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Sistemas operativos
- 1. SISTEMAS OPERATIVOS.<br />U<br/>n Sistema Operativo es el software encargado de ejercer el control y coordinar el uso del hardware entre diferentes programas de aplicación y los diferentes usuarios. Es un administrador de los recursos de hardware del sistema. <br />En una definición informal es un sistema que consiste en ofrecer una distribución ordenada y controlada de los procesadores, memorias y dispositivos de E/S entre los diversos programas que compiten por ellos.A pesar de que todos nosotros usamos sistemas operativos casi a diario, es difícil definir qué es un sistema operativo. En parte, esto se debe a que los sistemas operativos realizan dos funciones diferentes. <br />Proveer una máquina virtual, es decir, un ambiente en el cual el usuario pueda ejecutar programas de manera conveniente, protegiéndolo de los detalles y complejidades del hardware. Administrar eficientemente los recursos del computador. <br />El sistema operativo como administrador de recursos<br />La otra tarea de un sistema operativo consiste en administrar los recursos de un computador cuando hay dos o más programas que ejecutan simultáneamente y requieren usar el mismo recurso (como tiempo de CPU, memoria o impresora). <br />Además, en un sistema multiusuario, suele ser necesario o conveniente compartir, además de dispositivos físicos, información. Al mismo tiempo, debe tenerse en cuenta consideraciones de seguridad: por ejemplo, la información confidencial sólo debe ser accesada por usuarios autorizados, un usuario cualquiera no debiera ser capaz de sobreescribir áreas críticas del sistema, etc. (En este caso, un usuario puede ser una persona, un programa, u otro computador). En resumen, el sistema operativo debe llevar la cuenta acerca de quién está usando qué recursos; otorgar recursos a quienes los solicitan (siempre que el solicitante tenga derechos adecuados sobre el recurso); y arbitrar en caso de solicitudes conflictivas. <br />Las tareas que generalmente realiza un Sistema Operativo son las siguientes:<br />-Realizar el interfaz sistema-usuario. -Compartir los recursos de Hardware entre los usuarios. -Permitir a los usuarios compartir sus datos entre ellos. -Prevenir que las actividades de un usuario no interfieran en las de los demás usuarios. -Calendarizar los recursos de los usuarios. -Facilitar el acceso a los dispositivos de E/S. -Recuperarse de fallas o errores. -Llevar el control sobre el uso de los recursos. -Entre otras. <br />Un sistema operativo está formado por varios programas que en conjunto presentan al usuario una vista integrada del sistema, los componentes principales de un sistema operativo son los siguientes módulos:-Manejo de procesos. -Manejo de E/S. -Manejo de Memoria. -Manejo del Sistema de Archivos. <br />El sistema operativo indica a la computadora la manera de utilizar otros programas de software y administra todo el hardware, tanto el interno como el externo, que está instalado en la computadora. Los sistemas operativos pueden ser basados en caracteres o gráficos. Un sistema operativo basado en caracteres, tal como MS-DOS, le permite escribir comandos en un indicador para controlar la computadora. Un interfaz gráfico del usuario, o GUI, le permite enviar comandos a la computadora al hacer clic en iconos o al seleccionar elementos en los menús. Windows 95 cuenta con un GUI. La mayoría de los sistemas operativos pueden manejar programas de 16 ó 32 bits, o ambos. Microsoft Windows 3.x ejecuta únicamente los programas de 16 bits; Windows 95 de Microsoft puede ejecutar ambos programas de 16 ó 32 bits.<br />Características básicasEn computadoras, el sistema operativo comienza a funcionar cuando finaliza el trabajo del BIOS al encenderse o reiniciar la computadora.Los sistemas operativos poseen una interfaz que puede ser gráfica (GUI) o de texto (línea de comandos).Los sistemas operativos forman una plataforma para que otros sistemas o aplicaciones la utilicen. Aquellas aplicaciones que permiten ser ejecutadas en múltiples sistemas operativos son llamadasmultiplataforma.La mayoría de los sistemas operativos actuales son también multiusuario, aunque existen los monousuario (por ejemplo, DOS)También pueden clasificarse en multitarea o monotarea. Cada programa que se ejecuta en un sistema operativo, ya sea aplicación o servicio de fondo, es llamado proceso.Los sistemas operativos pueden ser centralizados, si permiten utilizar recursos de una sola computadora, o distribuido si permiten utilizar recursos de más de una computadora al mismo tiempo.Todos los sistemas operativos deben incluir un soporte para uno o más sistemas de archivos. Por ejemplo, el sistema operativo Windows XP soporta NTFS y FAT32, en tanto Windows Vista sólo soporta NTFS.También deben tomar medidas de seguridad (Ver Seguridad informática), que antes no existían en los sistemas operativos. El principal peligro proviene de las redes como internet.Otra característica de los actuales sistemas operativos es que poseen un gran conjunto decontroladores (drivers) para permitir rápida compatibilidad con dispositivos de hardware.<br />BREVE HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOSLas primeras computadoras no tenían sistemas operativos. A principio de los 60, las computadoras sólo utilizaban procesamiento por lotes para funcionar.Durante los 60, la mayoría de los conceptos fueron desarrollados, conduciendo al desarrollo de los sistemas operativos. El desarrollo de la <br />IBM System/360 produjo una familia de mainframes disponibles en una amplia variedad de capacidades y precios, para los cuales se desarrolló un solo sistema operativo, OS/360.El desarrollo de un sólo sistema operativo para una línea completa de computadoras fue crucial para el éxito del System/360.OS/360 también contenía otro importante avance: el desarrollo del dispositivo de disco duro de almacenamiento permanente (que IBM llamó DASD). Otro desarrollo clave fue el concepto de tiempo compartido, la idea de compartir los recursos de computadoras costosas entre múltiples usuarios de computadoras interactuando en tiempo real con el sistema. El tiempo compartido permitió a todos los usuarios tener la ilusión de tener acceso a una máquina exclusiva. El sistema Multics fue el sistema de tiempo compartido más famoso de todos los sistemas operativos desarrollados que tomaron este nuevo concepto.Por ejemplo, Multics sirvió de inspiración para el sistema operativo UNIX de Dennis Richie y Ken Thompson.En tanto, las primeras minicomputadoras no tenían la capacidad o necesidad de sistemas operativos hechos para mainframes; para esto fueron desarrollados sistemas operativos minimalistas.Uno de los sistemas operativos más populares para 1980 fue el IBM-DOS o PC-DOS.Para los 90 el suceso eran los sistemas operativos GUI, y estos se volvieron más robustos y flexibles. El desarrollo de Windows NT por parte de Microsoft es un ejemplo de lo dicho anteriormente.El sistema operativo que significó un cambio en la forma de manejar las PCs sin duda fue Windows 95.Actualmente los sistemas operativos más usados son la familia Windows y la familia UNIX.<br />Tipos de Sistemas Operativos<br />Un sistema Operativo (SO) es en sí mismo un programa de computadora. Sin embargo, es un programa muy especial, quizá el más complejo e importante en una computadora. El SO despierta a la computadora y hace que reconozca a la CPU, la memoria, el tecla do, el sistema de vídeo y las unidades de disco.<br />Además, proporciona la facilidad para que los usuarios se comuniquen con la computadora y sirve de plataforma a partir de la cual se corran programas de aplicación.<br />Los sistemas operativos más conocidos son los siguientes:<br />1) DOS: El famoso DOS, que quiere decir Disk Operating System (sistema operativo de disco), es más conocido por los nombres de PC-DOS y MS-DOS. MS-DOS fue hecho por la compañía de software Microsoft y es en esencia el mismo SO que el PC-DOS.<br />La razón de su continua popularidad se debe al aplastante volumen de software disponible y a la base instalada de computadoras con procesador Intel.<br />Cuando Intel liberó el 80286, DOS se hizo tan popular y firme en el mercado que DOS y las aplicaciones DOS representaron la mayoría del mercado de software para PC. En aquel tiempo, la compatibilidad IBM, fue una necesidad para que los productos tuvieran éxito, y la \" compatibilidad IBM\" significaba computadoras que corrieran DOS tan bien como las computadoras IBM lo hacían.<br />Aún con los nuevos sistemas operativos que han salido al mercado, todavía el DOS es un sólido contendiente en la guerra de los SO.<br />2) Windows 3.1: Microsoft tomo una decisión, hacer un sistema operativo que tuviera una interfaz gráfica amigable para el usuario, y como resultado obtuvo Windows. Este sistema muestra íconos en la pantalla que representan diferentes archivos o programas, a los cuales se puede accesar al darles doble click con el puntero del mouse. Todas las aplicaciones elaboradas para Windows se parecen, por lo que es muy fácil aprender a usar nuevo software una vez aprendido las bases.<br />3) Windows 95: En 1995, Microsoft introdujo una nueva y mejorada versión del Windows 3.1. Las mejoras de este SO incluyen soporte multitareas y arquitectura de 32 bits, permitiendo así correr mejores aplicaciónes para mejorar la eficacia del trabajo.<br />4) Windows NT: Esta versión de Windows se especializa en las redes y servidores. Con este SO se puede interactuar de forma eficaz entre dos o más computadoras.<br />5) OS/2: Este SO fue hecho por IBM. Tiene soporte de 32 bits y su interfaz es muy buena. El problema que presenta este sistema operativo es que no se le ha dad el apoyo que se merece en cuanto a aplicaciones se refiere. Es decir, no se han creado muchas aplicaciones que aprovechen las características de el SO, ya que la mayoría del mercado de software ha sido monopolizado por Windows.<br />6) Mac OS: Las computadoras Macintosh no serían tan populares como lo son si no tuvieran el Mac OS como sistema operativo de planta. Este sistema operativo es tan amigable para el usuario que cualquier persona puede aprender a usarlo en muy poco tiempo. Por otro lado, es muy bueno para organizar archivos y usarlos de manera eficaz. Este fue creado por Apple Computer, Inc.<br />7) UNIX: El sistema operativo UNIX fue creado por los laboratorios Bell de AT&T en 1969 y es ahora usado como una de las bases para la supercarretera de la información. Unix es un SO multiusuario y multitarea, que corre en diferentes computadoras, desde supercomputadoras, Mainframes, Minicomputadoras, computadoras personales y estaciones de trabajo. Esto quiere decir que muchos usuarios puede estar usando una misma computadora por medio de terminales o usar muchas de ellas.<br /> <br />Funciones del sistema operativo<br />El sistema operativo cumple varias funciones:<br />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.<br />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.<br />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).<br />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\" .<br />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.<br />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.<br />Gestión de la información: el sistema operativo proporciona cierta cantidad de indicadores que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo.<br />Sistemas de multiprocesos<br />Un sistema operativo se denominade multiprocesos cuando muchas \" tareas\" (también conocidas comoprocesos) se pueden ejecutar al mismo tiempo.<br />Las aplicaciones consisten en una secuencia de instrucciones llamadas \" procesos\" . Estos procesos permanecen activos, en espera, suspendidos, o se eliminan en forma alternativa, según la prioridad que se les haya concedido, o se pueden ejecutar en forma simultánea.<br />Un sistema se considera preventivo cuando cuenta con un programador (también llamado planificador) el cual, según los criterios de prioridad, asigna el tiempo de los equipos entre varios procesos que lo solicitan.<br />Se denomina sistema de tiempo compartido a un sistema cuando el programador asigna una cantidad determinada de tiempo a cada proceso. Éste es el caso de los sistemas de usuarios múltiples que permiten a varios usuarios utilizar aplicaciones diferentes o similares en el mismo equipo al mismo tiempo. De este modo, el sistema se denomina \" sistema transaccional\" . Para realizar esto, el sistema asigna un período de tiempo a cada usuario.<br />Sistemas de multiprocesadores<br />La técnica de multiprocesamiento consiste en hacer funcionar varios procesadores en forma paralela para obtener un poder de cálculo mayor que el obtenido al usar un procesador de alta tecnología o al aumentar la disponibilidad del sistema (en el caso de fallas del procesador).<br />Las siglas SMP (multiprocesamiento simétrico o multiprocesador simétrico) hacen referencia a la arquitectura en la que todos los procesadores acceden a la misma memoria compartida.<br />Un sistema de multiprocesadores debe tener capacidad para gestionar la repartición de memoria entre varios procesadores, pero también debe distribuir la carga de trabajo.<br />Sistemas fijos<br />Los sistemas fijos son sistemas operativos diseñados para funcionar en equipos pequeños, como losPDA (asistentes personales digitales) o los dispositivos electrónicos autónomos (sondas espaciales, robots, vehículos con ordenador de a bordo, etcétera) con autonomía reducida. En consecuencia, una característica esencial de los sistemas fijos es su avanzada administración de energía y su capacidad de funcionar con recursos limitados.<br />Los principales sistemas fijos de \" uso general\" para PDA son los siguientes:<br />PalmOS<br />Windows CE / Windows Mobile / Window Smartphone<br />Sistemas de tiempo real<br />Los sistemas de tiempo real se utilizan principalmente en la industria y son sistemas diseñados para funcionar en entornos con limitaciones de tiempo. Un sistema de tiempo real debe tener capacidad para operar en forma fiable según limitaciones de tiempo específicas; en otras palabras, debe tener capacidad para procesar adecuadamente la información recibida a intervalos definidos <br />Tipos de sistemas operativos<br />Existen varios tipos de sistemas operativos, definidos según su capacidad para administrar simultáneamente información de 16 bits, 32 bits, 64 bits o más.<br />SistemaProgramaciónUsuario únicoUsuario múltipleTarea únicaMultitareaDOS16 bitsX X Windows3.116/32 bitsX no preventivoWindows95/98/Me32 bitsX cooperativoWindowsNT/200032 bits X preventivoWindowsXP32/64 bits X preventivoUnix / Linux32/64 bits X preventivoMAC/OS X32 bits X preventivoVMS32 bits X preventivo<br />