SISTEMA OPERATIVO
Sistema operativo
Un sistema operativo (SO o, frecuentemente, OS —del inglés operating system—) es el software principal o conjunto de programas de un sistema informático que gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación de software, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes (aunque puede que parte de él se ejecute en espacio de usuario).
Nótese que es un error
común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema
operativo,es decir, la inclusión en el mismo término de programas
como el explorador de
ficheros,
el navegador web y todo tipo de herramientas que
permiten la interacción con el sistema operativo. Otro ejemplo para comprender
esta diferencia se encuentra en la plataforma Amiga, donde el entorno gráfico
de usuario se
distribuía por separado, de modo que, también podía reemplazarse por otro, como
era el caso de directory Opus o incluso manejarlo arrancando con
una línea de comandos y el sistema gráfico. De este modo, comenzaba a funcionar con
el propio sistema operativo que llevaba incluido en una ROM, por lo que era cuestión del usuario
decidir si necesitaba un entorno gráfico para manejar el sistema operativo o
simplemente otra aplicación. Uno de los más prominentes ejemplos de esta
diferencia, es el núcleo Linux, usado en las llamadas distribuciones Linux, ya que al estar también basadas en Unix, proporcionan un sistema de funcionamiento similar. 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 computadores4 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.5 Véase AmigaOS, beOS o Mac OS como
los pioneros6 de dicha modernización, cuando los Amiga fueron
bautizados con el sobrenombre de Video Toasters7 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.
En ciertos textos, el
sistema operativo es llamado indistintamente como núcleo o kernel, pero debe tenerse en cuenta que la
diferencia entre kernel y sistema operativo solo es aplicable
si el núcleo es monolítico, lo cual fue muy común entre los primeros
sistemas. En caso contrario, es incorrecto llamar al sistema operativo núcleo.
Uno de los propósitos del
sistema operativo que gestiona el núcleo intermediario 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. La
mayoría de aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar, llevan incorporado un
sistema operativo (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, enrutadores, etc.). En cuyo caso, son manejados
mediante una interfaz gráfica
de usuario,
un gestor de ventanas o un entorno de escritorio, si es un celular, mediante una consola
o control remoto si es un DVD y, mediante una línea de comandos o navegador web si es un enrutador.
Perspectiva histórica
Los primeros sistemas (1945-1954) eran grandes
máquinas operadas desde la consola maestra por los programadores. Durante la
década siguiente (1955-1965) se llevaron a cabo avances en el hardware: lectoras de tarjetas, impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó un avance en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos, etc.
Problemas de explotación
y soluciones iniciales
El problema principal de los primeros sistemas
era su baja utilización, la primera solución fue poner un operador profesional
que lo manejase, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorró
tiempo y se aumentó la velocidad.
Para ello, los trabajos se agrupaban de forma
manual en lotes mediante lo que se conoce como procesamiento por lotes (batch) sin automatizar.
Monitores
residentes
Fichas en lenguaje de
procesamiento por lotes, con programa y datos, para ejecución secuencial.
Un monitor residente estaba compuesto por
un cargador,
un Intérprete de comandos y un controlador (drivers) para el manejo de entrada/salida.
Sistemas con
almacenamiento temporal de E/S
Los avances en el hardware crearon
el soporte de interrupciones y posteriormente se llevó a cabo un
intento de solución más avanzado: solapar la E/S de un trabajo con sus propios
cálculos, por lo que se creó el sistema de búfers con el siguiente funcionamiento:
·
El monitor residente inicia la salida desde el buffer y
el programa de aplicación calcula depositando la salida en el buffer 2.
·
La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo
cálculo también.
·
Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro
nuevo cálculo dirige su salida al buffer 1.
·
El proceso se puede repetir de nuevo.
Los problemas surgen si hay muchas más
operaciones de cálculo que de E/S (limitado por la CPU) o si por el contrario
hay muchas más operaciones de E/S que de cálculo (limitado por la E/S).
Spoolers
Hace aparición el disco magnético con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de
rendimiento. Se eliminan las cintas magnéticas para el volcado previo de los
datos de dispositivos lentos y se sustituyen por discos (un disco puede simular
varias cintas). Debido al solapamiento del cálculo de un trabajo con la E/S de
otro trabajo se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se
conoce como Spool (Simultaneous Peripherial Operation
On-Line).
Sistemas operativos
multiprogramados
Surge un nuevo avance: el hardware con
protección de memoria, ofreciendo nuevas soluciones a los problemas de
rendimiento:
·
Se solapa el cálculo de unos trabajos con la entrada/salida de
otros trabajos.
·
Se pueden mantener en memoria varios programas.
·
Se asigna el uso de la CPU a los diferentes programas en
memoria.
Con los cambios anteriores el monitor
residente debe abordar nuevas tareas, naciendo los Sistemas Operativos
multiprogramados con las siguientes funciones:
·
Administrar
la memoria.
·
Gestionar el uso de la CPU (planificación).
·
Administrar el uso de los dispositivos de E/S.
Cuando desempeña esas tareas, el monitor
residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado.
Llamadas al sistema
operativo
Definición breve: llamadas que ejecutan los programas de
aplicación para pedir algún servicio al SO.
Cada SO implementa un conjunto propio de
llamadas al sistema. Ese conjunto de llamadas es la interfaz del SO frente a
las aplicaciones. Constituyen el lenguaje que deben usar las aplicaciones para
comunicarse con el SO. Por ello si cambiamos de SO, y abrimos un programa
diseñado para trabajar sobre el anterior, en general el programa no funcionará,
a no ser que el nuevo SO tenga la misma interfaz. Para ello:
·
Las llamadas correspondientes deben tener el mismo formato.
·
Cada llamada al nuevo SO tiene que dar los mismos resultados que
la correspondiente del anterior
·
glosarios de termino
multiusuarios>
se refiere a un concepto de sistemas operativos, pero en ocasiones también puede aplicarse a programas de computadora de otro tipo (e.j. aplicaciones de base de datos) e incluso a sistemas de cómputo.
intermediario>Que media entre dos o más personas.
.Monolitico>circuito integrado monolítico
solapamiento> es un achatamiento de la pirámide remunerativa dentro de las compañías.
prominentes> Que sobresale con respecto a lo que está a su alrededor.
simultaneo>Que se hace u ocurre al mismo tiempo que otra cosa.
interprete>Persona que interpreta.
Magnetica> De la piedra imán, relacionado con ella o que tiene sus propiedades.
Denominar> y prnl. Nombrar, dar un nombre o expresión que identifica.
trasforma> Hacer cambiar de forma o aspecto.
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