¿Qué es un sistema operativo?

Definición

Un sistema operativo es un conjunto de programas informáticos que permite la administración eficaz de los recursos de una computadora. Es conocido también como software de sistema. Estos programas comienzan a trabajar apenas se enciende el equipo, ya que gestionan el hardware desde los niveles más básicos y permiten además la interacción con el usuario. Cabe destacar que los sistemas operativos no funcionan sólo en las computadoras. Por el contrario, este tipo de sistemas se encuentran en la mayoría de los dispositivos electrónicos que utilizan microprocesadores: el software de sistema posibilita que el aparato cumpla con sus funciones (por ejemplo, un teléfono móvil o un reproductor de DVD).

Funciones

1. Gestión de procesos

Una de las funciones más importantes del sistema operativo es la gestión de procesos, procesos los cuales son los recursos que necesita el programa para ejecutarse. Para ello, crea y elimina procesos, los para y los reanuda.

2. Gestión de la memoria principal

Otra de las funciones importantes del sistema operativo es la gestión de la memoria principal. Esta memoria consiste en un almacén de datos que es compartido por la CPU y las aplicaciones, memoria la cual pierde su capacidad si se da algún fallo.

Es por este motivo que es importante que el sistema operativo se encargue de la gestión de la memoria, evitando que ésta se sature y se pierdan los datos e información.

3. Gestión del almacenamiento secundario

Como hemos visto la memoria de un ordenador es un aspecto muy volátil. Esto hace que ante cualquier fallo se corra el riesgo de perder información. Es por esto mismo que en el ordenador existe un segundo módulo de almacenamiento, el cual puede almacenar datos a largo plazo.

Al igual que con la memoria principal, el sistema operativo se encarga de gestionar el espacio libre que quede, asignando, además, un orden de guardado de los datos que se estén generando. También se asegura de que todo quede correctamente guardado, y, también, comprobar cuánto espacio queda libre y dónde.

4. Registro del sistema de archivos

Los archivos son formatos creados por el usuario en el ordenador, los cuales se convierten en tablas que se deben registrar en el sistema si se quieren conservar y volver a usar en un futuro.

El sistema operativo se encarga de gestionar estos archivos, creándolos, eliminándolos o archivándolos según toque. También ofrece las herramientas necesarias para poder consultarlos más tarde.

5. Comunicación entre elementos y aplicaciones

El sistema operativo se encarga de la comunicación entre elementos y aplicaciones. Este envío y recepción de información lo hace a través de interfaces de red. De esta forma se mantiene la comunicación entre los componentes del ordenador y todas las aplicaciones que estén en contacto con ellos.

6. Gestión del sistema de entrada y salida

Se encarga de gestionar los puertos de entrada y salida del ordenador. Estos puertos son todos los periféricos que se pueden conectar a la torre del ordenador, como pueden ser el monitor, el ratón, la impresora, entre otros.

7. Gestión de recursos

El sistema operativo se encarga de administrar todas las partes principales del ordenador, por medio de su gestor de recursos. Esta función conlleva la seguridad y comunicación de la CPU con los dispositivos externos conectados al ordenador.

8. Seguridad

El sistema operativo se encarga de la seguridad del ordenador. Existen muchos virus informáticos, los cuales pueden afectar al sistema por medio de acceso inapropiado de otros usuarios (hackeo) o bien de programas y páginas web que estaban infestados.

9. Administración de usuarios

El sistema operativo también se encarga de la gestión de los perfiles que se hayan creado y almacenado en el ordenador, pudiendo ser esta administración tipo monousuario o multiusuario.

 

Historia de los sistemas operativos

Primera Generación

(1945-1955): Tubos de vacío y tableros de conmutación

Lograron construir máquinas calculadoras usando tubos de vacío. Estas máquinas eran enormes, y ocupaban cuartos enteros con decenas de miles de tubos de vacío, pero eran mucho más lentas que incluso las computadoras personales más baratas de la actualidad. Toda la programación se realizaba en lenguaje de máquina absoluto.

A principios de la década de 1950, la rutina había mejorado un poco con la introducción de las tarjetas perforadas. Ahora era posible escribir programas en tarjetas e introducirlas para ser leídas, en lugar de usar tableros de conmutación; por lo demás, el procedimiento era el mismo.

Segunda Generación 

(1955-1965): Transistores y sistemas por lote

Las computadoras se hicieron lo bastante confiables como para poderse fabricar y vender a clientes comerciales con la expectativa de que seguirían funcionando el tiempo suficiente para realizar algo de trabajo útil. Por primera vez, había una separación clara entre diseñadores, constructores, operadores, programadores y personal de mantenimiento.

Estas máquinas se encerraban en cuartos de computadora con acondicionamiento de aire especial, con equipos de operadores profesionales para operarias. Sólo las grandes empresas, o las principales dependencias del gobierno o universidades, podían solventar el costo de muchos millones de dólares.

Las computadoras grandes de la segunda generación se usaban primordialmente para cálculos científicos y de ingeniería, como la resolución de ecuaciones diferenciales parciales. Estas máquinas generalmente se programaban en FORTRAN y lenguaje ensamblador.

Tercera Generación 

(1965-1980): Circuitos integrados y multiprogramación

Se produjo la invención del circuito integrado o chip, por parte de Jack S. Kilby y Robert Noyce. Después llevó a Ted Hoff a la invención del microprocesador, en Intel. A finales de 1960, investigadores como George Gamow en el ADN formaban un código, otra forma de codificar o programar.A partir de esta fecha, empezaron a empaquetarse varios transistores diminutos y otros componentes electrónicos en un solo chip o encapsulado, que contenía en su3​ interior un circuito completo: un amplificador, [puerta lógica]. Naturalmente, con estos chips (circuitos integrados) era mucho más fácil montar aparatos complicados: receptores de radio o televisión y computadoras.

Otro avance importante durante la tercera generación fue el crecimiento fenomenal de las minicomputadoras, Ken Thompson, encontró subsecuentemente una pequeña minicomputadora PDP-7 que nadie estaba usando y se propuso escribir una versión de MULTICS reducida al mínimo, para un solo usuario. Este trabajo posteriormente evolucionó para convertirse en el sistema operativo UNIX, que se popularizó en el mundo académico, las dependencias del gobierno y muchas compañías.

Cuarta Generación 

(1980-1990): Sistemas Operativos Personales:

El cambio que hubo entre 1971-1981 con la aparición de los microprocesadores en los circuitos electrónicos, mismos que pueden almacenar miles de componentes electrónicos en un microchip, también ocurrió  la apertura al campo tecnológico de las computadoras personales, comerciales y domésticas. Mientras que la generación del software, abrió las puertas a la diversidad de juegos y programas de todo tipo.

Por otro lado, el tamaño de las computadoras comenzó a disminuir, al tiempo que se integraban las mejoras en los circuitos integrados Very Large Scale (LSI) o integración a gran escala y (VLSI), aumentando así la potencia, confiabilidad y eficiencia de los ordenadores mediante el chip Intel 4004.

Asimismo, ubicando los nuevos componentes de una computadora como memoria, controles de entrada y salida.

Quinta Generación

(1990-presente): Sistemas Operativos Móviles y Distribuidos:

La quinta generación de sistemas operativos se caracteriza principalmente por el surgimiento y la evolución de los sistemas operativos móviles y distribuidos, así como por avances significativos en la virtualización y la computación en la nube.Resultando en la producción de chips microprocesadores tener 10 millones de componentes electrónicos. Esta generación está basada en hardware y software de AI (Inteligencia Artificial) de procesamiento paralelo. AI es una rama emergente en informática, que interpreta medio y método de fabricación de ordenadores como seres humanos. Todos los idiomas de alto nivel como C y C++, Java,. net, etc., son utilizados en esta generación.

Tipos de sistemas operativos

1. Mainframe

Las computadoras grandes que se utiliza principalmente para procesar una gran cantidad de datos a menudo se denominan computadoras centrales o Mainframe. Se trata de dispositivos con componentes de alta calidad, ya que suelen utilizarse en tareas extremas como banca, finanzas, tráfico aéreo, sistemas de cálculo y estadísticas, etc.

Básicamente, los mainframes son computadoras poderosas con mucha memoria y procesadores que manejan miles de millones de cálculos y transacciones simples en tiempo real. El mainframe es esencial para las bases de datos empresariales, los servidores de eventos y las aplicaciones que requieren flexibilidad, seguridad y agilidad.

A pesar de que la tecnología que rodea a estos dispositivos no es visible para ningún usuario, es cierto que utilizamos estas plataformas a diario a través de muchas aplicaciones a las que solemos conectarnos a través de Internet. El caso más típico es cuando la casa está conectada al sitio web del banco, donde la computadora central procesa cientos de miles de otras solicitudes tanto de clientes como de funcionarios del banco en paralelo y con una velocidad impresionante.

Clasificación de los sistemas operativos

 Los sistemas operativos se pueden clasificar de varias formas según diferentes criterios. Algunas de las clasificaciones comunes son las siguientes

Por número de usuarios

• Multiusuario

Un sistema operativo monousuario (de mono: 'uno'; y usuario) es un sistema operativo que sólo puede ser ocupado por un único usuario en un determinado tiempo. Ejemplo de sistemas monousuario son las versiones domésticas de Windows. Administra recursos de memoria procesos y dispositivos de las PC'S

Es un sistema en el cual el tipo de usuario no está definido y, por lo tanto, los datos que tiene el sistema son accesibles para cualquiera que pueda conectarse.

• Monousuario

Este tipo de sistema operativo o de programa permite dar servicio y procesar a varios usuarios simultáneamente. El modo multiusuario se utiliza a menudo en empresas, escuelas y otras organizaciones que necesitan proporcionar acceso al mismo ordenador o programa de software a varias personas a la vez.

Por número de tareas

• Monotarea

Los sistemas monotarea son aquellos que sólo permiten una tarea a la vez por usuario. Puede darse el caso de un sistema multiusuario y monotarea, en el cual se admiten varios usuarios al mismo tiempo pero cada uno de ellos puede estar haciendo solo una tarea a la vez.

• Multitarea

Este divide el tiempo de procesador disponible entre los procesos o subprocesos que lo necesitan. El sistema está diseñado para la multitarea preferente; asigna un segmento de tiempo de procesador a cada subproceso que ejecuta.

Por número de procesadores

• Uniproceso

Un sistema operativo uniproceso es aquél capaz de manejar solamente un procesador de la computadora, de manera que si la computadora tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más típico de este tipo de sistemas es el DOS y MacOS.

• Multiproceso

Un sistema operativo multiproceso se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente. Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos. Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos son enviados indistintamente a cualquiera de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema.

Componentes del sistema

En general, las funciones del sistema operativo son el producto de un trabajo en conjunto con un dispositivo informático. De esta forma, un usuario recibe la ayuda necesaria para realizar las tareas que se le asignan. Los componentes principales del sistema operativo son:

Gestión de Procesos

Se encarga de administrar los procesos en ejecución en el sistema. Esto incluye la creación, terminación y suspensión de procesos, así como la asignación de recursos: tiempo de CPU (Central Process Unit o Unidad de Proceso Central, es decir, el procesador principal del ordenador), memoria, archivos y dispositivos de E/S (entrada/salida).Un proceso puede incluir una o varias tareas relacionadas. Por ejemplo, si estás ejecutando un navegador web, el proceso puede incluir tareas como la gestión de la interfaz de usuario, la descarga de archivos y la renderización de páginas web.

La administración y coordinación de la ejecución de procesos en un sistema operativo se logra mediante el uso de algoritmos de planificación de procesos. Estos algoritmos determinan qué proceso se ejecuta en un momento dado y cómo se comparten los recursos del sistema entre los procesos.

El sistema operativo utiliza una tabla de procesos para realizar un seguimiento de todos los procesos en ejecución. Cada entrada en la tabla de procesos contiene información sobre el estado del proceso, como su identificador, prioridad, estado de ejecución y recursos asignados. El planificador de procesos utiliza esta información para tomar decisiones sobre qué proceso se debe ejecutar a continuación.

Gestión de la Memoria Principal

Administra el espacio de memoria disponible en el sistema, asignándolo a los procesos según sea necesario y liberándolo cuando ya no se utiliza. La memoria es uno de los recursos más valiosos que gestiona el sistema operativo. Uno de los elementos principales que caracterizan un proceso es la memoria que utiliza. Ésta está lógicamente separada de la de cualquier otro proceso del sistema (excepto los threads de un mismo proceso que comparten normalmente la mayor parte de la memoria que tienen asignada). Un proceso no puede acceder, al espacio de memoria asignado a otro proceso, lo cual es imprescindible para la seguridad y estabilidad del sistema. El direccionamiento es una parte importante de la gestión de memoria, puesto que influye mucho en la visión del mismo por parte de un proceso, como en el aprovechamiento del hardware y el rendimiento del sistema

Gestión del sistema de E/S

La gestión de E/S en un sistema operativo se refiere a la administración y control de los dispositivos de entrada y salida de datos conectados a una computadora. Estos dispositivos pueden incluir teclados, pantallas, discos duros, impresoras, redes, entre otros.

La gestión de E/S es necesaria porque los dispositivos de entrada y salida operan a diferentes velocidades y tienen características específicas de funcionamiento. El objetivo principal de la gestión de E/S es proporcionar una interfaz uniforme y eficiente entre los dispositivos y el sistema operativo, para permitir la transferencia de datos de manera confiable y en el menor tiempo posible.

El sistema operativo gestiona la E/S a través de controladores de dispositivos o controladores de E/S. Estos controladores actúan como intermediarios entre los dispositivos físicos y el sistema operativo, facilitando la comunicación y el intercambio de datos. A su vez, su objetivo principal es garantizar una transferencia eficiente y confiable de datos entre el sistema operativo y los dispositivos, optimizando el rendimiento del sistema y proporcionando una interfaz coherente para las aplicaciones y los usuarios.

Gestión de almacenamiento secundario

La gestión de almacenamiento secundario se refiere a la administración de dispositivos de almacenamiento secundario, como discos duros, unidades de estado sólido (SSDs), unidades de cinta, etc., por parte de un sistema operativo. A diferencia de la memoria principal (RAM), que es volátil y pierde su contenido cuando se apaga el sistema, el almacenamiento secundario retiene la información de manera persistente incluso cuando la energía se desconecta.

El almacenamiento secundario está diseñado para almacenar datos a los que no es necesario acceder con frecuencia. El almacenamiento secundario, generalmente, utiliza dispositivos de almacenamiento de bajo rendimiento y de alta capacidad más asequibles que los dispositivos de almacenamiento primario de alto rendimiento.

! UNIX ¡

Unix es un sistema operativo multitarea y multiusuario desarrollado originalmente en los laboratorios Bell de AT&T en la década de 1960. Es uno de los sistemas operativos más influyentes en la historia de la informática y ha tenido un impacto significativo en el desarrollo de otros sistemas operativos, incluidos Linux, macOS y muchos sistemas operativos de tipo Unix.

Ha sido ampliamente utilizado en entornos empresariales, académicos y de desarrollo debido a su estabilidad, flexibilidad y potencia. Su influencia se extiende a muchos otros sistemas operativos modernos, y los principios y conceptos introducidos en Unix continúan siendo relevantes en la informática actual. 

Es por ello que te queremos contar un poco más de la relevancia de este sistemas operativo ¡UNIX!

¡ Espero te haya gustado !

Conoce acerca del S.O. Unix

Unix es un sistema operativo multitarea, multiusuario y portátil desarrollado en los años 60. Su diseño modular y su enfoque en la simplicidad y la eficiencia lo han convertido en una piedra angular de la informática moderna. Desde su creación, Unix ha sido fundamental en el desarrollo de Internet, sistemas embebidos y servidores, brindando a los usuarios un entorno poderoso y flexible para realizar una amplia gama de tareas.

Si quieres indagar un poco más de todas funciones, herramientas y otros aspectos que contiene el sistema operativo UNIX los podrán obtener dando clic en los siguientes enlaces:

• https://edu.gcfglobal.org/es/informatica-basica/sistemas-operativos-la-familia-unix/1/
• https://www.dongee.com/tutoriales/que-es-unix-y-sus-caracteristicas/
• https://www.fyccorp.com/articulo-unix:-la-simplicidad-del-ingenio
• https://www.inabaweb.com/unix-definicion-y-caracteristicas/
• https://bioinf.comav.upv.es/courses/unix/unix_intro.html

Espero te sirvan como guía a este sistema operativo tan relevante entre la historia de los avances que han tenido y los nuevos sistemas operativos que se han desarrollado teniendo como base a UNIX.