Sistemas Operativos.

1. ¿Qué es un Sistema Operativo? 

Es un programa o conjunto de programas que en un sistema informático gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes y anteriores próximos y viceversa. Aunque puede que parte del mismo se ejecute en espacio de usuario.

2. Partes de un Sistema Operativo.

2.1 Manejo de Procesos: programa en ejecución: ejecutable, datos, pila, contador, registros). Tareas de las que el SO es responsable:

• Creación y terminación de procesos.

• Asignación/actualización/liberación de recursos.

• Suspensión y reinicio.

• Sincronización entre procesos.

• Comunicación entre procesos.

• Solución de “trampas” y bloqueos.

2.2 Manejo de memoria: “Almacén” de datos direccionables (y por lo tanto accesibles) por la CPU y algunos dispositivos de E/S. Tareas de las que el SO es responsable:

• “Inventario” del uso de memoria.

• Selección de procesos a cargar en memoria.

• Reserva/liberación de memoria.

• Conversión de direcciones virtuales.

• Protección de memoria.

2.3 Manejo de ficheros: la función del SO es abstraer las propiedades físicas del dispositivo de almacenamiento, proporcionando una unidad lógica de almacenamiento. Tareas de las que el SO es responsable:

• Creación y eliminación de ficheros.

• Creación y eliminación de directorios.

• proporcionar primitivas para la modificación de ficheros.

• Asignar/manejar permisos de acceso a ficheros.

• Realización de copias de seguridad.

2.4 Manejo de dispositivos de entrada/salida: la función del SO es abstraer las propiedades físicas del dispositivo de Entrada/Salida, así como coordinar el accesos a los mismos de múltiples procesos. Tareas específicas:

• Manejo de memoria para acceso directo, buffering y acceso a memoria “cache”

• Proporcionar la interfaz entre el usuario y el dispositivo

• Proporcionar la interfaz entre el sistema y el dispositivo

2.5 Manejo de redes: la función del SO es proporcionar una interfaz de acceso a dispositivos remotos, conectados a través de líneas de comunicación.

2.6 Intérprete de comandos: proporciona la interfaz entre el usuario y el sistema operativo. (Shell). Varía en complejidad de sistema a sistema, desde los más simples por línea de comando a complejos sistemas gráficos basados en ventanas (WindowsNT, LINUX KDE, Solaris CDE…)

3. Tipos de Sistemas Operativos.

3.1 Estructura monolítica: es la estructura de los primeros sistemas operativos constituidos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Las características fundamentales de este tipo de estructura son:

• Construcción del programa final a base de módulos compilados separadamente que se unen a través del ligador.

• Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes, que puede provocar mucho acoplamiento.

• Carecen de protecciones y privilegios al entrar a rutinas que manejan diferentes aspectos de los recursos de la computadora, como memoria, disco, entre otros.

Generalmente están hechos a medida, por lo que son eficientes y rápidos en su ejecución y gestión, pero por lo mismo carecen de flexibilidad para soportar diferentes ambientes de trabajo o tipos de aplicaciones.

3.2 Máquina virtual: se trata de un tipo de sistemas operativos que presentan una interface a cada proceso, mostrando una máquina que parece idéntica a la máquina real subyacente. Estos sistemas operativos separan dos conceptos que suelen estar unidos en el resto de sistemas: la multiprogramación y la máquina extendida. El objetivo de los sistemas operativos de máquina virtual es el de integrar distintos sistemas operativos dando la sensación de ser varias máquinas diferentes.

El núcleo de estos sistemas operativos se denomina monitor virtual y tiene como misión llevar a cabo la multiprogramación, presentando a los niveles superiores tantas máquinas virtuales como se soliciten. Estas máquinas virtuales no son máquinas extendidas, sino una réplica de la máquina real, de manera que en cada una de ellas se pueda ejecutar un sistema operativo diferente, que será el que ofrezca la máquina extendida al usuario.

3.3 Sistemas operativos por servicio: esta clasificación es la más comúnmente usada y conocida desde el punto de vista del usuario final.

3.4 Por el número de usuarios:

• Monousuarios: son aquéllos que soportan a un usuario a la vez, sin importar el número de procesadores que tenga la computadora o el número de procesos o tareas que el usuario pueda ejecutar en un mismo instante de tiempo. Las computadoras personales típicamente se han clasificado en este renglón.

• Multiusuarios: los sistemas operativos multiusuarios son capaces de dar servicio a más de un usuario a la vez, ya sea por medio de varias terminales conectadas a la computadora o por medio de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No importa el número de procesadores en la máquina ni el número de procesos que cada usuario puede ejecutar simultáneamente.

3.5 Por el número de tareas:

• Monotareas: son aquellos que sólo permiten una tarea a la vez por usuario. Puede darse el caso de un sistema multiusuario y monotarea, en el cual se admiten varios usuarios al mismo tiempo pero cada uno de ellos puede estar haciendo solo una tarea a la vez.

• Multitareas: es aquél que le permite al usuario estar realizando varias labores al mismo tiempo. Por ejemplo, puede estar editando el código fuente de un programa durante su depuración mientras compila otro programa, a la vez que está recibiendo correo electrónico en un proceso en background. Es común encontrar en ellos interfaces gráficas orientadas al uso de menús y el ratón, lo cual permite un rápido intercambio entre las tareas para el usuario, mejorando su productividad.

3.6 Por el número de procesadores:

• Uniproceso: es aquél que es capaz de manejar solamente un procesador de la computadora, de manera que si la computadora tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más típico de este tipo de sistemas es el DOS y MacOS.

• Multiproceso: se refiere al número de procesadores del sistema, que es más de uno y éste es capaz de usarlos todos para distribuir su carga de trabajo. Generalmente estos sistemas trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente. Cuando se trabaja de manera asimétrica, el sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como pivote para distribuir la carga a los demás procesadores, que reciben el nombre de esclavos. Cuando se trabaja de manera simétrica, los procesos o partes de ellos (threads) son enviados indistintamente a cualquiera de los procesadores disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este esquema.

3.7 Sistemas operativos por la forma de ofrecer sus servicios: esta clasificación también se refiere a una visión externa, que en este caso se refiere a la del usuario, el cómo accede a los servicios. Bajo esta clasificación se pueden detectar dos tipos principales: sistemas operativos de red y sistemas operativos distribuidos.

• Sistemas operativos de red: se definen como aquellos que tiene la capacidad de interactuar con sistemas operativos en otras computadoras por medio de un medio de transmisión con el objeto de intercambiar información, transferir archivos, ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras actividades. El punto crucial de estos sistemas es que el usuario debe saber la sintaxis de un conjunto de comandos o llamadas al sistema para ejecutar estas operaciones, además de la ubicación de los recursos que desee acceder.

• Sistemas operativos distribuidos: los sistemas operativos distribuidos abarcan los servicios de los de red, logrando integrar recursos (impresoras, unidades de respaldo, memoria, procesos, unidades centrales de proceso) en una sola máquina virtual que el usuario accede en forma transparente. Es decir, ahora el usuario ya no necesita saber la ubicación de los recursos, sino que los conoce por nombre y simplemente los usa como si todos ellos fuesen locales a su lugar de trabajo habitual. Todo lo anterior es el marco teórico de lo que se desearía tener como sistema operativo distribuido, pero en la realidad no se ha conseguido crear uno del todo, por la complejidad que suponen: distribuir los procesos en las varias unidades de procesamiento, reintegrar sub-resultados, resolver problemas de concurrencia y paralelismo, recuperarse de fallas de algunos recursos distribuidos y consolidar la protección y seguridad entre los diferentes componentes del sistema y los usuarios.

4.  Sistemas Operativos más utilizados en la actualidad.

4.1 Windows XP: nace el 25 de octubre año 2001 es el primer sistema operativo para PC desarrollado por la compañía que no estaba basado MS-Dos, este sistema se comprende de la unión de Windows NT y Windows 2000, tiene una gran capacidad multimedia, mejoraron la multitarea. Esta versión ofrece una interfaz de acceso fácil con todo lo relacionado con multimedia (Internet, TV, DVD, fotos, reproductor).También es la primera versión para la reducción de la piratería del software, en esta versión fue instalado un reproductor de Windows media player y aspectos de su interfaz.

4.2 Linux: fue desarrollado en 1990 por el informático finlandés Linus Torvalds, que publicó su código como un denominado código abierto, el cual es accesible para toda las Personas, sin restricciones para modificarlo y ampliarlo. Este planteamiento, generó una nueva visión de desarrollo informático, ya que su expansión fue debida a la aportación, generalmente voluntaria y sin ánimo de lucro, de multitud de desarrolladores independientes.

En la actualidad este sistema operativo ha obtenido un cierto apoyo por parte de la industria, de forma que empresas como IBM lo integran en algunos de sus ordenadores y prestan el soporte técnico correspondiente, normalmente como parte de los sistemas servidores.

4.3 Mac OS X: en el Año 2002 Apple presenta nuevas versiones de iMac e iBook, que trabajan bajo el sistema operativo Mac OS X, con importantes novedades como pantallas planas TFT, puertos de comunicaciones FireWire y el nuevo software multimedia que incluía iPhoto, iMovie, iTunes e iDVD, entre otros. Tiene una interfaz llamada Aqua, este sistema operativo es cerrado, soporta las plataformas Intel core dúo y posteriores.

4.4 Tron: fue creado en el año de 1984 por una ambiciosa iniciativa japonesa que utiliza (The Real-time Operating system Nucleus), el Tron es considerado como uno de los primeros S.O libres incluso antes que Linux aunque no es muy conocido a nivel mundial ya que en 1989 Estados Unidos amenazo a Japón con bloqueo comercial si instalaba Tron en su país. Pero es unos de los más utilizados ya que se encuentra instalado en cámaras digitales, cámaras de video, teléfonos, faxes, sistema de navegación de automóviles.

Es un sistema operativo utilizado por unos 3.000.000.000 de microprocesadores. Motorola y ATT planean en un futuro unirse a la asociación.

4.5 Android: se trata del sistema operativo móvil con más prospección de futuro, de mano de Google se ha ido implantando desde 2009 con un enorme éxito, esto es debido a la gran comunidad de desarrolladores que podemos encontrar detrás de este proyecto abierto que es Android.

4.6 Blackberry OS: BlackBerry OS es un sistema operativo móvil desarrollado por Research In Motion para sus dispositivos BlackBerry. Orientando al uso profesional como gestor de correo electrónico y agenda. Una alternativa muy elegida entre usuarios de smartphones.

4.7 iOS: iOS (llamado anteriormente iPhone OS) es el sistema operativo móvil de Apple. Originalmente desarrollado para el iPhone, siendo después adaptado en dispositivos como el iPod Touch, iPad y el Apple TV.

4.8 Windows Phone: Windows Phone es el sistema operativo móvil de Microsoft orientado para el mercado generalista en lugar del mercado empresarial. Windows Phone mantiene una nueva interfaz de usuario, llamada Retro, que es similar a la de Windows 8.

5. Principales características de los sistemas operativos.

El sistema operativo tiene las siguientes características:

• Conveniencia: un sistema operativo hace más conveniente el uso de una computadora.

• Eficiencia: el sistema operativo permite que los recursos de la computadora se usen de manera correcta y eficiente.

• Habilidad para evolucionar: un sistema operativo debe de ser capaz de aceptar nuevas funciones sin que tenga problemas.

• Encargado de administrar el hardware: el sistema operativo debe de ser eficaz.

• Algoritmos: un sistema operativo hace el uso de la computadora más racional.

• Concurrencia: consiste en la existencia de varias actividades simultáneas o paralelas. Ejemplo de ello sería la coexistencia en memoria de varios programas. La concurrencia lleva asociado el problema de conmutar de una tarea a otra, así como proteger una determinada actividad de los efectos de las otras, y como la sincronización de tareas que sean mutuamente dependientes.

• Determinista: un sistema operativo debe ser determinista en el sentido de que el mismo programa ejecutado con los mismos datos, en momentos diferentes, debe producir los mismos resultados. En cambio será indeterminista porque en caso de variabilidad de las situaciones puede responder de un modo impredecible. Deben tomarse las medidas oportunas. Estas situaciones pueden ser debidas a petición de recursos, errores de ejecución en programas o bien interrupción de periféricos.

6. Ventajas de los Sistemas Operativos. 

• Ventajas de Linux:

- Más seguro: la plataforma Linux es más robusta lo cual hace más difícil que algún intruso pueda violar el sistema de seguridad

- Más rápido: al tener una plataforma más estable, esto favorece el desempeño de aplicaciones de todo tipo tales como: bases de datos, aplicaciones XML, multimedia, etc.

- Más económico: El software Linux así como también un sin número de aplicaciones son de código abierto (gratuitos).

• Ventajas de Windows: 

- Más fácil: es de mayor facilidad de uso, lo cual se refleja en la disponibilidad de aplicaciones y facilidad de mantenimiento.

- Más Visual: dispone de una interfaz gráfica que facilita el manejo de los procedimientos: cada comando puede ser visualizado en pantalla mediante una imagen que lo representa.

- Desarrollo: se ha logrado facilitar el desarrollo de aplicaciones y sistemas sobre servidores Windows lo cual se ve reflejado en tiempos de desarrollo menores

- Aprendizaje: la curva de aprendizaje en Windows es mucho menor.

• Ventajas de Mac OS: 

- La sencillez con la que se utiliza el sistema operativo

- Gran seguridad: puedes contra con que virus para Mac hay muy pocos, difícilmente te veras afectado.

- Los botones, los iconos, las animaciones te harán ver que Mac es el sistema mas avanzado.

- Compatibilidad: documentos Word, Excel, PowerPoint, Autocad, Photoshop, etc. son compatibles.

7. Desventajas de los Sistemas Operativos. 

• Desventajas de Linux: 

- Linux no cuenta con una empresa que lo respalde, por lo que no existe un verdadero soporte como el de otros sistemas operativos.

- La pendiente de aprendizaje es lenta.

- No es tan fácil de usar como otros sistemas operativos, aunque actualmente algunas distribuciones están mejorando su facilidad de uso, gracias al entorno de ventanas, sus escritorios y las aplicaciones diseñadas. 

- Documentación y terminología muy técnica.

• Desventajas de Windows: 

- Es un software no gratuito y poco flexible, además de que continuamente cambia la versión de software.

- El ímpetu con el que se buscan los agujeros en Windows es mucho mayor, algunos informáticos se divierten buscando manchas en el expediente de Microsoft.

- Como desventaja más negativa resulta que Microsoft va “jubilando” sus sistemas operativos con el tiempo. A partir de entonces, Microsoft no ofrece más asistencia ni actualizaciones para ellos, lo que puede dejar desprotegidos a miles de usuarios de todo el mundo, que deberán actualizar su sistema operativo para disponer actualizaciones de seguridad.

• Desventajas de Mac OS: 

- Demasiado exclusivo en todos los aspectos

- Hay que tener software específico para él.

- En ocasiones fuerza a recortar funciones

- Es incompatible. Sólo se puede instalar en Mac’s.

- Dificultad para propagar usuarios. Mac OS X no sigue estándares.