Sistema operativo


Un Sistema operativo (SO) es un software que actúa de interfaz entre los dispositivos de hardware y los programas usados por el usuario para manejar un computador. Es responsable de gestionar, coordinar las actividades y llevar a cabo el intercambio de los recursos y actúa como estación para las aplicaciones que se ejecutan en la máquina.


Uno de los más prominentes ejemplos de sistema operativo, es el núcleo Linux, el cual junto a las herramientas GNU, forman las llamadas distribuciones Linux.

Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo, pues este, es sólo el núcleo y no necesita de entorno operador para estar operativo y funcional. Este error de precisión, se debe a la modernización de la informática llevada a cabo a finales de los 80, cuando la filosofía de estructura básica de funcionamiento de los grandes computadores  se rediseñó a fin de llevarla a los hogares y facilitar su uso, cambiando el concepto de computador multiusuario, (muchos usuarios al mismo tiempo) por un sistema monousuario (únicamente un usuario al mismo tiempo) más sencillo de gestionar.(Véase AmigaOS, beOS o MacOS como los pioneros de dicha modernización, cuando los Amiga, fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters por su capacidad para la Edición de vídeo en entorno multitarea round robin, con gestión de miles de colores e interfaces intuitivos para diseño en 3D con programas como Imagine o Scala multimedia, entre muchos otros.)

Uno de los propósitos de un sistema operativo como programa estación principal, consiste en gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles. Se encuentran en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar. (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, etc.)

Parte de la infraestructura de la World Wide Web está compuesta por el Sistema Operativo de Internet, creado por Cisco Systems para gestionar equipos de interconexión como los conmutadores y los enrutadores.

Con el paso del tiempo, los Sistemas Operativos fueron clasificándose de diferentes maneras, dependiendo del uso o de la aplicación que se les daba. A continuación se mostrarán diversos tipos de Sistemas Operativos que existen en la actualidad, con algunas de sus características:

Sistemas Operativos de multiprogramación      (o Sistemas Operativos de multitarea).

Es el modo de funcionamiento disponible en algunos sistemas operativos, mediante el cual una computadora procesa varias tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de multitareas. La conmutación de contextos (context Switching) es un tipo muy simple de multitarea en el que dos o más aplicaciones se cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se esta procesando la aplicación que se encuentra en primer plano (la que ve el usuario). Para activar otra tarea que se encuentre en segundo plano, el usuario debe traer al primer plano la ventana o pantalla que contenga esa aplicación. En la multitarea cooperativa, la que se utiliza en el sistema operativo Macintosh, las tareas en segundo plano reciben tiempo de procesado durante los tiempos muertos de la tarea que se encuentra en primer plano (por ejemplo, cuando esta aplicación esta esperando información del usuario), y siempre que esta aplicación lo permita. En los sistemas multitarea de tiempo compartido, como OS/2, cada tarea recibe la atención del microprocesador durante una fracción de segundo. Para mantener el sistema en orden, cada tarea recibe un nivel de prioridad o se procesa en orden secuencial. Dado que el sentido temporal del usuario es mucho más lento que la velocidad de procesamiento del ordenador, las operaciones de multitarea en tiempo compartido parecen ser simultáneas.

Se distinguen por sus habilidades para poder soportar la ejecución de dos o más trabajos activos (que se están ejecutado) al mismo tiempo. Esto trae como resultado que la Unidad Central de Procesamiento (UCP) siempre tenga alguna tarea que ejecutar, aprovechando al máximo su utilización.
Su objetivo es tener a varias tareas en la memoria principal, de manera que cada uno está usando el procesador, o un procesador distinto, es decir, involucra máquinas con más de una UCP.
Sistemas Operativos como UNIX, Windows 95, Windows 98, Windows NT, MAC-OS, OS/2, soportan la multitarea.

Las características de un Sistema Operativo de multiprogramación o multitarea son las siguientes:


Mejora productividad del sistema y utilización de recursos.
Multiplexa recursos entre varios programas.
Generalmente soportan múltiples usuarios (multiusuarios).
Proporcionan facilidades para mantener el entorno de usuarios individuales.
Requieren validación de usuario para seguridad y protección.
Proporcionan contabilidad del uso de los recursos por parte de los usuarios.
Multitarea sin soporte multiusuario se encuentra en algunos computadores personales o en sistemas de tiempo real.
Sistemas multiprocesadores son sistemas multitareas por definición ya que soportan la ejecución simultánea de múltiples tareas sobre diferentes procesadores.
En general, los sistemas de multiprogramación se caracterizan por tener múltiples programas activos compitiendo por los recursos del sistema: procesador, memoria, dispositivos periféricos.


Sistema Operativo Monotareas.

Los sistemas operativos monotareas son más primitivos y es todo lo contrario al visto anteriormente, es decir, solo pueden manejar un proceso en cada momento o que solo puede ejecutar las tareas de una en una. Por ejemplo cuando la computadora esta imprimiendo un documento, no puede iniciar otro proceso ni responder a nuevas instrucciones hasta que se termine la impresión.


Sistema Operativo Monousuario.

Los sistemas monousuarios son aquellos que nada más puede atender a un solo usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se este ejecutando.
Estos tipos de sistemas son muy simples, porque todos los dispositivos de entrada, salida y control dependen de la tarea que se esta utilizando, esto quiere decir, que las instrucciones que se dan, son procesadas de inmediato; ya que existe un solo usuario. Y están orientados principalmente por los microcomputadores.


Sistema Operativo Multiusuario.

Es todo lo contrario a monousuario; y en esta categoría se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes.
En otras palabras consiste en el fraccionamiento del tiempo (timesharing).


Sistemas Operativos por lotes.

Los Sistemas Operativos por lotes, procesan una gran cantidad de trabajos con poca o ninguna interacción entre los usuarios y los programas en ejecución. Se reúnen todos los trabajos comunes para realizarlos al mismo tiempo, evitando la espera de dos o más trabajos como sucede en el procesamiento en serie. Estos sistemas son de los más tradicionales y antiguos, y fueron introducidos alrededor de 1956 para aumentar la capacidad de procesamiento de los programas.

Cuando estos sistemas son bien planeados, pueden tener un tiempo de ejecución muy alto, porque el procesador es mejor utilizado y los Sistemas Operativos pueden ser simples, debido a la secuenciabilidad de la ejecución de los trabajos.
Algunos ejemplos de Sistemas Operativos por lotes exitosos son el SCOPE, del DC6600, el cual está orientado a procesamiento científico pesado, y el EXEC II para el UNIVAC 1107, orientado a procesamiento académico.

Algunas otras características con que cuentan los Sistemas Operativos por lotes son:


Requiere que el programa, datos y órdenes al sistema sean remitidos todos juntos en forma de lote.
Permiten poca o ninguna interacción usuario/programa en ejecución.
Mayor potencial de utilización de recursos que procesamiento serial simple en sistemas multiusuarios.
No conveniente para desarrollo de programas por bajo tiempo de retorno y depuración fuera de línea.
Conveniente para programas de largos tiempos de ejecución (ej, análisis estadísticos, nóminas de personal, etc.).
Se encuentra en muchos computadores personales combinados con procesamiento serial.
Planificación del procesador sencilla, típicamente procesados en orden de llegada.
Planificación de memoria sencilla, generalmente se divide en dos: parte residente del S.O. y programas transitorios.
No requieren gestión crítica de dispositivos en el tiempo.
Suelen proporcionar gestión sencilla de manejo de archivos: se requiere poca protección y ningún control de concurrencia para el acceso.

Sistemas Operativos de tiempo real.

Los Sistemas Operativos de tiempo real son aquellos en los cuales no tiene importancia el usuario, sino los procesos. Por lo general, están subutilizados sus recursos con la finalidad de prestar atención a los procesos en el momento que lo requieran. se utilizan en entornos donde son procesados un gran número de sucesos o eventos.

Muchos Sistemas Operativos de tiempo real son construidos para aplicaciones muy específicas como control de tráfico aéreo, bolsas de valores, control de refinerías, control de laminadores. También en el ramo automovilístico y de la electrónica de consumo, las aplicaciones de tiempo real están creciendo muy rápidamente.

Otros campos de aplicación de los Sistemas Operativos de tiempo real son los siguientes:


Control de trenes.
Telecomunicaciones.
Sistemas de fabricación integrada.
Producción y distribución de energía eléctrica.
Control de edificios.
Sistemas multimedia.

Algunos ejemplos de Sistemas Operativos de tiempo real son: VxWorks, Solaris, Lyns OS y Spectra.  

Los Sistemas Operativos de tiempo real, cuentan con las siguientes características:

Se dan en entornos en donde deben ser aceptados y procesados gran cantidad de sucesos, la mayoría externos al sistema computacional, en breve tiempo o dentro de ciertos plazos.
Se utilizan en control industrial, conmutación telefónica, control de vuelo, simulaciones en tiempo real., aplicaciones militares, etc.
Objetivo es proporcionar rápidos tiempos de respuesta.
Procesa ráfagas de miles de interrupciones por segundo sin perder un solo suceso.
Proceso se activa tras ocurrencia de suceso, mediante interrupción.
Proceso de mayor prioridad expropia recursos.


Por tanto generalmente se utiliza planificación expropiativa basada en prioridades.
Gestión de memoria menos exigente que tiempo compartido, usualmente procesos son residentes permanentes en memoria.
Población de procesos estática en gran medida.
Poco movimiento de programas entre almacenamiento secundario y memoria.
Gestión de archivos se orienta más a velocidad de acceso que a utilización eficiente del recurso.


Sistemas Operativos de tiempo compartido.

Permiten la simulación de que el sistema y sus recursos son todos para cada usuario. El usuario hace una petición a la computadora, esta la procesa tan pronto como le es posible, y la respuesta aparecerá en la terminal del usuario.

Los principales recursos del sistema, el procesador, la memoria, dispositivos de E/S, son continuamente utilizados entre los diversos usuarios, dando a cada usuario la ilusión de que tiene el sistema dedicado para sí mismo. Esto trae como consecuencia una gran carga de trabajo al Sistema Operativo, principalmente en la administración de memoria principal y secundaria.


Ejemplos de Sistemas Operativos de tiempo compartido son Multics, OS/360 y DEC-10.


Características de los Sistemas Operativos de tiempo compartido:


Populares representantes de sistemas multiprogramados multiusuario, ej: sistemas de diseño asistido por computador, procesamiento de texto, etc.
Dan la ilusión de que cada usuario tiene una máquina para sí.
Mayoría utilizan algoritmo de reparto circular.
Programas se ejecutan con prioridad rotatoria que se incrementa con la espera y disminuye después de concedido el servicio.
Evitan monopolización del sistema asignando tiempos de procesador (time slot).
Gestión de memoria proporciona protección a programas residentes.
Gestión de archivo debe proporcionar protección y control de acceso debido a que pueden existir múltiples usuarios accesando un mismo archivos.


Sistemas Operativos distribuidos.

Permiten distribuir trabajos, tareas o procesos, entre un conjunto de procesadores. Puede ser que este conjunto de procesadores esté en un equipo o en diferentes, en este caso es trasparente para el usuario. Existen dos esquemas básicos de éstos. Un sistema fuertemente acoplado es a es aquel que comparte la memoria y un reloj global, cuyos tiempos de acceso son similares para todos los procesadores. En un sistema débilmente acoplado los procesadores no comparten ni memoria ni reloj, ya que cada uno cuenta con su memoria local.
Los sistemas distribuidos deben de ser muy confiables, ya que si un componente del sistema se compone otro componente debe de ser capaz de reemplazarlo.


Entre los diferentes Sistemas Operativos distribuidos que existen tenemos los siguientes: Sprite, Solaris-MC, Mach, Chorus, Spring, Amoeba, Taos, etc.


Características de los Sistemas Operativos distribuidos:


Colección de sistemas autónomos capaces de comunicación y cooperación mediante interconexiones hardware y software .
Gobierna operación de un S.C. y proporciona abstracción de máquina virtual a los usuarios.
Objetivo clave es la transparencia.
Generalmente proporcionan medios para la compartición global de recursos.
Servicios añadidos: denominación global, sistemas de archivos distribuidos, facilidades para distribución de cálculos (a través de comunicación de procesos internodos, llamadas a procedimientos remotos, etc.).


Sistemas Operativos de red.

Son aquellos sistemas que mantienen a dos o más computadoras unidas através de algún medio de comunicación (físico o no), con el objetivo primordial de poder compartir los diferentes recursos y la información del sistema.


El primer Sistema Operativo de red estaba enfocado a equipos con un procesador Motorola 68000, pasando posteriormente a procesadores Intel como Novell Netware.

Los Sistemas Operativos de red mas ampliamente usados son: Novell Netware, Personal Netware, LAN Manager, Windows NT Server, UNIX, LANtastic.


Sistemas Operativos paralelos.

En estos tipos de Sistemas Operativos se pretende que cuando existan dos o más procesos que compitan por algún recurso se puedan realizar o ejecutar al mismo tiempo.
En UNIX existe también la posibilidad de ejecutar programas sin tener que atenderlos en forma interactiva, simulando paralelismo (es decir, atender de manera concurrente varios procesos de un mismo usuario). Así, en lugar de esperar a que el proceso termine de ejecutarse (como lo haría normalmente), regresa a atender al usuario inmediatamente después de haber creado el proceso.


Ejemplos de estos tipos de Sistemas Operativos están: Alpha, PVM, la serie AIX, que es utilizado en los sistemas RS/6000 de IBM.


Sistemas operativo DOS

DOS es una familia de sistemas operativos para PC. El nombre son las siglas de Disk Operating System (sistema operativo de disco). Fue creado originalmente para computadoras de la familia IBM PC, que utilizaban los procesadores Intel 8086 y 8088, de 16 bits, siendo el primer sistema operativo popular para esta plataforma. Contaba con una interfaz de línea de comandos en modo texto o alfanumérico, vía su propio intérprete de órdenes, command.com. Probablemente la más popular de sus variantes sea la perteneciente a la familia MS-DOS, de Microsoft, suministrada con buena parte de los ordenadores compatibles con IBM PC, en especial aquellos de la familia Intel, como sistema operativo independiente o nativo, hasta la versión 6.22 (bien entrados los 90), frecuentemente adjunto a una versión de la interfaz gráfica Ms Windows de 16 bits, como las 3.1x.

En las versiones nativas de Windows, basadas en NT (y éste a su vez en OS/2 2.x) (véase Windows NT, 2000, 2003, XP o Vista) MS-DOS desaparece como sistema operativo (propiamente dicho) y entorno base, desde el que se arrancaba el equipo y sus procesos básicos y se procedía a ejecutar y cargar la inferfaz gráfica o entorno operativo de Windows. Todo vestigio del mismo queda relegado, en tales versiones, a la existencia de un simple intérprete de comandos, denominado Símbolo del Sistema, ejecutado como aplicación mediante cmd.exe, a partir del propio entorno gráfico (elevado ahora a la categoría de sistema).


Características del Sistema operativo DOS:



El DOS carece por completo de interfaz gráfica, y no utiliza el ratón, aunque a partir de ciertas versiones solía incluir controladoras para detectarlo, inicializarlo y hacerlo funcionar bajo diversas aplicaciones de edición y de interfaz y entorno gráfico, además de diversos juegos que tendían a requerirlo (como juegos de estrategia, aventuras gráficas y shoot'em up subjetivos, entre otros). Por sí sólo es incapaz de detectar el hardware, a menos que las mencionadas controladoras incluyan en su núcleo de sistema, como residentes en memoria, el código, instrucciones y funciones necesarias. En cualquier caso, el intérprete de comandos y la mayoría de sus aplicaciones y mandatos de edición debían o podían ser fácilmente controlados manualmente, a través del teclado, ya fuera mediante comandos, o introduciendo teclas de acceso rápido para activar los distintos menús y opciones desde el editor (un buen ejemplo de esto último son el editor de texto edit.com, el menú de ayuda help.exe, ó el intérprete de BASIC qbasic.exe, incluidos en las últimas versiones del MS-DOS). Tales opciones siguen, de hecho, encontrándose presentes en los Windows, en versiones muy posteriores.



La historia del sistema operativo MS-DOS comienza en 1981, con la compra por parte de Microsoft, de un sistema operativo llamado QDOS, que tras realizar unas pocas modificaciones, se convierte en la primera versión del sistema operativo de Microsoft MS-DOS 1.0 (Microsoft Disk Operating System)


A partir de aquí, se suceden una serie de modificaciones del sistema operativo, hasta llegar a la versión 7.1, a partir de la cual MS-DOS deja de existir como tal y se convierte en una parte integrada del sistema operativo Windows. Entre las versiones o evoluciones del Sistema operativo DOS, se encuentran:


En 1982, aparece la versión 1.25, con la que se añade soporte para disquetes de doble cara.


No es hasta el año siguiente, 1983, cuando el sistema comienza a tener más funcionalidad, con su versión 2.0, que añade soporte a discos duros IBM de 10 MB, y la posibilidad de lectura-escritura de disquetes de 5.25" con capacidad de 360Kb.


En la versión 2.11 del mismo año 1983, se añaden nuevos caracteres de teclado.


En 1984, Microsoft lanzaría su versión 3.0 de MS-DOS, y es entonces cuando se añade soporte para discos de alta densidad de 1,2MB y posibilidad de instalar un disco duro con un máximo de 32MB.


En ese mismo año, se añadiría en la versión 3.1 el soporte para redes Microsoft.


No es hasta 3 años más tarde, en 1987, cuando se lanza la versión 3.3 con soporte para los conocidos y actuales disquetes de 3,5", y se permite utilizar discos duros mayores de 32 MB.


COMANDOS INTERNOS Y COMANDOS EXTERNOS
 

Los comandos internos o residentes son aquellos que se transfieren a la memoria en el momento de cargarse el Sistema Operativo y se pueden ejecutar sin necesidad de tener el DOS presente en la unidad por defecto desde el cual se puede ejecutar el mandato. La unidad por defecto es la unidad en la que se esta, por ejemplo A:\>_ ; y la unidad especificada es aquella a la cual nos dirigimos o especificamos estando en otra unidad, por ejemplo A:\>B: , la unidad especificada es B.


Los comandos internos se encuentran almacenados en un archivo llamado COMMAND.COM. Algunos de los comandos internos son: dir, del, date, time.


Los comandos externos en contraposición con los comandos internos se almacena en archivos de comandos denominados transitorios o externos, y para ejecutarse necesitan de estos archivos, además los comandos externos tienen nombre propio y se pueden copiar de un disco a otro.


                       Y EXTERNOS DEL DOS


Daynel Jaramillo