Un sistema operativo se
encarga de crear el vínculo entre los recursos materiales, el usuario y las
aplicaciones (procesador de texto, videojuegos, etc). Cuando un programa desea
acceder a un recurso material, no necesita enviar información específica a los
dispositivos periféricos; simplemente envía la información al sistema
operativo, el cual la transmite a los periféricos correspondientes a través de
su driver (controlador). Si no existe ningún driver, cada programa debe
reconocer y tener presente la comunicación con cada tipo de periférico.
De esta forma, el sistema operativo permite la
"disociación" de programas y hardware, principalmente para simplificar
la gestión de recursos y proporcionar una interfaz de usuario sencilla con
el fin de reducir la complejidad del equipo.
CARACTERÍSTICAS DE UN SISTEMA
OPERATIVO
- · Conveniencia. Un Sistema Operativo hace más conveniente el uso de una computadora.
- · Eficacia. Un Sistema Operativo permite que los recursos de la computadora se usen de la manera más eficiente posible.
- · Habilidad para evolucionar. Un Sistema Operativo deberá construirse de manera que permita el desarrollo, prueba o introducción efectiva de nuevas funciones del sistema sin interferir con el servicio.
- · Encargado de administrar el hardware. El Sistema Operativo se encarga de manejar de una mejor manera los recursos de la computadora en cuanto a hardware se refiere, esto es, asignar a cada proceso una parte del procesador para poder compartir los recursos.
- · Relacionar dispositivos (gestionar a través del kernel). El Sistema Operativo se debe encargar de comunicar a los dispositivos periféricos, cuando el usuario así lo requiera.
- · Organizar datos para acceso rápido y seguro.
- · Manejar las comunicaciones en red. El Sistema Operativo permite al usuario manejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redes de computadoras.
- · Procesamiento por bytes de flujo a través del bus de datos.
- · Facilitar las entradas y salidas. Un Sistema Operativo debe hacerle fácil al usuario el acceso y manejo de los dispositivos de Entrada/Salida de la computadora.
- · Técnicas de recuperación de errores.
- · Evita que otros usuarios interfieran. El Sistema Operativo evita que los usuarios se bloqueen entre ellos, informándoles si esa aplicación esta siendo ocupada por otro usuario.
- · Generación de estadísticas.
- · Permite que se puedan compartir el hardware y los datos entre los usuarios.
CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
EVOLUCIÓN DE SISTEMAS OPERATIVOS
Los sistemas
operativos se pueden clasificar según los siguientes parámetros.
Usuarios
Según el número de
usuarios que pueden utilizar a la vez los recursos del sistema, los sistemas
operativos pueden ser:
MonoUsuario
En este tipo de
sistema solo hay un único usuario que trabaja con el ordenador y tiene
disponibles todos los recursos del sistema para el mismo. Si otro usuario
quiere utilizar el sistema ha de esperar a que termine el primero para
utilizarlo.
Los ejemplos mas
claros de sistemas operativos monousuario pueden ser: DOS (Disk Operating
System), Windows XP, Windows 2000, etc.
MultiUsuario
En estos sistemas
varios usuarios pueden utilizar los recursos del sistema a la vez o
simultáneamente. La forma más común de utilizar estos sistemas por parte de los
usuarios es a través de terminales “tontos” o bien mediante ordenadores
clientes conectados al ordenador principal o servidor.
Procesos
Dependiendo del
numero de procesos que se pueden ejecutar a la vez en el sistema, los sistemas
operativos pueden ser:
MonoTarea
En este tipo de
sistemas solo se puede ejecutar un proceso a la vez, mientras dicho proceso
este en ejecución los recursos del sistema están disponibles para el mismo
proceso, para iniciarse un nuevo proceso o aplicación se ha de terminar primero
con la que se esta trabajando. Un ejemplo claro de sistema operativo monotarea
es DOS (Disk Operanting System).
MultiTarea
En este tipo de
sistemas se pueden ejecutar varios programas o procesos de forma “simultanea”,
para realizar esta acción el procesador comparte y va dedicando a cada proceso
un tiempo de uso, de esta forma todos los procesos se irán ejecutando “a la
vez”. La carga de procesos hará que el procesador tarde mas tiempo en ejecutar
todos los procesos pero comparando con un sistema monotarea el tiempo medio de
espera será menor. Un ejemplo de este tipo de sistemas puede ser Unix y Linux.
Procesadores
Según el número de
procesadores que el sistema operativo es capaz de utilizar, se pueden
clasificar los sistemas operativos de la forma siguiente:
MonoProceso
El ordenador en el
cual se utiliza el sistema operativo solo tiene un procesador y el sistema
operativo solo es capaz de manejar un procesador. Todos los procesos del
sistema pasaran por dicho procesador aunque el sistema pueda denominarse
multitarea y multiusuario, y de hecho varias personas puedan trabajar con el mismo
equipo, teniendo este un solo procesador, realmente los procesos que es
capaz de ejecutar el procesador a la vez, es solo uno, aunque se reparte el
tiempo de uso del procesador entre todos los procesos activos del sistema,
simulando un multiproceso.
MultiProceso
Si el sistema
informático cuenta con dos o más procesadores, existen sistemas operativos
capaces de gestionar varios procesadores a la vez, de esta forma se aprovecha
mejor la capacidad del equipo en la ejecución de procesos entre varios procesadores,
la utilización de los procesadores por parte del sistema puede ser de dos
tipos:
- MultiProceso Simetrico (SMP, Symetrical MultiProcessing): En el cual el sistema operativo utiliza los procesadores por igual alternando el uso de los mismos de forma simultánea.
- MultiProceso Asimetrico (AMP, Asymetrical MultiProcessing): El sistema reparte las tareas que están realizando los procesadores, determinando que procesos ejecuta cada procesador.
Tiempos de
respuesta
Según el tiempo que
los usuarios obtienen los resultados después de iniciar las aplicaciones, los
sistemas pueden ser:
Tiempo Real
La respuesta del
sistema es inmediata después de iniciar el proceso.
Tiempo Compartido
Los procesos
utilizan ciclos de la unidad central de proceso compartiendo el procesador.
- LA DÉCADA DE
LOS AÑOS 40
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
(en realidad al existir tan pocas computadoras todos podrían considerarse
prototipos y cada constructor lo hacía sin seguir ningún criterio
predeterminado). Por aquel entonces no existían los sistemas
operativos, y los programadores debían interactuar con el hardware del computador sin ayuda externa. Esto hacía que
el tiempo de preparación para realizar una tarea fuera considerable. Además
para poder utilizar la computadora debía
hacerse por turnos. Para ello, en muchas instalaciones, se rellenaba un
formulario de reserva en el que se indicaba el tiempo que el programador
necesitaba para realizar su trabajo. En aquel entonces las computadoras eran
máquinas muy costosas lo que hacía que estuvieran muy solicitadas y que sólo
pudieran utilizarse en periodos breves de tiempo. Todo se hacía en lenguaje de
máquina.
- LA DÉCADA
DE LOS AÑOS 50
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.
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 LOS AÑOS 60
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. Existen dos
arquitecturas que resuelven estos problemas:
La arquitectura NUMA, donde cada procesador
tiene acceso y control exclusivo a una parte de la memoria. La
arquitectura SMP, donde todos los procesadores comparten toda
la memoria. Esta última debe lidiar con el problema de la coherencia
de caché. Cada microprocesador cuenta con su propia memoria cache local.
De manera que cuando un microprocesador escribe en una dirección de memoria, lo
hace únicamente sobre su copia local en caché. Si otro microprocesador tiene
almacenada la misma dirección de memoria en su caché, resultará que trabaja con
una copia obsoleta del dato almacenado.
Para que un multiprocesador opere
correctamente necesita un sistema operativo especialmente diseñado para ello.
La mayoría de los sistemas operativos actuales poseen esta capacidad.
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
deProlog, y en la revolucionaria orientación a objetos, Smalltalk.
Inconvenientes de los Sistemas operativos
Se trataba de sistemas grandes, complejos y
costosos, pues antes no se había construido nada similar y muchos de los
proyectos desarrollados terminaron con costos muy por encima del presupuesto y
mucho después de lo que se marcaba como fecha de finalización. Además, aunque
formaban una capa entre el hardware y el usuario, éste debía conocer un
complejo lenguaje de control para realizar sus trabajos. Otro de los
inconvenientes es el gran consumo de recursos que ocasionaban, debido a los
grandes espacios de memoria principal y secundaria ocupados, así como el tiempo
de procesador consumido. Es por esto que se intentó hacer hincapié en mejorar
las técnicas ya existentes de multiprogramación y tiempo compartido.
Características de los nuevos sistemas
Sistemas operativos desarrollados
MULTICS (Multiplexed
Information and Computing Service): Originalmente era un proyecto cooperativo
liderado por Fernando Corbató del MIT, con General Electric y los laboratorios
Bell, que comenzó en los 60, pero los laboratorios Bell abandonaron en 1969
para comenzar a crear el sistema UNIX. Se desarrolló inicialmente para el
mainframe GE-645, un sistema de 36 bits; después fue soportado por la
serie de máquinas Honeywell 6180.
Fue uno de los primeros. Además, los traducía a
instrucciones de alto nivel destinadas a BDOS.
BDOS (Basic Disk Operating System):
Traductor de las instrucciones en llamadas a la BIOS.
El hecho de que, años después, IBM eligiera para
sus PC a MS-DOS supuso su mayor fracaso, por lo que acabó
desapareciendo.
- DÉCADA DE LA LOS AÑOS 80
Con la creación de los circuitos LSI -integración a gran escala-, chips
que contenían miles de transistores en un centímetro cuadrado de
silicio, empezó el auge de los ordenadores personales. En éstos se dejó un poco
de lado el rendimiento y se buscó más que el sistema operativo fuera amigable,
surgiendo menús, e interfaces gráficas. Esto reducía la rapidez de las
aplicaciones, pero se volvían más prácticos y simples para los usuarios. En
esta época, siguieron utilizándose lenguajes ya existentes,
como Smalltalk o C, y nacieron otros nuevos, de
los cuales se podrían destacar: C++ y Eiffel dentro del
paradigma de la orientación a objetos,
y Haskell y Miranda en el campo de la programación
declarativa. Un avance importante que se estableció a mediados de la década
de 1980 fue el desarrollo de redes de computadoras personales que
corrían sistemas operativos en red y sistemas operativos distribuidos. En esta
escena, dos sistemas operativos eran los mayoritarios: MS-DOS (Micro
Soft Disk Operating System), escrito por Microsoft para IBM
PC y otras computadoras que utilizaban la CPU Intel 8088 y sus
sucesores, y UNIX, que dominaba en los ordenadores personales que hacían
uso del Motorola 68000.
Mac OS
El lanzamiento oficial del ordenador Macintosh en enero
de 1984, al precio de US $1,995 (después cambiado a $2,495 dólares).
Incluía su sistema operativo Mac OS cuya características novedosas
era una GUI (Graphic User Interface), Multitareas y Mouse. Provocó
diferentes reacciones entre los usuarios acostumbrados a la línea de comandos y
algunos tachando el uso del Mouse como juguete.
MS-DOS
En 1981 Microsoft compró un sistema operativo
llamado QDOS que, tras realizar unas pocas modificaciones, se
convirtió en la primera versión de MS-DOS (Micro Soft Disk Operating System).
A partir de aquí se sucedieron una serie de cambios hasta llegar a la versión
7.1, versión 8 en Windows Milenium, a partir de la cual MS-DOS dejó de existir
como un componente del Sistema Operativo.
Microsoft Windows
A mediados de los años 80 se crea este sistema operativo, pero no es
hasta la salida de (Windows 95) que se le puede considerar un sistema
operativo, solo era una interfaz gráfica del (MS-DOS) en el cual se disponía de
unos diskettes para correr los programas. Hoy en día es el sistema operativo más
difundido en el ámbito doméstico aunque también hay versiones para servidores
como Windows NT. (Microsoft) ha diseñado también algunas versiones para
superordenadores, pero sin mucho éxito. Años después se hizo el (Windows 98)
que era el más eficaz de esa época. Después se crearía el sistema operativo de
(Windows ME) (Windows Millenium Edition) aproximadamente entre el año 1999 y el
año 2000. Un año después se crearía el sistema operativo de (Windows 2000) en
ese mismo año. Después le seguiría el sistema operativo más utilizado en la
actualidad, (Windows XP) y otros sistemas operativos de esta familia
especializados en las empresas. Ahora el más reciente es (Windows 7) (Windows
Seven) que salió al mercado el 22 de octubre del 2009, dejando atrás al (Windows
Vista), que tuvo innumerables críticas durante el poco tiempo que duró en el
mercado.
Fue vendido como uno de los primeros ordenadores personales, y es que el TRS-80 simplemente tuvo un gran éxito. Fue desarrollado por Tandy, y aunque no contaba con muchas ventas, consiguió vender un total de 10.000 unidades en sólo un mes. Incorporan a un monitor, una cassette, y un teclado-computador.
- DÉCADA DE LOS AÑOS 90
GNU/Linux
Este sistema es una versión mejorada de Unix, basado en el
estándar POSIX, un sistema que en principio trabajaba en modo comandos. Hoy
en día dispone de Ventanas, gracias a un servidor gráfico y a gestores de
ventanas como KDE, GNOME entre muchos.
Recientemente GNU/Linux dispone de un aplicativo que convierte las
ventanas en un entorno 3D como por ejemplo Beryl oCompiz. Lo que
permite utilizar Linux de una forma visual atractiva.
Existen muchas distribuciones actuales de Gnu/Linux (Debian, Fedora,
Ubuntu, Slackware, etc.) donde todas ellas tienen en común que ocupan el mismo
núcleo Linux. Dentro de las cualidades de Gnu/Linux se puede caracterizar el
hecho de que la navegación a través de la web es sin riegos de ser afectada por
virus, esto debido al sistema de permisos implementado, el cual no deja correr
ninguna aplicación sin los permisos necesarios, permisos que son otorgados por
el usuario. A todo esto se suma que los virus que vienen en dispositivos
desmontables tampoco afectan al sistema, debido al mismo sistema de permisos.
ReactOS
ReactOS (React Operating System) es un sistema operativo de código
abierto destinado a lograr la compatibilidad binaria con aplicaciones de
software y controladores de dispositivos hechos para Microsoft Windows NT
versiones 5.x en adelante (Windows XP y sus sucesores).
En 1996 un grupo de programadores y desarrolladores de software libre
comenzaron un proyecto llamado FreeWin 95 el cual consistía en implementar un
clon de Windows 95. El proyecto estuvo bajo discusión por el diseño del
sistema ya habiendo desarrollado la capa compatible con MS-DOS, pero
lamentablemente esta fue una situación que no se completó. Para 1997 el
proyecto no había lanzado ninguna versión, por lo que los miembros de éste,
coordinados por Jason Filby, pudieron revivirlo. Se decidió cambiar el núcleo
del sistema compatible con MS-DOS y de ahora en adelante basárlo en
uno compatible con Windows NT y así el proyecto pudo seguir adelante
con el nombre actual de ReactOS, que comenzó en febrero de 1998, desarrollando
las bases del kernel y algunos drivers básicos.
SISTEMAS OPERATIVOS MODERNOS
Los Sistemas Operativos actuales tienen características principales y componentes, ademas 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.
En la actualidad existen varios sistemas operativos, pero las personas solo tienden a utilizar unos pocos, debido a que no todos tienen las mismas funcionalidades y la gran mayoría son muy limitados.
Lista de sistemas operativos actuales para PC
- Microsoft Windows
- Mac OS
- GNU/Linux
- Unix
- Solaris
- Google Chrome OS
- Debian
- Ubuntu
- Mandriva
- Sabayon
- Fedora
- Reactos
Lista de sistemas operativos actuales para móviles
