los recursos sean utilizados sólo por programas y usuarios que posean las autorizaciones correspondientes.

Gestión de archivos: el sistema operativo gestiona la lectura y escritura en el sistema de archivos, y las autorizaciones de acceso a archivos de aplicaciones y usuarios.

Gestión de la información: el sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.

1.4.2 Lenguaje de control de lotes

Se conoce como sistema por lotes (en inglés batch processing), o modo batch, a la ejecución de un programa sin el control o supervisión directa del usuario (que se denomina procesamiento interactivo). Este tipo de programas se caracterizan porque su ejecución no precisa ningún tipo de interacción con el usuario.

Generalmente, este tipo de ejecución se utiliza en tareas repetitivas sobre grandes conjuntos de información, ya que sería tedioso y propenso a errores realizarlo manualmente. Un ejemplo sería el renderizado de los fotogramas de una película.
Los programas que ejecutan por lotes suelen especificar su funcionamiento mediante scripts o guiones (procedimientos) en los que se indica qué se quiere ejecutar y, posiblemente, qué tipo de recursos necesita reservar.

1.4.3 Recursos

Un Sistema operativo (SO) es un software que actúa de interfaz entre los dispositivos de hardware y los programas usados por el usuario para manejar un computador. Es responsable de gestionar, coordinar las actividades y llevar a cabo el intercambio de los recursos y actúa como estación para las aplicaciones que se ejecutan en la máquina.

Uno de los propósitos de un sistema operativo como programa estación principal, consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. Se encuentran en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar.