Sistema operativo

¿Qué es un sistema operativo?

El sistema operativo es un conjunto de programas que gestiona los recursos de un dipositivo, como la memoria, el disco, el almacenamiento de informaciòn y los periféricos. Asimismo, permite la ejecución de aplicaciones sirviendo de intermediario entre el hardware y el usuario.

El sistema operativo está compuesto por el software del sistema, que son los programas fundamentales que la computadora necesita para arrancar y funcionar. Cada computadora de escritorio, tableta o teléfono inteligente incluye un sistema operativo para brindar una funcionalidad básica al dispositivo.

Su objetivo principal es hacer que el sistema informático sea cómodo de utilizar, además de aprovechar el hardware de una manera eficiente. El sistema operativo realiza las tareas básicas, como recibir la entrada del teclado, procesar las instrucciones y enviar la salida a la pantalla.

¿Para qué sirve un sistema operativo?

• Control maestro. Es el programa que sirve como control maestro de la computadora. Cuando esta se enciende, un pequeño programa de arranque lo carga. Aunque se pueden cargar módulos adicionales del sistema según sea necesario, la parte principal conocida como núcleo o kernel reside en todo momento en la memoria. Cuando se introdujeron las computadoras por primera vez, el usuario interactuaba con ellas mediante una interfaz de línea de comandos, que requería órdenes escritas. Actualmente, casi todas las computadoras utilizan un sistema operativo GUI (interfaz gráfica de usuario), mucho más fácil de usar y operar. Para los sistemas de gran tamaño cumple importantes responsabilidades. Actúa como un policía de tránsito, asegurándose de que no interfieran entre sí los diferentes programas que se ejecutan al mismo tiempo. También es responsable de la seguridad, garantizando que no puedan acceder al sistema usuarios no autorizados.
• Intermediario entre usuario y hardware. En un sistema informático, el hardware solo puede comprender el código de la máquina, en forma de 0 y 1, que no tiene ningún sentido para un usuario común. Se necesita un sistema que actúe como intermediario y gestione los procesos y recursos presentes en el sistema. Un sistema operativo podría especificarse como una interfaz entre una persona y el hardware. Garantiza que se ejecuten todos los procesos, el manejo de los archivos y de la CPU, la asignación de recursos y muchas otras tareas. Como el sistema operativo actúa principalmente como la interfaz de usuario de una computadora, interviene de manera notoria en la forma de interacción con el dispositivo. Por tanto, muchos usuarios prefieren usar un sistema operativo en particular.
• Ejecutar aplicaciones. Cuando los desarrolladores de software crean aplicaciones, deben escribirlas para un sistema operativo específico. Esto se debe a que cada sistema operativo se comunica con el hardware de manera diferente y tiene una interfaz de programa de aplicación específica (API) que el programador debe usar. Aunque muchos programas populares son multiplataforma, desarrollados para múltiples sistemas operativos, algunos solo están disponibles para un solo sistema operativo. Los programas se comunican con el sistema operativo para poder realizar todas las operaciones que tienen que ver con la gestión de archivos y la interfaz con el usuario.
• Objetivos. El propósito de un sistema operativo es controlar y organizar el hardware y el software para que el dispositivo funcione correctamente. Sus principales objetivos son:
  • Ocultar de los usuarios los detalles de los recursos de hardware.
  • Hacer que el sistema informático sea conveniente de usar de manera eficiente.
  • Gestionar los recursos de un sistema informático.
  • Proporcionar a los usuarios una interfaz conveniente para usar el sistema informático.
  • Proporcionar un intercambio eficiente y justo de los recursos entre usuarios y programas.
  • Realizar un seguimiento sobre quién está utilizando qué recurso, autorizando las solicitudes de recursos e interviniendo en solicitudes en conflicto de los diferentes programas y usuarios.

Componentes de un sistema operativo

• Núcleo. Es el componente central de un sistema operativo. Se carga inicialmente y permanece en la memoria principal. Gestiona la accesibilidad de la memoria RAM para los programas, establece cuáles programas tienen acceso a los recursos. Implanta los estados operativos de la CPU para un funcionamiento óptimo en todo momento.
• Módulo de ejecución de procesos. Ofrece una interfaz entre un programa de aplicación y el hardware, de tal modo que el programa de aplicación pueda conectarse con el hardware siguiendo simplemente los principios y procedimientos configurados en el sistema operativo.
• Módulo de Interrupciones. Las interrupciones son esenciales, porque ofrecen un método confiable para que el sistema operativo pueda responder a su entorno. Una interrupción es una señal de un dispositivo conectado a la computadora o de un programa dentro de la computadora, que necesita que el sistema operativo determine exactamente qué hacer a continuación. Al recibir una interrupción, la computadora pone en espera cualquier programa que se esté ejecutando, guarda su estado y ejecuta el código del sistema operativo asociado con la interrupción.
• Módulo de gestión de memoria. Está a cargo de todos los aspectos de la administración de la memoria. Asegura que un programa no entre en conflicto con la memoria que sea utilizada por otro programa.
• Módulo de multitarea. Describe el funcionamiento de múltiples programas independientes en la misma computadora. El sistema operativo tiene la capacidad de fijarse dónde se encuentran estos programas y pasar de uno a otro sin perder información. Se hace utilizando el tiempo compartido, donde cada programa utiliza una parte del tiempo de la computadora para ejecutarse.
• Módulo de seguridad. Si una computadora permite la operación simultánea de múltiples procesos, entonces estos procesos deben asegurarse de las actividades de cada uno. El sistema operativo debe ser capaz de diferenciar entre las solicitudes que se deben permitir procesar y las que no se deben procesar.
• Módulo de interfaz de usuario. Esta unidad es vital para que sea factible la comunicación humana. Verifica y solicita servicios del sistema operativo, obteniendo información desde los dispositivos de entrada y exigiendo que los servicios del sistema operativo muestren mensajes de estado y demás en los dispositivos de salida.
• Módulo de gestión de datos. Mantiene un seguimiento de los datos cuando están almacenados. El programa maneja los datos a través de un nombre de archivo y su ubicación particular. Esta unidad sabe dónde se almacenan físicamente los datos en el disco duro. La interacción entre una aplicación y el sistema operativo se realiza a través de una interfaz de programación. Cuando un programa necesita guardar o recuperar información llama a esta unidad, quien se encarga de la apertura, lectura, escritura y cierre de los archivos.

Tipos de sistemas operativos

• Sistema operativo en tiempo real (RTOS). Se utilizan para controlar sistemas industriales, instrumentos científicos y maquinarias. Este tipo de sistema operativo casi no tiene capacidad de interfaz de usuario, porque el sistema es una caja sellada al entregarse. Este tipo de sistema se utiliza principalmente para manejar los recursos de la computadora de tal manera que se ejecute una operación en particular en la misma cantidad exacta de tiempo cada vez que ocurra.
• Un usuario, una tarea. Opera el equipo informático de tal manera que una persona solo puede realizar un trabajo de forma simultánea. El sistema Palm pertenece a este tipo, utilizado para las computadoras de mano de esa marca.
• Un usuario, multitarea. Es el que se utiliza actualmente en las computadoras de escritorio. Windows es un sistema operativo donde se pueden tener varias aplicaciones ejecutándose de forma simultánea. Es decir, una persona puede estar escribiendo un texto en un procesador de palabras mientras se está imprimiendo un mensaje de correo electrónico y se descarga un archivo de Internet.
• Multiusuario. Con este tipo de sistema varias personas pueden utilizar al mismo tiempo los recursos de una computadora. El sistema operativo debe tener la certeza de que exista un equilibrio en los requerimientos de los usuarios y que cada programa que estén utilizando tenga por separado los suficientes recursos para que, si hay algún problema con un usuario, no afecte a los demás. Los sistemas operativos Unix y VMS que se utilizan en las macrocomputadoras forman parte de este tipo de sistemas operativos.

Funciones de un sistema operativa

• Interfaz de usuario. Actualmente todo se basa en gráficos, la interfaz de usuario incluye ventanas, menús y un método de interacción entre el usuario y la computadora. Antes de la existencia de las interfaces gráficas de usuario (GUI), todas las operaciones se realizaban mediante comandos. Los sistemas operativos pueden admitir interfaces opcionales.
• Gestión de trabajos. La gestión de trabajos controla tanto el tiempo como la secuencia en que se ejecutan las aplicaciones. El lenguaje de control de trabajos de IBM es común en el entorno de las macrocomputadoras y servidores de gama alta. Fue desarrollado para programar el trabajo diario. En los servidores Unix/Linux es común la ejecución de pequeños programas en ciertos momentos durante el día. En un entorno de escritorio se pueden escribir archivos por lotes para realizar una secuencia de operaciones, que pueden programarse para que comiencen en un momento dado.
• Gestión de tareas. En el entorno de macrocomputadoras y servidores esta gestión es crítica. Se pueden priorizar las aplicaciones para que se ejecuten más rápido o más lento, dependiendo de su propósito. En las computadoras de escritorio la multitarea suele ser un cambio de tareas, manteniendo abiertas las aplicaciones para que los usuarios puedan ir y venir entre ellas.
• Manejo de dispositivos. Los dispositivos pueden ser manejados por el sistema operativo mediante instrucciones en el código propio del periférico. El software utilizado para comunicarse con los periféricos se llama controlador. Se requiere un controlador específico para cada dispositivo conectado a la computadora.
• Seguridad. Los sistemas operativos brindan protección con contraseñas para mantener fuera del sistema a usuarios no autorizados. Se mantienen registros de actividad, pudiendo brindar un recuento del tiempo para fines de facturación. También pueden proporcionar rutinas de respaldo y de recuperación para comenzar de nuevo en caso de alguna falla del sistema.

Sistemas operativos más utilizados

• Windows. Ha sido el sistema operativo más utilizado para las computadoras personales. Cada versión contiene una interfaz gráfica de usuario, con la cual los usuarios pueden ver los archivos y carpetas. Microsoft lo introdujo con la versión 1.0 en 1984. La versión más reciente para usuarios finales es Windows 11. Windows se puede ejecutar en cualquier computadora de la serie x86, como los procesadores Intel y AMD. Por tal motivo, se puede instalar en la gran mayoría de marcas de computadoras.
• OS X. Fue diseñado por Apple para las computadoras Macintosh. Reemplazó al Mac OS 9 en 2001 como el sistema operativo estándar para Mac. Se basa en Unix y utiliza su mismo núcleo. Este núcleo proporciona a OS X mejores capacidades para procesamientos múltiples y mejor administración de memoria. La interfaz de escritorio OS X se llama Finder e incluye varias características estándar, como una barra de menú fija en la parte superior de la pantalla. Este sistema operativo contiene también una gran biblioteca de funciones, que se pueden utilizar al escribir programas para Mac.
• Linux. Es un sistema operativo tipo Unix creado por Linus Torvalds. Cuando se terminó de construir una versión funcional de Linux, se distribuyó libremente, lo que lo ayudó a ganar popularidad. Actualmente, Linux es utilizado por millones de personas en todo el mundo. Este sistema operativo es altamente personalizable. Los programadores pueden incluso modificar el código fuente y crear su propia versión del sistema operativo Linux. Con frecuencia se instala Linux en los servidores de alojamiento web porque los servidores basados ​​en este sistema son más económicos de configurar y mantener que los que se basan ​​en Windows. Linux también es compatible con varias plataformas de hardware, incluyendo Intel, PowerPC, DEC Alpha, Sun Sparc y Motorola.
• Android. Es una plataforma gratuita basada en Linux. Originalmente fue desarrollado por Google y lanzado en 2007 para plataformas móviles. Es un fuerte rival para Apple iOS, que es el sistema operativo utilizado en el iPhone de Apple.
• Atari. Atari Inc. es una empresa productora de juegos arcade. Esta compañía ha desarrollado diversos sistemas operativos para sus consolas, entre los que destacan:
  • GEMDOS.
  • BIOS.
  • XBIOS.
  • The Operating System (TOS).
  • MultiTOS.
  • FreeMiNT.
• BlackBerry OS. Blackberry, anteriormente conocida como Research In Motion Limited, es una compañía con sede en Canadá que produce hardware y software. El sistema operativo empleado en los dispositivos móviles es el BlackBerry OS, que se basa en la tecnología de Java. A diferencia del sistema operativo de Android, el BlackBerry OS es un sistema de código cerrado, por lo que solo puede ser empleado en dispositivos de la compañía.
• JavaOS. El sistema operativo de Java es de código abierto, por lo que se puede emplear en diversos dispositivos, no solo en los producidos por la empresa. Se trata también de un sistema multiplataforma, lo que quiere decir que es compatible con otros sistemas operativos (Windows, Linux, entre otros).
• FreeBSD. El sistema operativo FreeBSD es un sistema de código libre que se basa en los sistemas desarrollados por Unix, compatible con el sistema operativo GNU/Linux y las aplicaciones desarrolladas por este. Este sistema es utilizado por la plataforma Yahoo! y por las consolas de Nintedo.

Referencias

1. Operating system. Recuperado de yourdictionary.com.
2. Linux. Recuperado de techterms.com.
3. Operating System. Recuperado de techterms.com.
4. Computer – Operating System. Recuperado de tutorialspoint.com.
5. Components of Operating System. Recuperado de earthslab.com.