Sistemas Operativos

1. ¿Qué es un sistema operativo?

Un sistema operativo, SO u también OS (Operating System), es el software encargado de gestionar los recursos hardware y proveer de servicios al resto de programas que se ejecuten sobre él, siendo el sistema quien se ejecuta siempre en modo privilegiado con respecto al resto.

Se trata de un intermediario entre el usuario y el hardware. Es decir, cada vez que se ejecuta un programa en el ordenador, el sistema es quien permite que se abra, acceder a los recursos hardware y periféricos que necesite para su correcto funcionamiento y de asignarle la cantidad de memoria que utilizará en función de sus necesidades y el número de programas que tengamos abiertos en el equipo.

Además, es el encargado de proporcionar servicios para facilitar la ejecución y gestión eficiente de recursos de cualquier aplicación que se ejecute en el sistema.

A día de hoy, lo general es encontrar sistemas operativos con interfaz gráfica, de esta manera, permiten que la interacción con los usuarios sea mucho más sencilla e intuitiva. Su función principal es la de otorgar todas las herramientas necesarias para poder controlar nuestro PC y poder hacer uso de él de la manera más cómoda y sencilla.

Pero además, es el encargado de controlar y gestionar el acceso a los recursos del ordenador, coordinar el hardware, organizar archivos, controlar el acceso a los datos y procesamiento de las tareas, etc.

2. Partes de un sistema operativo

Partes de un sistema operativo

Un sistema operativo está formado por muchos partes, componentes o características y que pueden cambiar en función del tipo de sistema. Sin embargo, las tres partes del sistema más definidas y usadas por la gran mayoría de sistemas son:

Kernel o núcleo

Un software que constituye una parte fundamental del sistema. Podríamos decir que es el corazón del propio sistema, y de ahí su nombre. Se define como la parte que se ejecuta en modo privilegiado o modo núcleo y que es el principal responsable a la hora de arrancar el propio sistema, proporcionar un control de nivel básico sobre todos los componentes hardware del ordenador y cuyas funciones principales son leer y escribir datos en memoria, procesar órdenes, interpretar datos, decidir qué programar podrá hacer uso de un determinado recurso y durante cuánto tiempo, etc. El Kernel se ejecuta en un área aislada para evitar que cualquier software malicioso pueda manipularlo.

Interfaz de usuario

Es la parte que permite al usuario interaccionar con el ordenador. Esta interfaz puede ser gráfica, proporcionando un escritorio, ventanas y componentes gráficos para una interacción más intuitiva, o bien puede ser a través de una línea de comandos.

Controlador de dispositivo o driver

Software encargado de permitir que el sistema interactúe con cualquier periférico. Aunque no siempre es necesario para el uso de un nuevo hardware, su uso es recomendado para evitar problemas, mejorar la seguridad y la experiencia de usuario.

3. Funciones de un sistema operativo

Funciones básicas del Sistema Operativo

Lo primero que tienes que saber es que el sistema operativo es un conjunto de programas que ejecutan una serie de acciones que permite el funcionamiento correcto de una computadora. Por ejemplo:

• Inicializa el hardware del ordenador.
• Suministra rutinas básicas para controlar dispositivos.
• Permite administrar, escalonar e interactuar tareas.
• Mantiene la integridad de sistema.

Existen muchos tipos de sistemas operativos, y tendrán funciones de acuerdo a la tarea que desarrollan.

Un Sistema Operativo muy simple, por ejemplo, para un sistema de control de seguridad, podría ser almacenado en una memoria ROM.

Esto permitiría que el sistema operativo tomara el control del equipo ni bien se lo conecta a éste, gracias a que las instrucciones están grabadas en el chip.

En este caso, su primera tarea sería reajustar (y probablemente probar) los sensores de hardware y alarmas, y entonces activar una rutina que “escucha” ininterrumpidamente todos los sensores del sistema.

Si el estado de cualquier sensor de entrada cambiara, se activaría una rutina de alarma.

En un gran servidor multiusuario, con muchas computadoras conectadas a él, debes saber que el sistema operativo es mucho más complejo.

En este escenario, el sistema operativo cumple con la función de gestor de recursos. Aquí tiene que administrar y ejecutar todos los pedidos de los usuarios y asegurar que ellos no interfieran entre sí.

Tiene que compartir todos los dispositivos que son del tipo serial por naturaleza, es decir aquellos equipos que sólo pueden ser usados por un usuario de cada vez, como impresoras y discos.

Una tarea súper compleja como te imaginarás, ya que esto debe hacerse sin conflictos entre todos los usuarios que piden utilizar este tipo de servicios.

El sistema operativo puede ser almacenado en un disco, y determinadas partes de él son cargadas en la memoria del ordenador (RAM) cuando es necesario.

4. Componentes de un sistema operativo

Sistema de archivos

Es el componente del sistema operativo encargado de asignar el espacio a los archivos, administrar el espacio libre y del acceso a los datos resguardados. Estructura la información guardada en la unidad de almacenamiento y la mayoría de sistemas maneja su propio sistema de archivos.

Además, podríamos destacar otros componentes del sistema operativo como son:

Sistema de protección

Encargado de obligar a utilizar mecanismos de protección, determinar los controles de seguridad a realizar o establecer diferencias entre el uso autorizado y no autorizado. Es el mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a los recursos del sistema o especificar los controles de seguridad a realizar.

Sistema de entrada y salida

Formado por un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra de dispositivos concretos para que el sistema operativo pueda ser capaz de gestionar el almacenamiento temporal de entrada y salida y servir las interrupciones de los dispositivos E/S.

Gestión de procesos

Encargado de crear, finalizar, parar o reanudar procesos y de ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y sincronizarse, así como posibilidad de establecer prioridades.

Gestión de la memoria principal

Es una gran tabla de palabras o bytes donde se almacenan datos de rápido acceso y que es compartida con la CPU y los dispositivos de E/S. Es volátil y permite al sistema saber qué partes de la memoria están siendo utilizadas o por quién, decidir los procesos que se cargarán en memoria cuando haya espacio, así como asignar y reclamar espacio cuando sea necesario.

Gestión de almacenamiento secundario

Es necesario en un sistema operativo puesto que la memoria principal es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas e información a tratar.

Sistema de comunicaciones

Para controlar el envío y recepción de datos a través de las interfaces de red.

Gestor de recursos

Encargado de gestionar los dispositivos de entrada y salida, programas o procesos en ejecución, la memoria secundaria o los discos y los recursos del sistema en general.

5. Tipos de un sistema operativo

Tipos de sistemas operativos

Es posible hacer diferentes clasificaciones de los sistemas operativos, como por ejemplo, según el equipo o dispositivo donde se ejecutan o sus capacidades de procesamiento. En este sentido, podemos hablar de sistemas operativos que se ejecutan en:

Ordenadores

Sistemas como el propio Windows, macOS o Linux son los más populares o conocidos pero no son los únicos y hay muchas alternativas o sistemas operativos de código abierto que podemos instalar. Especialmente diseñados para gestionar y controlar nuestros ordenadores y que se adaptan según lo que busquemos utilizar en concreto.

Dispositivos móviles

Son aquellos especialmente desarrollados para dispositivos móviles como smartphones y tablets. Los más conocidos son Android e iOS aunque también existe Windows Phone.

Integrados

Los sistemas integrados son aquellos que se encuentran embebidos en determinados dispositivos y que favorecen la función de los mismos, impresoras, electrodomésticos, etc.

Según los usuarios

Ahora bien, también podríamos hacer una clasificación en función de sus capacidades a la hora de procesar tareas o soportar diferentes usuarios:

Usuario único y tarea única

Aquellos que únicamente son capaces de procesar al mismo tiempo una sola tarea de un único usuario.

Multitarea de un único usuario

Los sistemas operativos capaces de realizar múltiples tareas a la vez de un único usuario.

Multitarea y multiusuario

Los sistemas que cuenta con la capacidad de ejecutar múltiples tareas a la vez de diferentes usuarios.

6. Tipos de sistema operativo

Algunos ejemplos de sistemas operativos

Han existido y existen un montón de sistemas operativos para diferentes dispositivos. Podemos distinguir entre sistemas para PC, para dispositivos móviles (tablets y smartphones), televisores inteligentes, smartwatches, etc.

Sistemas operativos para PC

• Windows
• Mac OS
• Unix
• Solaris
• FreeBSD
• OpenBSD
• Chrome OS (GNU/Linux)
• Multitud de distribuciones de Linux
• Etc…

Sistemas operativos para dispositivos móviles

• Android
• iOS
• BlackBerry OS
• Windows 10 Mobile
• Tizen
• Etc…

Sistemas operativos para Smart TV

• WebOS en LG
• Firefox OS en televisores Panasonic, por ejemplo
• My Home Screen en algunos televisores Panasonic
• Harmony OS de Huawei
• Tizen en Samsung
• Roku
• Android TV en muchos televisores (Sony, por ejemplo)
• Amazon Fire TV para los Amazon Fire TV Stick, Cube…

Sistemas operativos para smartwatches:

• Android
• WatchOS
• Android Wear
• WearOS9​
• OpenWatch