Un sistema operativo actúa como intermediario entre el usuario de un ordenador y el hardware del mismo. El propósito de un sistema operativo es proporcionar un entorno en el que un usuario pueda ejecutar programas de una manera conveniente y eficiente.
Un sistema operativo es un software que gestiona el hardware del ordenador. El hardware debe proporcionar los mecanismos adecuados para garantizar el correcto funcionamiento del sistema informático y evitar que los programas del usuario interfieran en el buen funcionamiento del sistema.
Sistema operativo – Definición:
- Un sistema operativo es un programa que controla la ejecución de los programas de aplicación y actúa como interfaz entre el usuario de un ordenador y el hardware del mismo.
- Una definición más común es que el sistema operativo es el único programa que se ejecuta en todo momento en el ordenador (normalmente llamado kernel), siendo todo lo demás programas de aplicación.
- Un sistema operativo se ocupa de la asignación de recursos y servicios, como memoria, procesadores, dispositivos e información. El sistema operativo incluye correspondientemente programas para gestionar estos recursos, como un controlador de tráfico, un planificador, un módulo de gestión de memoria, programas de E/S y un sistema de archivos.
Funciones del sistema operativo – El sistema operativo realiza tres funciones:
- Comodidad: Un sistema operativo hace que un ordenador sea más cómodo de usar.
- Eficiencia: Un SO permite utilizar los recursos del sistema informático de forma eficiente.
- Capacidad de evolución: Un SO debe estar construido de tal manera que permita el desarrollo efectivo, la prueba y la introducción de nuevas funciones del sistema al mismo tiempo sin interferir con el servicio.
Sistema operativo como interfaz de usuario –
- Usuario
- Sistema y programas de aplicación
- Sistema operativo
- Hardware
Todo ordenador de propósito general consta de hardware, sistema operativo, programas de sistema y programas de aplicación. El hardware consta de memoria, CPU, ALU y dispositivos de E/S, dispositivos periféricos y dispositivos de almacenamiento. El programa de sistema consiste en compiladores, cargadores, editores, SO, etc. El programa de aplicación consiste en programas de negocio, programas de base de datos.
Fig1: Vista conceptual de un sistema informático
Todo ordenador debe tener un sistema operativo para ejecutar otros programas. El sistema operativo coordina el uso del hardware entre los distintos programas del sistema y los programas de aplicación para los distintos usuarios. Simplemente proporciona un entorno dentro del cual otros programas pueden hacer un trabajo útil.
El sistema operativo es un conjunto de programas especiales que se ejecutan en un sistema informático y que le permiten funcionar correctamente. Realiza tareas básicas como el reconocimiento de la entrada del teclado, el seguimiento de los archivos y directorios del disco, el envío de la salida a la pantalla y el control de los dispositivos periféricos.
El SO está diseñado para servir a dos propósitos básicos:
- Controla la asignación y el uso de los recursos del Sistema informático entre los distintos usuarios y tareas.
- Proporciona una interfaz entre el hardware del ordenador y el programador que simplifica y hace factible la codificación, creación y depuración de programas de aplicación.
El Sistema Operativo debe soportar las siguientes tareas. Las tareas son:
- Proporciona las facilidades para crear, modificar programas y archivos de datos utilizando un editor.
- Acceso al compilador para traducir el programa del usuario de lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina.
- Proporcionar un programa cargador para trasladar el código del programa compilado a la memoria del ordenador para su ejecución.
- Proporcionar rutinas que manejen los detalles de la programación de E/S.
Gestión del sistema de E/S –
El módulo que lleva el control del estado de los dispositivos se llama controlador de tráfico de E/S. Cada dispositivo de E/S tiene un controlador de dispositivo que reside en un proceso separado asociado con ese dispositivo.
El subsistema de E/S consiste en
- Un componente de gestión de memoria que incluye el almacenamiento en caché y la cola de impresión.
- Una interfaz de controlador de dispositivo general.
Controladores para dispositivos de hardware específicos.
Ensamblador –
La entrada a un ensamblador es un programa en lenguaje ensamblador. La salida es un programa objeto más información que permite al cargador preparar el programa objeto para su ejecución. En una época, el programador de computadoras tenía a su disposición una máquina básica que interpretaba, a través del hardware, ciertas instrucciones fundamentales. Programaba este ordenador escribiendo una serie de unos y ceros (Lenguaje de máquina), los colocaba en la memoria de la máquina.
Compilador –
Los lenguajes de alto nivel- ejemplos son FORTRAN, COBOL, ALGOL y PL/I son procesados por compiladores e intérpretes. Un compilador es un programa que acepta un programa fuente en un «lenguaje de alto nivel «y produce un programa objeto correspondiente. Un intérprete es un programa que parece ejecutar un programa fuente como si fuera lenguaje de máquina. A menudo se utiliza el mismo nombre (FORTRAN, COBOL, etc.) para designar tanto a un compilador como a su lenguaje asociado.
Loader –
Un Loader es una rutina que carga un programa objeto y lo prepara para su ejecución. Existen varios esquemas de carga: absoluto, de reubicación y de enlace directo. En general, el cargador debe cargar, reubicar y enlazar el programa objeto. El cargador es un programa que coloca los programas en la memoria y los prepara para su ejecución. En un esquema de carga simple, el ensamblador emite la traducción al lenguaje máquina de un programa en un dispositivo secundario y un cargador lo coloca en el núcleo. El cargador coloca en memoria la versión en lenguaje máquina del programa del usuario y le transfiere el control. Dado que el programa cargador es mucho más pequeño que el ensamblador, estos hacen que haya más núcleo disponible para el programa del usuario.
Historia del sistema operativo –
El sistema operativo ha ido evolucionando a lo largo de los años. La siguiente tabla muestra la historia del sistema operativo.
| Generación | Año | Dispositivo electrónico utilizado | Tipos de dispositivo OS |
|---|---|---|---|
| Primero | 1945-55 | Tubos de vacío | Tarjetas de enchufe |
| Segundo | 1955-65 | Transistores | Sistemas de lotes |
| Tercero | 1965-80 | Circuitos integrados(IC) | Multiprogramación |
| Cuarta | Desde 1980 | Integración a gran escala | PC |
Tipos de sistema operativo –
- Sistema operativo por lotes-. Secuencia de trabajos en un programa en un ordenador sin intervenciones manuales.
- Sistema operativo de tiempo compartido- permite que muchos usuarios compartan los recursos del ordenador.(Máxima utilización de los recursos).
- Sistema operativo distribuido- Gestiona un grupo de ordenadores diferentes y hace que parezcan un único ordenador.
- Sistema operativo de red- Los ordenadores que se ejecutan en diferentes sistemas operativos pueden participar en una red común (Se utiliza con fines de seguridad).
- Sistema operativo en tiempo real- Significa que las aplicaciones fijan los plazos.
Ejemplos de sistema operativo son –
- Windows (basado en GUI, PC)
- GNU/Linux (personal, estaciones de trabajo, ISP, servidor de archivos e impresión, cliente/servidor de tres niveles)
- macOS (Macintosh), utilizado para los ordenadores personales y estaciones de trabajo de Apple (MacBook, iMac).
- Android (sistema operativo de Google para teléfonos inteligentes/tabletas/relojes inteligentes)
- iOS (sistema operativo de Apple para iPhone, iPad y iPod Touch)