CURSO
EN LINEA
Sistemas Operativos
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SISTEMAS OPERATIVOS
Toda computadora está conformada por dos componentes, el hardware y el software. Siendo el software o programas la parte no fÃsica o lógica que hace funcionar a la computadora, los que a su vez se clasifican en programas del sistema y programas de aplicación. El software se ejecuta sobre la plataforma de hardware.
Los programas del sistema son los programas básicos e indispensables para poder utilizar la computadora, ya que manejan directamente la operación de la computadora (manejan y controlan el hardware de la misma). A los programas del sistema pertenecen los programas que conforman los sistemas operativos. Estos programas pueden ser desarrollados por el fabricante del equipo o por una casa de software independiente.
El sistema operativo es el programa que controla los diferentes trabajos que realiza la computadora. Un trabajo importante es la interpretación de los comandos que permiten al usuario comunicarse con la computadora. Algunos intérpretes de estos comandos están basados en texto y exigen que los comandos sean introducidos mediante el teclado. Otros están basados en gráficos, y permiten al usuario comunicarse señalando y haciendo clic en un icono. Por lo general, los intérpretes basados en gráficos son más sencillos de utilizar.
El Sistema Operativo es el programa maestro que controla todo el trabajo que realiza una computadora, (incluyendo el control de la misma computadora y la ejecución de los diferentes programas), que para ser funcional debe proporcionar al usuario una interfaz que le permita interactuar fácilmente con la computadora.
Se debe tener presente que al apagarse la computadora los programas del sistema operativo, como cualquier programa, desaparecen de la memoria principal. La naturaleza del diseño y construcción de las computadoras, por lo general, hace que se requiera la presencia del sistema operativo cada vez que son utilizadas.
Caracteristicas de los Sistemas Operativos
Los sistemas operativos presentan las siguientes caracterÃstica1:
1. Conveniencia: un sistema operativo hace más conveniente el uso de una computadora.
2. Eficiencia: el sistema operativo permite que los recursos de la computadora se usen de manera correcta y eficiente.
3. Habilidad para evolucionar: un sistema operativo debe de ser capaz de aceptar nuevas funciones sin que tenga problemas.
4. Encargado de administrar el hardware: el sistema operativo debe de ser eficaz.
5. Relacionar dispositivos
6. Algoritmos: un sistema operativo hace el uso de la computadora más racional
Funciones del Sistema Operativo
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Servir de intermediario en la comunicación entre los usuarios y el hardware de la computadora: para realizar esta función, el sistema operativo debe proporcionar a los usuarios un ambiente de trabajo cómodo, accesible, eficiente y seguro. El sistema operativo el que se encarga de manejar el hardware de la computadora, lo que hace que los usuarios no requieran de conocimientos de electrónica para hacer uso de la misma (abstracción del hardware a los usuarios). Al utilizarse un sistema operativo es como si se colocara una capa de software sobre el hardware, con el objeto de que éste maneje todas las partes del sistema y presentar al usuario una interfaz o máquina virtual que es más fácil de entender y programar.
2. Administrar los recursos del sistema: el sistema operativo proporciona un sistema lógico de comunicación y control (ordenado, seguro, consistente y eficiente) entre los distintos componentes que integran la computadora: el CPU, la memoria principal, las unidades de almacenamiento secundario y los dispositivos de entrada/salida. Además, se encarga de ofrecer una distribución ordenada y controlada de los recursos de que dispone el sistema entre los distintos programas que los requieren. Administrando los recursos de la computadora, el sistema operativo tiene control sobre el funcionamiento básico de la misma. Con el fin de poder cumplir con las funciones antes descritas, es necesario que el sistema operativo realice las actividades de administración de programas, administración de tareas, administración de dispositivos, administración de usuarios, administración de seguridad, etc.
a) Administración de dispositivos: Como se mencionó anteriormente, el sistema operativo debe ser capaz de controlar todos los componentes del sistema. Por ejemplo, debe manejar las entradas y las salidas de los datos a través de las unidades de entrada/salida, manteniendo los detalles delcontrol de los dispositivos
dentro del sistema operativo,pero al reemplazar o agregar un nuevo dispositivo, sólo debe cambiarse en el sistema operativo la rutinade control que seencarga de manejar este dispositivo.
b) Administración de los sistemas de almacenamiento: Debe proporcionar un sistema para el manejo de los archivos y las funciones necesarias para conocer como éstos quedan guardados en las unidades de almacenamiento secundario. Este sistema de manejo de archivos realizará todas las tareas que permitan el almacenamiento y recuperación de datos que sean requeridas por los usuarios. Los programas de aplicación no saben dónde se encuentran almacenados los datos o cómo recuperarlos, ya que estos conocimientos están contenidos en las rutinas de métodos de acceso del sistema o en los controladores de dispositivos. Cuando un programa requiere leer datos, le envÃa una orden al sistema operativo mediante un código de instrucción, éste busca el dato y lo entrega al programa. A la inversa, cuando el programa requiere guardar datos, los mismos son enviados al sistema operativo, quien es el que se encarga de ubicar espacio libre en el medio de almacenamiento y procesar su almacenamiento.
c) Administración de trabajos: el sistema operativo interpreta y responde a los comandos que ingresa el usuario, cargando en memoria principal, si es necesario, el programa correspondiente para su ejecución. En algunos casos, este proceso puede requerir la carga adicional de otros programas. Los sistemas operativos no son todos iguales, algunos tienen caracterÃsticas sobresalientes, tales como la habilidad de ejecutar más de una tarea a la vez (multitarea), soportar más de un usuario trabajando al mismo tiempo (multiusuario), proporcionar un sistema de seguridad que proteja el acceso a los equipos y los datos, etc. En el caso de los sistemas multiusuario, el sistema operativo debe decidir si acepta o no ejecutar el programa o trabajo requerido por un usuario, para lo cual debe verificar si el usuario está registrado y si el mismo tiene autorización para utilizar este programa.
d) Administración de tareas: En los sistemas monotarea, la administración de tareas es mÃnima, ya que para poder ejecutarse una nueva tarea tiene que haber finalizado la tarea previa. Pero en los sistemas multitarea, el sistema operativo es el responsable de la operación simultánea de uno o más programas (tareas), distribuyendo los recursos (CPU, memoria principal, etc.) entre las distintas tareas y coordinando su funcionamiento. Los sistemas operativos avanzados poseen la habilidad de asignar prioridades a las tareas de modo tal que se pueda cambiar el orden de ejecución de las mismas. El número de programas que pueden ser efectivamente ejecutados depende de la cantidad de memoria principal disponible, tipo y velocidad del CPU, asà como también de la eficiencia y capacidades del mismo sistema operativo. La multitarea se realiza aprovechando las diferencias de velocidades de trabajo del CPU y de entrada/salida, mientras un programa está esperando una entrada, se pueden ejecutar instrucciones de otro programa. Cuando una computadora ejecuta simultáneamente varias tareas, surge la necesidad de administrar la asignación de los diferentes recursos requeridos por las mismas. El sistema operativo se encarga de asignar dinámicamente a cada tarea en ejecución los recursos que ésta requiere para su uso exclusivo durante el tiempo que sea necesario, siempre que estén disponibles y puedan ser utilizadas por el usuario a quien pertenece la tarea. Además se encarga de que no se presenten conflictos en la ejecución de las diferentes tareas.
e) Administración de seguridad: El sistema operativo debe proteger a la computadora del acceso o utilización por usuarios no autorizados, para lo cual debe proporcionar un sistema de creación y control de cuentas de usuarios, asà como los mecanismos para el procesamiento de la identificación de los mismos cuando acceden al equipo. El sistema operativo debe mantener registro de la actividad del sistema y llevar la contabilidad de la utilización de los recursos por parte de los usuarios. También deben proveer los procedimientos para el respaldo de archivos y la recuperación del sistema en caso de presentarse fallos en el mismo.
Tipos de Sistemas Operativos
Hoy en dÃa, la computación está en todas partes, y tenemos una gran gama de ellas, desde las más grandes (Mainframes) hasta las más pequeñas (teléfonos inteligentes). Y en cada gama de computadoras, se van a encontrar distintos sistemas operativos. Para Mainframes hay una gama de sistemas operativos, distintos a los que se consiguen en las Estaciones de Trabajo, distintos a los que se instalan en las Computadoras Personales, distintos a los usados en las Tabletas, en los teléfonos inteligentes, y hasta en lavadoras, microondas y neveras.
Según la administración de tareas
a. Monotarea: este tipo de sistemas operativos son capaces de manejar un programa o realizar una sola tarea a la vez. Son los más antiguos. Por ejemplo, si el usuario está escaneando, la computadora no responderá a nuevas indicaciones ni comenzará un proceso nuevo.
b. Multitarea: esta caracterÃstica es propia de los Sistemas Operativos más avanzados y permiten ejecutar varios procesos a la vez, desde uno o varios ordenadores, es decir que los pueden utilizar varios usuarios al mismo tiempo. Esto se puede realizar por medio de sesiones remotas una red o bien, a través de terminales conectadas a una computadora.
Según la administración de usuarios
a. Monousuario: Sólo pueden responder a un usuario por vez. De esta manera, cualquier usuario tiene acceso a los datos del sistema. Existe un único usuario que puede realizar cualquier tipo de operación.
b. Multiusuario: esta caracterÃstica es propia de aquellos Sistemas Operativos en los que varios usuarios pueden acceder a sus servicios
y procesamientos al mismo tiempo. De esta manera,
satisfacen las necesidades de varios usuarios que
estén utilizando los mismos recursos, ya sea
memoria, programas, procesador,
impresoras,scanners, entre otros.
Según el número de procesadores
a. Monoprocesador: Trabajan con un solo procesador.
b. Multiprocesador: Pueden utilizar varios procesadores para distribuir el trabajo de cada uno. Pueden ser de dos tipos: Asimétrico (el sistema operativo selecciona un procesador maestro y los demás funcionan como esclavos) o Simétrico (se envÃa información o se trabaja con el procesador con menos carga y asà se distribuye mejor el trabajo, los procesos son enviados indistintamente a cual quiera de los procesadores disponibles).
Según el hardware
a) De Mainframe: las computadoras del tamaño de un cuarto completo que aún se encuentran en los principales centros de datos corporativos. La diferencia entre estas computadoras y las personales está en su capacidad de E/S. Una mainframe con 1000 discos y millones de gigabytes de datos no es poco común; una computadora personal con estas especificaciones serÃa la envidia de los amigos del propietario. Las mainframes también están volviendo a figurar en el ámbito computacional como servidores Web de alto rendimiento, servidores para sitios de comercio electrónico a gran escala y servidores para transacciones de negocio a negocio. Los sistemas operativos para las mainframes están profundamente orientados hacia el procesamiento de muchos trabajos a la vez, de los cuales la mayor parte requiere muchas operaciones de E/S. Por lo general ofrecen tres tipos de servicios: procesamiento por lotes, procesamiento de transacciones y tiempo compartido. Un sistema de procesamiento por lotes procesa los trabajos de rutina sin que haya un usuario interactivo presente. El procesamiento de reclamaciones en una compañÃa de seguros o el reporte de ventas para una cadena de tiendas son actividades que se realizan comúnmente en modo de procesamiento por lotes. Los sistemas de procesamiento de transacciones manejan grandes cantidades de pequeñas peticiones, por ejemplo: el procesamiento de cheques en un banco o las reservaciones en una aerolÃnea. Cada unidad de trabajo es pequeña, pero el sistema debe manejar cientos o miles por segundo. Los sistemas de tiempo compartido permiten que varios usuarios remotos ejecuten trabajos en la computadora al mismo tiempo, como consultar una gran base de datos. Estas funciones están Ãntimamente relacionadas; a menudo los sistemas operativos de las mainframes las realizan todas. Un ejemplo de sistema operativo de mainframe es el z/OS de IBM.b
b) De Servidores: Se ejecutan en servidores, que son computadoras personales muy grandes, estaciones de trabajo o incluso mainframes. Dan servicio a varios usuarios a la vez a través de una red y les permiten compartir los recursos de hardware y de software. Los servidores pueden proporcionar servicio de impresión, de archivos o Web. Los proveedores de Internet operan muchos equipos servidores para dar soporte a sus clientes y los sitios Web utilizan servidores para almacenar las páginas Web y hacerse cargo de las peticiones entrantes. Algunos sistemas operativos de servidores comunes son Solaris, FreeBSD, Linux y Windows Server 200x.
c) De Multiprocesadores: Una manera cada vez más común de obtener poder de cómputo de las grandes ligas es conectar varias CPU en un solo sistema. Dependiendo de la exactitud con la que se conecten y de lo que se comparta, estos sistemas se conocen como computadoras en paralelo, multicomputadoras o multiprocesadores. Necesitan sistemas operativos especiales, pero a menudo son variaciones de los sistemas operativos de servidores con caracterÃsticas especiales para la comunicación, conectividad y consistencia. Con la reciente llegada de los chips multinúcleo para las computadoras personales, hasta los sistemas operativos de equipos de escritorio y portátiles convencionales están empezando a lidiar con multiprocesadores de al menos pequeña escala y es probable que el número de núcleos aumente con el tiempo.
d) De Computadores Personales: La siguiente categorÃa es el sistema operativo de computadora personal. Todos los sistemas operativos modernos soportan la multiprogramación, con frecuencia se inician docenas de programas al momento de arrancar el sistema. Su trabajo es proporcionar buen soporte para un solo usuario. Se utilizan ampliamente para el procesamiento
de texto, las hojas de cálculo y el acceso a Internet.
e) De Computadores de Bolsillo: Continuando con los sistemas cada vez más pequeños, llegamos a las computadoras de bolsillo (handheld). Una computadora de bolsillo o PDA (Personal Digital Assistant, Asistente personal digital) es una computadora que cabe en los bolsillos y realiza una pequeña variedad de funciones, como libreta de direcciones electrónica y bloc de notas. Además, hay muchos teléfonos celulares muy similares a los PDAs, con la excepción de su teclado y pantalla. En efecto, los PDAs y los teléfonos celulares se han fusionado en esencia y sus principales diferencias se observan en el tamaño, el peso y la interfaz de usuario. Casi todos ellos se basan en CPUs de 32 bits con el modo protegido y ejecutan un sofisticado sistema operativo. Los sistemas operativos que operan en estos dispositivos de bolsillo son cada vez más sofisticados, con la habilidad de proporcionar telefonÃa, fotografÃa digital y otras funciones. Muchos de ellos también ejecutan aplicaciones desarrolladas por terceros. De hecho, algunos están comenzando a asemejarse a los sistemas operativos de computadoras personales de hace una década. Una de las principales diferencias entre los dispositivos de bolsillo y las PCs es que los primeros no tienen discos duros de varios cientos de gigabytes, lo cual cambia rápidamente. Dos de los sistemas operativos más populares para los dispositivos de bolsillo son Android e iOS.
Por fortuna, se conoce mucho acerca de los sistemas operativos de multiprocesadores gracias a los años de investigación previa, por lo que el uso de este conocimiento en los sistemas multinúcleo no debe presentar dificultades. La parte difÃcil será hacer que las aplicaciones hagan uso de todo este poder de cómputo. Muchos sistemas operativos populares (incluyendo Windows y Linux) se ejecutan en multiprocesadores.ti.
Algunos ejemplos comunes son Linux, FreeBSD, Windows y el sistema operativo Macintosh. Los sistemas operativos de computadora personal son tan conocidos que tal vez no sea necesario presentarlos con mucho detalle. De hecho, muchas personas ni siquiera están conscientes de que existen otros tipos de sistemas operativos.
Sistemas Operativos Modernos
A continuación, se hará un breve resumen de los Sistemas Operativos más usados hoy en dÃa.
Sistemas Operativos para Microcomputadores
Participación de mercado de sistemas operativos para computadoras de escritorio y portátiles.
Fuente: Net Applications
Linux es un núcleo libre de sistema operativo (también suele referirse al núcleo como kernel) basado en Unix. Es uno de los principales ejemplos de software libre y de código abierto. Linux está licenciado bajo la GPL v2 y está desarrollado por colaboradores de todo el mundo. El núcleo Linux fue concebido por el entonces estudiante de ciencias de la computación finlandés Linus Torvalds en 1991. Normalmente Linux se utiliza junto a un empaquetado de software, llamado distribución GNU/Linux y servidoresUna distribución Linux (distro) es un conjunto de software acompañado del núcleo Linux que se enfoca a satisfacer las necesidades de un grupo especÃfico de usuarios. De este modo hay distribuciones para hogares, empresas y servidores.
Mac OS (del inglés Macintosh Operating System, en español Sistema Operativo de Macintosh) es el nombre del sistema operativo creado por Apple para su lÃnea de computadoras Macintosh. Es conocido por haber sido uno de los primeros sistemas dirigidos al gran público en contar con una interfaz gráfica compuesta por la interacción del mouse con ventanas, Icono y menús.39 La versión actual es el OS X (Sistema Operativo X ó 10).
Microsoft Windows (conocido generalmente como Windows), es el nombre de una familia de sistemas operativos desarrollados y vendidos por Microsoft. Microsoft introdujo un entorno operativo denominado Windows el 25 de noviembre de 1985 como un complemento para MS-DOS en respuesta al creciente interés en las interfaces gráficas de usuario (GUI).
Microsoft Windows tiene actualmente en el mercado varias versiones.
Sistemas Operativos para Teléfonos Celulares y/o Tabletas
Existe una gran cantidad de Sistemas Operativos para Teléfonos Celulares Inteligentes (Smartphones) y Tabletas (Tablets), los cuales en su gran mayorÃa se derivan de versiones para Microcomputadores.
Participación de mercado de sistemas operativos para moviles.
Fuente: Net Applications
Entre los más usados hoy en dÃa, y otros que se introducen con mucho potencial, se pueden mostrar:
Android es un sistema operativo basado en Linux diseñado principalmente para dispositivos móviles con pantalla táctil, como teléfonos inteligentes o tabletas, inicialmente desarrollado por Android Inc. Google respaldó económicamente y más tarde compró esta empresa en 2005. El primer móvil con el sistema operativo Android fue el HTC Dream. sin embargo para la fecha se an actualizado sus verciones hasta la 5.0
iOS es un sistema operativo móvil de la empresa Apple Inc. Originalmente desarrollado para el iPhone (iPhone OS), siendo después usado en dispositivos como el iPod Touch, iPad y el Apple TV. La interfaz de usuario de iOS está basada en el concepto de manipulación directa, usando gestos multitáctiles. Los elementos de control consisten de deslizadores, interruptores y botones
Windows Phone es un sistema operativo móvil desarrollado por Microsoft, como sucesor de la plataforma Windows Mobile. A diferencia de su predecesor, está enfocado en el mercado de consumo generalista en lugar del mercado empresarial. Con Windows Phone, Microsoft ofrece una nueva interfaz de usuario que integra varios servicios propios como SkyDrive, Skype y Xbox Live en el sistema operativo
BlackBerry OS es un sistema operativo móvil desarrollado por RIM (ahora Blackberry) para los dispositivos BlackBerry. El sistema permite multitarea y tiene soporte para diferentes métodos de entrada adoptados para su uso en computadoras de mano, particularmente la trackwheel, trackball, touchpad y pantallas táctiles.
