SISTEMAS OPERATIVOS

SISTEMAS OPERATIVOS
Un Sistema operativo (SO) es un software que actúa de interfaz entre los dispositivos de hardware y los programas usados por el usuario para manejar un computador.1 Es responsable de gestionar, coordinar las actividades y llevar a cabo el intercambio de los recursos y actúa como estación para las aplicaciones que se ejecutan en la máquina.
Uno de los más prominentes ejemplos de sistema operativo, es el núcleo Linux,2 el cual junto a las herramientas GNU, forman las llamadas distribuciones Linux.
Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo, pues este, es sólo el núcleo y no necesita de entorno operador para estar operativo y funcional.3 4 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 computadores 5 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.6 (Véase AmigaOS, beOS o MacOS como los pioneros7 de dicha modernización, cuando los Amiga, fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters8 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 con programas como Imagine9 o Scala multimedia, entre muchos otros.)10
Uno de los propósitos de un sistema operativo como programa estación principal, 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. Se encuentran en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilizan microprocesadores para funcionar. (teléfonos móviles, reproductores de DVD, computadoras, radios, etc.)
Parte de la infraestructura de la World Wide Web está compuesta por el Sistema Operativo de Internet, creado por Cisco Systems para gestionar equipos de interconexión como los conmutadores y los enrutadores.
FUNCIONES DE SISTEMAS OPERATIVOS
Las funciones más importantes que debe cumplir un sistema operativo son las siguientes:
• Aceptar los trabajos y conservarlos hasta su finalización.
• Detectar errores y actuar de modo apropiado en caso de que se produzcan.
• Controlar las operaciones de E/S.
• Controlar las interrupciones.
• Planificar la ejecución de tareas.
• Entregar recursos a las tareas.
• Retirar recursos de las tareas.
• Proteger la memoria contra el acceso indebido de los programas.
• Soportar el multiacceso.
• Proporcionar al usuario un sencillo manejo de todo el sistema.
• Aprovechar los tiempos muertos del procesador.
• Compartir los recursos de la máquina entre varios procesos al mismo tiempo.
• Administrar eficientemente el sistema de cómputo como un todo armónico.
• Permitir que los diferentes usuarios se comuniquen entre sí, así como protegerlos unos de otros.
• Permitir a los usuarios almacenar información durante plazos medianos o largos.
• Dar a los usuarios la facilidad de utilizar de manera sencilla todos los recursos, facilidades y lenguajes de que dispone la computadora.
• Administrar y organizar los recursos de que dispone una computadora para la mejor utilización de la misma, en beneficio del mayor número posible de usuarios.
• Controlar el acceso a los recursos de un sistema de computadoras.

GUI (INTERFAZ GRAFICA)
La interfaz gráfica de usuario, conocida también como GUI (del inglés graphical user interface) es un programa informático que actúa de interfaz de usuario, utilizando un conjunto de imágenes y objetos gráficos para representar la información y acciones disponibles en la interfaz. Su principal uso, consiste en proporcionar un entorno visual sencillo para permitir la comunicación con el sistema operativo de una máquina o computador.
Habitualmente las acciones se realizan mediante manipulación directa, para facilitar la interacción del usuario con la computadora. Surge como evolución de los intérpretes de comandos que se usaban para operar los primeros sistemas operativos y es pieza fundamental en un entorno gráfico. Como ejemplos de interfaz gráfica de usuario, cabe citar los entornos de escritorio Windows, el X-Window de GNU/Linux o el de Mac OS X, Aqua.
En el contexto del proceso de interacción persona-ordenador, la interfaz gráfica de usuario es el artefacto tecnológico de un sistema interactivo que posibilita, a través del uso y la representación del lenguaje visual, una interacción amigable con un sistema informático.

LINEA DE COMANDOS
Interfaz de Línea de Comandos, por su acrónimo en inglés de Command Line Interface (CLI), es un método que permite a las personas dar instrucciones a algún programa informático por medio de una línea de texto simple. Debe notarse que los conceptos de CLI, Shell y Emulador de Terminal no son lo mismo, aunque suelen utilizarse como sinónimos.
Las CLI pueden emplearse interactívamente, escribiendo instrucciones en alguna especie de entrada de texto, o pueden utilizarse de una forma mucho más automatizada (batch), leyendo comandos desde un archivo de scripts.
Esta interfaz existe casi desde los comienzos de la computación, superada en antigüedad solo por las tarjetas perforadas y mecanismos similares. Existen, para diversos programas y sistemas operativos, para diversos hardware, y con diferente funcionalidad.
Por ejemplo, las CLI son parte fundamental de los Shells o Emuladores de Terminal. Aparecen en todos los desktops (Gnome, KDE, Windows) como un método para ejecutar aplicaciones rápidamente. Aparecen como interfaz de lenguajes interpretados tales como Java, Python, Ruby o Perl. También se utilizan en aplicaciones cliente-servidor, en DBs (Postgres, MySQL, Oracle), en clientes FTP, etc. Las CLI son un elemento fundamental de aplicaciones de ingeniería tan importantes como Matlab y Autocad.
La contraparte de CLI es la interfaz gráfica de usuario (GUI) que ofrece una estética mejorada y una mayor simplificación, a costa de un mayor consumo de recursos computacionales, y, en general, de una reducción de la funcionalidad alcanzable. Asimismo aparece el problema de una mayor vulnerabilidad por complejidad.
Las CLI son usadas por muchos programadores y administradores de sistemas como herramienta primaria de trabajo, especialmente en sistemas operativos basados en Unix; en entornos científicos y de ingeniería, y un subconjunto más pequeño de usuarios domésticos avanzados.
En dispositivos portables y PDAs (como el iPhone), las CLI no se utilizan, debido a lo complejo que resulta ingresar datos de texto, o por la ausencia total de teclados.

MULTIPROCESO
Un sistema operativo multiproceso o multitarea es aquel que permite ejecutar varios procesos de forma concurrente, la razón es porque actualmente nuestras CPUs sólo pueden ejecutar un proceso cada vez. La única forma de que se ejecuten de forma simultánea varios procesos es tener varias CPUs (ya sea en una máquina o en varias, en un sistema distribuido).
La magia de un sistema operativo multiproceso reside en la operacíon llamada cambio de contexto. Esta operación consiste en quitar a un proceso de la CPU, ejecutar otro proceso y volver a colocar el primero sin que se entere de nada.

MULTIUSUARIO
La palabra multiusuario se refiere a un concepto de sistemas operativos, pero en ocasiones también puede aplicarse a programas de ordenador de otro tipo (e.j. aplicaciones de base de datos). En general se le llama multiusuario a la característica de un sistema operativo o programa que permite proveer servicio y procesamiento a múltiples usuarios simultáneamente (tanto en paralelismo real como simulado).
En contraposición a los sistemas monousuario, que proveen servicio y procesamiento a un solo usuario, en la categoría de multiusuario se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten los mismos recursos. Actualmente este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes, pero los primeros ejemplos de sistemas multiusuario fueron sistemas centralizados que se compartían a través del uso de múltiples dispositivos de interfaz humana (e.g. una unidad central y múltiples pantallas y teclados).
Los recursos que se comparten son por lo regular una combinación de:
• Procesador.
• Memoria.
• Almacenamiento secundario (almacenaje en disco duro).
• Programas.
• Periféricos como impresoras, plotters, scanners, etc.
De tal modo que los múltiples usuarios tienen la impresión de utilizar un ordenador y un sistema operativo unificado, que les están dedicados por completo.

MULTITAREA
Es una característica de los sistemas operativos modernos. Permite que varios procesos sean ejecutados al mismo tiempo compartiendo uno o más procesadores.
TIPOS DE MULTITAREA
Cooperativa
Los procesos de usuario son quienes ceden la CPU al sistema operativo a intervalos regulares. Muy problemática, puesto que si el proceso de usuario se interrumpe y no cede la CPU al sistema operativo, todo el sistema estará trabado, es decir, sin poder hacer nada. Da lugar también a latencias muy irregulares, y la imposibilidad de tener en cuenta este esquema en sistemas operativos de tiempo real. Un ejemplo sería Windows hasta la versión 95.
Preferente
El sistema operativo es el encargado de administrar el/los procesador(es), repartiendo el tiempo de uso de este entre los procesos que estén esperando para utilizarlo. Cada proceso utiliza el procesador durante cortos períodos de tiempo, pero el resultado final es prácticamente igual que si estuviesen ejecutándose al mismo tiempo. Ejemplos de sistemas de este tipo serían Unix y sus derivados (FreeBSD, Linux), VMS y derivados, AmigaOS, Windows NT.
Real
Sólo se da en sistemas multiprocesador. Es aquella en la que varios procesos se ejecutan realmente al mismo tiempo, en distintos microprocesadores. Suele ser también preferente. Ejemplos de sistemas operativos con esa capacidad: variantes Unix, Linux, Windows NT, Mac OS X, etc.

TIEMPO REAL

Un sistema operativo de tiempo real (SOTR o RTOS -Real Time Operating System en inglés), es un sistema operativo que ha sido desarrollado para aplicaciones de tiempo real. Como tal, se le exige corrección en sus respuestas bajo ciertas restricciones de tiempo. Si no las respeta, se dirá que el sistema ha fallado. Para garantizar el comportamiento correcto en el tiempo requerido se necesita que el sistema sea predecible (determinista).
CARACTERISTICAS GENERALES
Usado típicamente para aplicaciones integradas, normalmente tiene las siguientes características:
• No utiliza mucha memoria
• Cualquier evento en el soporte físico puede hacer que se ejecute una tarea
• Multi-arquitectura (puertos de código para otro tipo de UCP)
• Muchos tienen tiempos de respuesta predecibles para eventos electrónicos
En la actualidad hay un debate sobre qué es tiempo real. Muchos sistemas operativos de tiempo real tienen un programador y diseños de controladores que minimizan los periodos en los que las interrupciones están deshabilitadas, un número llamado a veces duración de interrupción. Muchos incluyen también formas especiales de gestión de memoria que limitan la posibilidad de fragmentación de la memoria y aseguran un límite superior mínimo para los tiempos de asignación y retirada de la memoria.
Un ejemplo temprano de sistema operativo en tiempo real a gran escala fue el denominado «programa de control» desarrollado por American Airlines e IBM para el sistema de reservas Sabre.