En informática un sistema operativo monousuario se define como un sistema que solo puede ser ocupado por un único usuario en un determinado tiempo, es decir solo puede estar usando el sistema operativo un usuario a la vez.

Los sistemas operativos monousuario generalmente, no tienen una diferenciación clara entre las tareas que realiza un administrador del sistema y las tareas que realizan los usuarios habituales. Como se trata de un sistema operativo monousuario, el usuario común tiene acceso a todas las capacidades del sistema, teniendo permiso para eliminar, incluso, información muy importante para su correcto funcionamiento.

Un sistema operativo multiusuario es aquel que es capaz de proveer servicio y procesamiento a múltiples usuarios al mismo tiempo. Este tipo de sistema operativo puede darse a través de varias formas, ya sea a través de terminales conectadas a la computadora o por medio de usuarios locales o remotos conectados a una misma computadora. Estos usuarios comparten los mismos recursos de hardware, cada usuario puede ejecutar varios procesos mientras otros usuarios también pueden hacerlo simultáneamente.

 Monoprogramación, también llamada monoejecución, es un sistema de explotación en el que sólo se ejecuta un programa la vez y no se ejecuta otro hasta que se termine con el anterior.

En otras palabras, se ejecuta un solo programa a la vez dentro de un solo espacio de direcciones.

Este tipo de ejecución prácticamente no existe más pues ha sido reemplazado por la multiprogramación.

En un sistema de monoprogramación, el programa que se está ejecutando tiene acceso exclusivo a todos los recursos del sistema, como la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada y salida. Esto permite que el programa se ejecute de manera eficiente sin interrupciones o interferencias de otros programas.

Sin embargo, este enfoque presenta algunas limitaciones en términos de aprovechamiento de los recursos disponibles. Debido a que solo se ejecuta un programa a la vez, puede haber momentos en los que los recursos estén subutilizados. Por ejemplo, si el programa está esperando una entrada del usuario o realizando una operación de E/S, la CPU y otros recursos pueden quedar inactivos.

La multiprogramación, que ha reemplazado en gran medida a la monoprogramación, permite la ejecución simultánea de varios programas en un sistema. Esto maximiza la utilización de los recursos del sistema al permitir que múltiples programas se ejecuten en paralelo.

En un sistema de multiprogramación, los programas se dividen en pequeñas unidades llamadas procesos. Estos procesos se ejecutan de una manera intercalada, lo que significa que cada proceso obtiene acceso a la CPU por un corto período de tiempo antes de pasar al siguiente proceso. Esto se logra mediante el uso de un algoritmo de planificación de procesos, que determina el orden en que se ejecutan los procesos.

Además, la multiprogramación también permite aprovechar el tiempo de espera de un proceso para ejecutar otro proceso. Esto se conoce como superposición de E/S, donde un proceso puede realizar una operación de E/S mientras otro proceso está utilizando la CPU. Esto reduce el tiempo de inactividad de los recursos y mejora la eficiencia del sistema.

En resumen, aunque la monoprogramación fue una solución eficiente en su momento, ha sido reemplazada por la multiprogramación debido a sus limitaciones en términos de utilización de recursos. La multiprogramación permite una mayor eficiencia y aprovechamiento de los recursos al permitir la ejecución simultánea de varios programas.

La multiprogramación mejora la eficiencia general del sistema, minimiza el tiempo de inactividad y maximiza el uso de recursos. Permite compartir recursos del sistema entre diferentes tareas, mejorando la experiencia del usuario y la productividad del sistema.

Multiprogramación: Utilizar la capacidad de que el procesador es muy rápido, dando la sensación de que se ejecutan varios programas a la vez

A grandes rasgos la multiprogramación es más efectiva que la mono programación, como ejemplo tenemos la ejecución de 3 trabajos , en mono programación el trabajo número 1 utiliza los recursos del computador CPU, MEMORIA ,IMPRESORA , TERMINAL, hasta que termina su proceso y no permite que ningún otro programa utilice los recursos­ que se encuentran disponibles en esos momentos, el trabajo 2 y 3 repiten el mismo proceso, lo que deja ver que el tiempo de ejecución de los 3 programas es de 30 minutos, en cambio la multiprogramación permite que múltiples los programas se ejecuten simultáneamente  aumentando el uso evitando el tiempo de espera y optimizando la eficiencia de los dispositivos, este proceso reduce el tiempo de ejecución de los tres trabajos en 15 minutos,

En la mono programación el uso del CPU y la Memoria es muy escaso lo cual no permite un óptimo uso, desperdiciando recursos y aumentando el tiempo de ejecución, en la multiprogramación estos dispositivos trabajan a máxima capacidad según lo requieran los programas permitiendo una optimización y evitando la perdida de los recursos disminuyendo en gran medida el tiempo de ejecución.

Un sistema operativo monoprocesador es aquel diseñado para funcionar en un entorno donde solo hay un procesador disponible. Esto significa que el sistema operativo está optimizado para trabajar con un único núcleo de procesamiento, en contraposición a los sistemas operativos multiprocesador que pueden gestionar múltiples núcleos de procesamiento de manera simultánea.

Los sistemas operativos monoprocesador son comunes en dispositivos más antiguos o en sistemas embebidos con recursos limitados. Aunque pueden no ser tan potentes como sus contrapartes multiprocesador, siguen siendo fundamentales para el funcionamiento de una amplia variedad de dispositivos y aplicaciones.

Beneficios de un sistema operativo monoprocesador

Uno de los principales beneficios de un sistema operativo monoprocesador es su simplicidad. Al estar diseñado para trabajar con un único procesador, el sistema operativo puede optimizarse para maximizar el rendimiento en entornos con recursos limitados. Esto lo hace ideal para dispositivos con requerimientos básicos de procesamiento, como electrodomésticos inteligentes, sistemas de control industrial o dispositivos de IoT.

Otro beneficio importante es la estabilidad. Al tener un único núcleo de procesamiento, los sistemas operativos monoprocesador tienden a ser más estables y predecibles en comparación con los sistemas multiprocesador, lo que los hace ideales para aplicaciones críticas donde la fiabilidad es fundamental.

Un RTOS es necesario en las aplicaciones CubeSat ya que estos satélites tienen que realizar funciones críticas en un entorno hostil y dinámico, donde pueden ocurrir situaciones imprevistas o emergencias, a las que se tiene que responder con rapidez. Por ejemplo, un CubeSat puede tener que cambiar su orientación para apuntar a una estación terrestre, o activar un experimento científico, o desplegar un panel solar, o reaccionar ante una colisión con otro objeto espacial. Todas estas acciones requieren que el software de vuelo del CubeSat sea capaz de controlar los sensores, los actuadores, los subsistemas y las comunicaciones del satélite de forma rápida y precisa. Un RTOS típico tiene las siguientes características:

- Es multitarea, es decir, puede ejecutar varias tareas de forma concurrente y asignarles diferentes prioridades.

- Es un árbitro de las tareas, es decir, puede interrumpir una tarea de baja prioridad para atender una de alta prioridad cuando se requiera, por ejemplo por la ocurrencia de un evento determinado..

- Es escalable, es decir, se puede adaptar a las necesidades de cada aplicación y optimizar el uso de los recursos del sistema.

- Es portable, es decir, se puede ejecutar en diferentes plataformas y arquitecturas de hardware.

1. Dan la apariencia de que cada usuario tiene una máquina para sí mismo.

2. La mayoría utilizan algoritmo de planificación circular. Es decir, a cada proceso se le da un fracción de tiempo para ejecutarse y al terminar esta, se ejecuta el siguiente proceso. El primer proceso se forma hasta que le toque su turno nuevamente.

3. Evitan monopolizar el procesador; esto se logra asignando tiempos de procesador durante el cual se permite ejecutarse de forma ininterrumpida una parte del código de un proceso.

4. La gestión de archivos y memoria, debe proporcionar protección y control de acceso debido a que pueden existir múltiples usuarios accesando un mismo archivo.

5. Pueden ser multiusuario, esto es, el uso de un sistema por más de una persona al mismo tiempo.

MARIA GUADALUPE BARAJAS CORTEZ