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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.[1]

Interacción entre el sistema operativo con el resto de las partes de un sistema informático.

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, 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.

El sistema operativo de escritorio dominante es Microsoft Windows con una cuota de mercado de alrededor del 82,74%. macOS de Apple Inc. ocupa el segundo lugar (13,23%), y las variedades de GNU/Linux están colectivamente en tercer lugar (1,57%).[2]​ En el sector móvil (incluidos teléfonos inteligentes y tabletas), la participación de Android es de hasta un 70% en el año 2017.[3]​ Las distribuciones Linux son dominantes en los sectores de servidores y supercomputación[4]​. Existen otras clases especializadas de sistemas operativos, como los sistemas integrados y en tiempo real, para muchas aplicaciones.

Antecedentes

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.

A finales de los años 1980, una computadora Commodore Amiga equipada con una aceleradora Video Toaster era capaz de producir efectos comparados a sistemas dedicados que costaban el triple. Un Video Toaster junto a Lightwave ayudó a producir muchos programas de televisión y películas, entre las que se incluyen Babylon 5, SeaQuest DSV y Terminator 2.[5]

Problemas de explotación y soluciones iniciales

El problema principal de las primeras computadoras 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 processing) sin automatizar.

Monitores residentes

 
Fichas en lenguaje de procesamiento por lotes, con programa y datos, para ejecución secuencial.

Según fue avanzando la complejidad de los programas, fue necesario implementar soluciones que automatizaran la organización de tareas sin necesidad de un operador. Debido a ello se crearon los monitores residentes: programas que residían en memoria y que gestionaban la ejecución de una cola de trabajos.

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:

  • Un programa escribe su salida en un área de memoria (búfer 1).
  • 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

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.

Modos de ejecución en un CPU

Las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU. No obstante el Sistema Operativo, tiene que poder utilizar todo el conjunto de instrucciones del CPU. Por ello, una CPU debe tener (al menos) dos modos de operación diferentes:

  • Modo usuario: el CPU podrá ejecutar sólo las instrucciones del juego restringido de las aplicaciones.
  • Modo supervisor: la CPU debe poder ejecutar el juego completo de instrucciones.

Llamadas al sistema

Una aplicación, normalmente no sabe dónde está situada la rutina de servicio de la llamada. Por lo que si esta se codifica como una llamada de función, cualquier cambio en el S.O. haría que hubiera que reconstruir la aplicación.

Pero lo más importante es que una llamada de función no cambia el modo de ejecución de la CPU. Con lo que hay que conseguir llamar a la rutina de servicio, sin tener que conocer su ubicación, y hacer que se fuerce un cambio de modo de operación de la CPU en la llamada (y la recuperación del modo anterior en el retorno).

Esto se hace utilizando instrucciones máquina diseñadas específicamente para este cometido, distintas de las que se usan para las llamadas de función.

Bibliotecas de interfaz de llamadas al sistema

Las llamadas al sistema no siempre tienen una expresión sencilla en los lenguajes de alto nivel, por ello se crean las bibliotecas de interfaz, que son bibliotecas de funciones que pueden usarse para efectuar llamadas al sistema. Las hay para distintos lenguajes de programación.

La aplicación llama a una función de la biblioteca de interfaz (mediante una llamada normal) y esa función es la que realmente hace la llamada al sistema.

Interrupciones y excepciones

El SO ocupa una posición intermedia entre los programas de aplicación y el hardware. No se limita a utilizar el hardware a petición de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute código del SO. En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema, pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones:

  • Algún dispositivo de E/S necesita atención.
  • Se ha producido una situación de error al intentar ejecutar una instrucción del programa (normalmente de la aplicación).

En ambos casos, la acción realizada no está ordenada por el programa de aplicación, es decir, no figura en el programa.

Según los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y las excepciones:

  • Interrupción: señal que envía un dispositivo de E/S a la CPU para indicar que la operación de la que se estaba ocupando, ya ha terminado.
  • Excepción: una situación de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instrucción, que requiere tratamiento por parte del SO.

Tratamiento de las interrupciones

Una interrupción se trata en todo caso, después de terminar la ejecución de la instrucción en curso.

El tratamiento depende de cuál sea el dispositivo de E/S que ha causado la interrupción, ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la ha causado.

La ventaja de este procedimiento es que no se tiene que perder tiempo ejecutando continuamente rutinas para consultar el estado del periférico. El inconveniente es que el dispositivo debe tener los circuitos electrónicos necesarios para acceder al sistema de interrupciones del computador.

Importancia de las interrupciones

El mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al sistema operativo utilizar la CPU en servicio de una aplicación, mientras otra permanece a la espera de que concluya una operación en un dispositivo de E/S.

El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E/S ha terminado y el SO puede intervenir entonces, si es conveniente, para hacer que el programa que estaba esperando por el dispositivo, se continúe ejecutando.

En ciertos intervalos de tiempo puede convenir no aceptar señales de interrupción. Por ello las interrupciones pueden inhibirse por programa (aunque esto ellas no deben poder hacerlo).

Un ejemplo de sincronismo por interrupción es el almacenamiento de caracteres introducidos mediante el teclado. Cuando se introduce un carácter, se codifica en el registro de datos del dispositivo y además se activa un bit del registro de estado quien crea una interrupción en el hardware. El procesador deja temporalmente la tarea que estaba completando y ejecuta la rutina de atención a la interrupción correspondiente. El teclado almacena el carácter en el vector de memoria intermedia (también llamado buffer) asociada al teclado y despierta el proceso que había en el estado de espera de la operación de entrada/salida.

Excepciones

Cuando la CPU intenta ejecutar una instrucción incorrectamente construida, la unidad de control lanza una excepción para permitir al SO ejecutar el tratamiento adecuado. Al contrario que en una interrupción, la instrucción en curso es abortada. Las excepciones al igual que las interrupciones deben estar identificadas.

Clases de excepciones

Las instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversas razones:

  • El código de operación puede ser incorrecto.
  • Se intenta realizar alguna operación no definida, como dividir por cero.
  • La instrucción puede no estar permitida en el modo de ejecución actual.
  • La dirección de algún operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso.

Importancia de las excepciones

El mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir, junto a los modos de ejecución de la CPU y los mecanismos de protección de la memoria, que las aplicaciones realicen operaciones que no les están permitidas. En cualquier caso, el tratamiento específico de una excepción lo realiza el SO.

Como en el caso de las interrupciones, el hardware se limita a dejar el control al SO, y este es el que trata la situación como convenga.

Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepción no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepción, sino que el SO aborte la ejecución de ese programa. Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepción adecuadamente.

Componentes

 
Componentes del Sistema Operativo.

Todos los componentes de un sistema operativo existen para hacer que las diferentes partes de una computadora trabajen juntas. Todo el software del usuario debe pasar por el sistema operativo para poder utilizar cualquier hardware, ya sea tan simple como un mouse o un teclado o tan complejo como un componente de Internet.

Núcleo

En informática, un núcleo o kernel (de la raíz germánica Kern, núcleo, hueso) es un software que constituye una parte fundamental del sistema operativo, y se define como la parte que se ejecuta en modo privilegiado (conocido también como modo núcleo).[6]​ Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sistema. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, también se encarga de decidir qué programa podrá usar un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiprogramación. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporcionar una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso al programador.

En algunos sistemas operativos, no existe un núcleo como tal (algo común en sistemas empotrados), debido a que en ciertas arquitecturas no hay distintos modos de ejecución.

Controladores de dispositivos

 
Esquema de un subsistema de controladores de dispositivos como parte del «núcleo del sistema operativo», actuando como interfaz (controlador A) entre las “aplicaciones de usuario” y un dispositivo externo (dispositivo A).

Un controlador de dispositivo o manejador de dispositivo (en inglés: device driver, o simplemente driver)[nota 1]​ es un programa informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una interfaz (posiblemente estandarizada) para utilizar el dispositivo.[7]

Es una pieza esencial del software, y en particular, del núcleo de un sistema operativo, sin la cual el hardware sería inutilizable.

Gestión de procesos

Un proceso es simplemente, un programa en ejecución que necesita recursos para realizar su tarea: tiempo de CPU, memoria, archivos y dispositivos de E/S. El SO es el responsable de lo siguiente:

  • Crear y destruir procesos.
  • Parar y reanudar procesos.
  • Ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y se sincronicen.

La gestión de procesos podría ser similar al trabajo de oficina. Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades: alta, media, baja, por ejemplo. Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y después las de baja. Una vez realizada la tarea se tacha.

Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse y permanezcan en la lista para siempre. Para solucionar esto, se puede asignar alta prioridad a las tareas más antiguas.

Gestión de la memoria

La gestión de memoria o administración de memoria es el acto de gestionar la memoria de un dispositivo informático. El proceso de asignación de memoria a los programas que la solicitan.[8]​ La gestión de la memoria principal de una computadora es una tarea de suma importancia para el funcionamiento de la misma.

Los sistemas de memoria virtual separan las direcciones de memoria utilizadas por un proceso de las direcciones físicas reales, permitiendo la separación de procesos e incrementando la cantidad efectiva de memoria de acceso aleatorio utilizando la paginación. La calidad de la gestión de la memoria es crucial para las prestaciones del sistema.

El recolector de basura es la asignación y liberación automática de los recursos de memoria para un programa. La implementación suele ser a nivel del lenguaje de programación en contraposición a la gestión manual de memoria, que asigna y libera los recursos de memoria de una computadora de forma explícita.

La administración de memoria se refiere a los distintos métodos y operaciones que se encargan de obtener la máxima utilidad de la memoria, organizando los procesos y programas que se ejecutan de manera tal que se aproveche de la mejor manera posible el espacio disponible.

Para poder lograrlo, la operación principal que realiza es trasladar la información que deberá ser ejecutada por la unidad central de procesamiento o procesador, a la memoria principal. Actualmente esta administración se conoce como memoria virtual, porque no es la memoria física del procesador sino una memoria virtual que la representa. Entre algunas ventajas, esta memoria permite que el sistema cuente con una memoria más extensa teniendo la misma memoria real, por lo que esta se puede utilizar de manera más eficiente. Y por supuesto, que los programas que son utilizados no ocupen lugar innecesario.

Las técnicas que existen para la carga de programas en la memoria son: partición fija, que es la división de la memoria libre en varias partes (de igual o distinto tamaño) y la partición dinámica, que son las particiones de la memoria en tamaños que pueden ser variables, según la cantidad de memoria que necesita cada proceso.

Entre las principales operaciones que desarrolla la administración de memoria se encuentran la reubicación, que consiste en trasladar procesos activos dentro y fuera de la memoria principal para maximizar la utilización del procesador; la protección, mecanismos que protegen los procesos que se ejecutan de interferencias de otros procesos; uso compartido de códigos y datos, con lo que el mecanismo de protección permite que ciertos procesos de un mismo programa que comparten una tarea tengan memoria en común.

Gestión del almacenamiento secundario

Un sistema de almacenamiento secundario es necesario, ya que la memoria principal (almacenamiento primario) es volátil y además muy pequeña para almacenar todos los programas y datos. También es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal. El SO se encarga de:

  • Planificar los discos.
  • Gestionar el espacio libre.
  • Asignar el almacenamiento.
  • Verificar que los datos se guarden en orden.

Sistema de entrada y salida

Consiste en un sistema de almacenamiento temporal (caché), una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos. El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E/S y servir las interrupciones de los dispositivos de E/S.

Sistema de archivos

Un sistema de archivos o sistema de ficheros, (file system: fs), en informática, es un componente que controla cómo se almacenan y recuperan los datos. Sin un sistema de archivos, los datos colocados en un medio de almacenamiento serían un gran cuerpo de datos sin manera de saber dónde termina un dato y comienza el siguiente. Es el encargado de administrar y facilitar el uso de las memorias periféricas, ya sean secundarias o terciarias.[9]

Sus principales funciones son la asignación de espacio a los archivos, la administración del espacio libre y del acceso a los datos resguardados. Estructuran la información guardada en un dispositivo de almacenamiento de datos o unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro de una computadora), que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos.

La mayoría de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos.

Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamaño, a veces llamados sectores, usualmente de 512 bytes de longitud (también denominados clústers). El software del sistema de archivos es responsable de la organización de estos sectores en archivos y directorios y mantiene un registro de qué sectores pertenecen a qué archivos y cuáles no han sido utilizados. En la práctica, un sistema de archivos también puede ser utilizado para acceder a datos generados dinámicamente, como los recibidos a través de una conexión de red de computadoras (sin la intervención de un dispositivo de almacenamiento).[10]

Los sistemas de archivos proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de métodos para crear, por ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo (enlace duro en Unix) o renombrar enlaces padres (".." en Unix).

El acceso seguro a sistemas de archivos básicos puede estar basado en los esquemas de lista de control de acceso (access control list, ACL) o capacidades. Las ACL hace décadas que demostraron ser inseguras, por lo que los sistemas operativos experimentales utilizan el acceso por capacidades. Los sistemas operativos comerciales todavía funcionan con listas de control de acceso.[cita requerida]

Existen diferentes sistemas de archivos, es decir, existen diferentes formas de organizar la información que se almacena en las memorias (normalmente discos) de los ordenadores. Por ejemplo, existen los sistemas de archivos FAT, FAT32, ext3, ext4, NTFS, XFS, etc.

Sistemas de protección

Mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a los recursos del sistema. El SO se encarga de:

  • Distinguir entre uso autorizado y no autorizado.
  • Especificar los controles de seguridad a realizar.
  • Forzar el uso de estos mecanismos de protección.

Sistema de comunicaciones

Para mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario poder controlar el envío y recepción de información a través de las interfaces de red. También hay que crear y mantener puntos de comunicación que sirvan a las aplicaciones para enviar y recibir información, y crear y mantener conexiones virtuales entre aplicaciones que están ejecutándose localmente y otras que lo hacen remotamente.

Programas de sistema

Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman parte de él. Ofrecen un entorno útil para el desarrollo y ejecución de programas, siendo algunas de las tareas que realizan:

  • Manipulación y modificación de archivos.
  • Información del estado del sistema.
  • Soporte a lenguajes de programación.
  • Comunicaciones.

Gestor de recursos

Como gestor de recursos, el sistema operativo administra:

  • La unidad central de procesamiento (donde está alojado el microprocesador).
  • Los dispositivos de entrada y salida.
  • La memoria principal (o de acceso directo).
  • Los discos (o memoria secundaria).
  • Los procesos (o programas en ejecución).
  • Y en general todos los recursos del sistema.

Interfaz de usuario

 
Evolución de las interfaces de usuario.
CLI (Command line interface): Interfaz de línea de comandos
GUI (Graphical user interface): Interfaz gráfica de usuario
NUI (Natural user interface): Interfaz natural de usuario

La interfaz de usuario es el medio con que el usuario puede comunicarse con una máquina, equipo, computadora o dispositivo, y comprende todos los puntos de contacto entre el usuario y el equipo.

Normalmente suelen ser fáciles de entender y fáciles de accionar, aunque en el ámbito de la informática es preferible referirse a que suelen ser "usables", "amigables e intuitivos" porque es complejo.


Clasificación

Administración de tareas

  • Monotarea: Solamente permite ejecutar un proceso (aparte de los procesos del propio SO) en un momento dado. Una vez que empieza a ejecutar un proceso, continuará haciéndolo hasta su finalización y/o interrupción.
  • Multitarea: Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo. Este tipo de SO normalmente asigna los recursos disponibles (CPU, memoria, periféricos) de forma alternada a los procesos que los solicitan, de manera que el usuario percibe que todos funcionan a la vez, de forma concurrente.

Administración de usuarios

  • Monousuario: Solo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo.
  • Multiusuario: Permite que varios usuarios ejecuten simultáneamente sus programas, accediendo a la vez a los recursos de la computadora. Normalmente estos sistemas operativos utilizan métodos de protección de datos, de manera que un programa no pueda usar o cambiar los datos de otro usuario.

Manejo de recursos

  • Centralizado: Permite usar los recursos de una sola computadora.
  • Distribuido: Permite utilizar los recursos (memoria, CPU, disco, periféricos...) de más de una computadora al mismo tiempo.

Denominaciones erróneas

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.

Nótese que es un error común muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo,[11]​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 computadores[12]​ 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.[13]​ Véase AmigaOS, beOS o Mac OS como los pioneros[14]​ de dicha modernización, cuando los Amiga fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters[15]​ 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.

Sistemas operativos para PC

Sistemas operativos para dispositivos móviles

Sistemas operativos para relojes inteligentes

Véase también

Notas

  1. Del idioma inglés: Device ("Dispositivo") y Driver ("Manejador" o "Controlador").

Referencias

  1. Cfr., entre otros: Tanenbaum, A. (1992) Modern Operating Systems, Englewood Cliffs: Prentice-Hall; Haldar, S. y Aravind, A. A. (2010) Operating Systems, Pearson Education India, pp. 12 y ss.; Turner, R. W. (1986) Operating Systems: design and implementation, MacMillan.
  2. «Desktop Operating System Market Share Worldwide». StatCounter Global Stats (en inglés). Consultado el 10 de octubre de 2020. 
  3. «Mobile & Tablet Operating System Market Share Worldwide». StatCounter Global Stats (en inglés). Consultado el 10 de octubre de 2020. 
  4. Pastor, Javier (15 de noviembre de 2017). «Linux es líder absoluto en supercomputación, ¿por qué Windows o macOS no?». Xataka. Consultado el 10 de octubre de 2020. 
  5. Rabay, Francisco. amiga-hardware.com, ed. (en inglés). Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2010. Consultado el 6 de febrero de 2010. 
  6. gnu.org, ed. (25 de julio). «What is the GNU Hurd?» (en inglés). Consultado el 18 de febrero de 2010. 
  7. Real Academia de Ingeniería (ed.). «driver». Diccionario Español de Ingeniería (DEI 1.0). Consultado el 24 de agosto de 2015. «Componente software que permite que un dispositivo se entienda con el sistema operativo y pueda ser utilizado por las aplicaciones». 
  8. La Asignación de memoria es llamada por algunos "alocar" (del inglés allocate que significa "asignar"), pero la palabra tiene otro significado para el Diccionario de la lengua española de la Real Academia Española.
  9. Juncos, Raúl (21 de enero de 2008). (html). Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España). Archivado desde el original el 14 de diciembre de 20018. Consultado el 18 de mayo de 2018. «Se puede definir el sistema de ficheros de un sistema operativo como aquellas estructuras lógicas y sus correspondientes métodos que utiliza el propio sistema para organizar los ficheros en disco.» 
  10. Juncos, Raúl (21 de enero de 2008). (html). Ministerio de Educación, Cultura y Deporte (España). Archivado desde el original el 14 de diciembre de 20018. Consultado el 18 de mayo de 2018. «Por contextualizar esta definición , no está de más recordar que un disco duro (soporte físico) puede poseer una o más particiones (sistema de particionado), y cada una de esas partiones requieren de formato lógico mediante un sistema de ficheros específico (durante el presente escrito se presentarán distintos tipos). Estos sistema de ficheros permiten estructurar la información para poder mostrarla, tanto de forma gráfica (si el sistema cuenta con esta característica) como de forma textual mediante los denominados gestores de archivos.» 
  11. It's important to realize that these programs are not part of the operating system (...). The operating system is the portion of the software that runs in kernel mode (...). A trend in modern operating systems is to take this idea of moving code up into higher layers even further and remove as much as possible from the operating system, leaving a minimal kernel (Refiriéndose a un sistema micronúcleo basado en el modelo cliente-servidor. El autor indica repetidamente que es razonable argumentar que las funciones que pasan a ejecutarse en espacio de usuario siguen siendo parte del sistema operativo). Operating Systems Design & Implementation, Tanenbaum y Woodhull.
  12. Cisco Systems (1992). cisco.com, ed. «Fundamentos de UNIX» (certificación). Consultado el 10 de febrero de 2010. 
  13. «Washington Post - Debut de Windows 95» (en inglés). Consultado el 2009. 
  14. toastytech.com, ed. (2010). «BeOS 5.0 Personal Edition» (en inglés). Consultado el 10 de febrero de 2010. 
  15. (en inglés). NewTek, Inc. 2010. Archivado desde el original el 26 de enero de 2010. Consultado el 1 de febrero de 2010. 
  16. Actividad Pulsera. «Google cambia Android Wear por Wear OS». 

Bibliografía

  • O´brien, James A. (2006). Sistemas de Información Gerencial. México DF. 

Bibliografía adicional

  • Silberschatz, Abraham; Galvin, Peter Baer; Gagne, Greg (2006). Fundamentos de sistemas operativos (7ª edición). McGraw-Hill. ISBN 84-481-4641-7. 
  • Stallings, William (2005). Sistemas operativos: aspectos internos y principios de diseño (5ª edición). Pearson Prentice Hall. ISBN 978-84-205-4462-5. 
  • Tanenbaum, Andrew S. (2009). Sistemas operativos modernos (3ª edición). Pearson Prentice Hall. ISBN 978-607-442-046-3. 

Enlaces externos

  •   Wikimedia Commons alberga una galería multimedia sobre Sistema operativo.
  •   Wikcionario tiene definiciones y otra información sobre sistema operativo.
  •   Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Sistema operativo.
  •   Datos: Q9135
  •   Multimedia: Operating systems
  •   Recursos didácticos: Sistemas operativos

sistema, operativo, sistema, operativo, frecuentemente, inglés, operating, system, software, principal, conjunto, programas, sistema, informático, gestiona, recursos, hardware, provee, servicios, programas, aplicación, software, ejecutándose, modo, privilegiad. Un sistema operativo SO o frecuentemente OS del ingles operating system es el software principal o conjunto de programas de un sistema informatico que gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicacion de software ejecutandose en modo privilegiado respecto de los restantes 1 Interaccion entre el sistema operativo con el resto de las partes de un sistema informatico Uno de los propositos del sistema operativo que gestiona el nucleo intermediario consiste en gestionar los recursos de localizacion y proteccion de acceso del hardware hecho que alivia a los programadores de aplicaciones de tener que tratar con estos detalles La mayoria de aparatos electronicos que utilizan microprocesadores para funcionar llevan incorporado un sistema operativo telefonos moviles reproductores de DVD computadoras enrutadores etc En cuyo caso son manejados mediante una interfaz grafica 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 linea de comandos o navegador web si es un enrutador El sistema operativo de escritorio dominante es Microsoft Windows con una cuota de mercado de alrededor del 82 74 macOS de Apple Inc ocupa el segundo lugar 13 23 y las variedades de GNU Linux estan colectivamente en tercer lugar 1 57 2 En el sector movil incluidos telefonos inteligentes y tabletas la participacion de Android es de hasta un 70 en el ano 2017 3 Las distribuciones Linux son dominantes en los sectores de servidores y supercomputacion 4 Existen otras clases especializadas de sistemas operativos como los sistemas integrados y en tiempo real para muchas aplicaciones Indice 1 Antecedentes 1 1 Problemas de explotacion y soluciones iniciales 1 2 Monitores residentes 1 3 Sistemas con almacenamiento temporal de E S 1 4 Spoolers 1 5 Sistemas operativos multiprogramados 2 Llamadas al sistema 2 1 Modos de ejecucion en un CPU 2 2 Llamadas al sistema 2 3 Bibliotecas de interfaz de llamadas al sistema 2 4 Interrupciones y excepciones 2 5 Tratamiento de las interrupciones 2 6 Importancia de las interrupciones 2 7 Excepciones 2 7 1 Clases de excepciones 2 7 2 Importancia de las excepciones 3 Componentes 3 1 Nucleo 3 2 Controladores de dispositivos 3 3 Gestion de procesos 3 4 Gestion de la memoria 3 5 Gestion del almacenamiento secundario 3 6 Sistema de entrada y salida 3 7 Sistema de archivos 3 8 Sistemas de proteccion 3 9 Sistema de comunicaciones 3 10 Programas de sistema 3 11 Gestor de recursos 3 12 Interfaz de usuario 4 Clasificacion 4 1 Administracion de tareas 4 2 Administracion de usuarios 4 3 Manejo de recursos 5 Denominaciones erroneas 6 Sistemas operativos para PC 7 Sistemas operativos para dispositivos moviles 8 Sistemas operativos para relojes inteligentes 9 Vease tambien 10 Notas 11 Referencias 12 Bibliografia 13 Bibliografia adicional 14 Enlaces externosAntecedentes EditarArticulo principal Historia de los sistemas operativos Los primeros sistemas 1945 1954 eran grandes maquinas operadas desde la consola maestra por los programadores Durante la decada siguiente 1955 1965 se llevaron a cabo avances en el hardware lectoras de tarjetas impresoras cintas magneticas etc Esto a su vez provoco un avance en el software compiladores ensambladores cargadores manejadores de dispositivos etc A finales de los anos 1980 una computadora Commodore Amiga equipada con una aceleradora Video Toaster era capaz de producir efectos comparados a sistemas dedicados que costaban el triple Un Video Toaster junto a Lightwave ayudo a producir muchos programas de television y peliculas entre las que se incluyen Babylon 5 SeaQuest DSV y Terminator 2 5 Problemas de explotacion y soluciones iniciales Editar El problema principal de las primeras computadoras era su baja utilizacion la primera solucion fue poner un operador profesional que lo manejase con lo que se eliminaron las hojas de reserva se ahorro tiempo y se aumento la velocidad Para ello los trabajos se agrupaban de forma manual en lotes mediante lo que se conoce como procesamiento por lotes batch processing sin automatizar Monitores residentes Editar Fichas en lenguaje de procesamiento por lotes con programa y datos para ejecucion secuencial Segun fue avanzando la complejidad de los programas fue necesario implementar soluciones que automatizaran la organizacion de tareas sin necesidad de un operador Debido a ello se crearon los monitores residentes programas que residian en memoria y que gestionaban la ejecucion de una cola de trabajos Un monitor residente estaba compuesto por un cargador un Interprete de comandos y un controlador drivers para el manejo de entrada salida Sistemas con almacenamiento temporal de E S Editar Los avances en el hardware crearon el soporte de interrupciones y posteriormente se llevo a cabo un intento de solucion mas avanzado solapar la E S de un trabajo con sus propios calculos por lo que se creo el sistema de bufers con el siguiente funcionamiento Un programa escribe su salida en un area de memoria bufer 1 El monitor residente inicia la salida desde el buffer y el programa de aplicacion calcula depositando la salida en el buffer 2 La salida desde el buffer 1 termina y el nuevo calculo tambien Se inicia la salida desde el buffer 2 y otro nuevo calculo dirige su salida al buffer 1 El proceso se puede repetir de nuevo Los problemas surgen si hay muchas mas operaciones de calculo que de E S limitado por la CPU o si por el contrario hay muchas mas operaciones de E S que de calculo limitado por la E S Spoolers Editar Hace aparicion el disco magnetico con lo que surgen nuevas soluciones a los problemas de rendimiento Se eliminan las cintas magneticas 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 calculo 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 Editar Surge un nuevo avance el hardware con proteccion de memoria ofreciendo nuevas soluciones a los problemas de rendimiento Se solapa el calculo 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 planificacion Administrar el uso de los dispositivos de E S Cuando desempena esas tareas el monitor residente se transforma en un sistema operativo multiprogramado Llamadas al sistema Editar Este articulo o seccion tiene referencias pero necesita mas para complementar su verificabilidad Este aviso fue puesto el 27 de septiembre de 2016 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 disenado para trabajar sobre el anterior en general el programa no funcionara 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 Modos de ejecucion en un CPU Editar Las aplicaciones no deben poder usar todas las instrucciones de la CPU No obstante el Sistema Operativo tiene que poder utilizar todo el conjunto de instrucciones del CPU Por ello una CPU debe tener al menos dos modos de operacion diferentes Modo usuario el CPU podra ejecutar solo las instrucciones del juego restringido de las aplicaciones Modo supervisor la CPU debe poder ejecutar el juego completo de instrucciones Llamadas al sistema Editar Una aplicacion normalmente no sabe donde esta situada la rutina de servicio de la llamada Por lo que si esta se codifica como una llamada de funcion cualquier cambio en el S O haria que hubiera que reconstruir la aplicacion Pero lo mas importante es que una llamada de funcion no cambia el modo de ejecucion de la CPU Con lo que hay que conseguir llamar a la rutina de servicio sin tener que conocer su ubicacion y hacer que se fuerce un cambio de modo de operacion de la CPU en la llamada y la recuperacion del modo anterior en el retorno Esto se hace utilizando instrucciones maquina disenadas especificamente para este cometido distintas de las que se usan para las llamadas de funcion Bibliotecas de interfaz de llamadas al sistema Editar Las llamadas al sistema no siempre tienen una expresion sencilla en los lenguajes de alto nivel por ello se crean las bibliotecas de interfaz que son bibliotecas de funciones que pueden usarse para efectuar llamadas al sistema Las hay para distintos lenguajes de programacion La aplicacion llama a una funcion de la biblioteca de interfaz mediante una llamada normal y esa funcion es la que realmente hace la llamada al sistema Interrupciones y excepciones Editar El SO ocupa una posicion intermedia entre los programas de aplicacion y el hardware No se limita a utilizar el hardware a peticion de las aplicaciones ya que hay situaciones en las que es el hardware el que necesita que se ejecute codigo del SO En tales situaciones el hardware debe poder llamar al sistema pudiendo deberse estas llamadas a dos condiciones Algun dispositivo de E S necesita atencion Se ha producido una situacion de error al intentar ejecutar una instruccion del programa normalmente de la aplicacion En ambos casos la accion realizada no esta ordenada por el programa de aplicacion es decir no figura en el programa Segun los dos casos anteriores tenemos las interrupciones y las excepciones Interrupcion senal que envia un dispositivo de E S a la CPU para indicar que la operacion de la que se estaba ocupando ya ha terminado Excepcion una situacion de error detectada por la CPU mientras ejecutaba una instruccion que requiere tratamiento por parte del SO Tratamiento de las interrupciones Editar Una interrupcion se trata en todo caso despues de terminar la ejecucion de la instruccion en curso El tratamiento depende de cual sea el dispositivo de E S que ha causado la interrupcion ante la cual debe poder identificar el dispositivo que la ha causado La ventaja de este procedimiento es que no se tiene que perder tiempo ejecutando continuamente rutinas para consultar el estado del periferico El inconveniente es que el dispositivo debe tener los circuitos electronicos necesarios para acceder al sistema de interrupciones del computador Importancia de las interrupciones Editar El mecanismo de tratamiento de las interrupciones permite al sistema operativo utilizar la CPU en servicio de una aplicacion mientras otra permanece a la espera de que concluya una operacion en un dispositivo de E S El hardware se encarga de avisar al SO cuando el dispositivo de E S ha terminado y el SO puede intervenir entonces si es conveniente para hacer que el programa que estaba esperando por el dispositivo se continue ejecutando En ciertos intervalos de tiempo puede convenir no aceptar senales de interrupcion Por ello las interrupciones pueden inhibirse por programa aunque esto ellas no deben poder hacerlo Un ejemplo de sincronismo por interrupcion es el almacenamiento de caracteres introducidos mediante el teclado Cuando se introduce un caracter se codifica en el registro de datos del dispositivo y ademas se activa un bit del registro de estado quien crea una interrupcion en el hardware El procesador deja temporalmente la tarea que estaba completando y ejecuta la rutina de atencion a la interrupcion correspondiente El teclado almacena el caracter en el vector de memoria intermedia tambien llamado buffer asociada al teclado y despierta el proceso que habia en el estado de espera de la operacion de entrada salida Excepciones Editar Cuando la CPU intenta ejecutar una instruccion incorrectamente construida la unidad de control lanza una excepcion para permitir al SO ejecutar el tratamiento adecuado Al contrario que en una interrupcion la instruccion en curso es abortada Las excepciones al igual que las interrupciones deben estar identificadas Clases de excepciones Editar Las instrucciones de un programa pueden estar mal construidas por diversas razones El codigo de operacion puede ser incorrecto Se intenta realizar alguna operacion no definida como dividir por cero La instruccion puede no estar permitida en el modo de ejecucion actual La direccion de algun operando puede ser incorrecta o se intenta violar alguno de sus permisos de uso Importancia de las excepciones Editar El mecanismo de tratamiento de las excepciones es esencial para impedir junto a los modos de ejecucion de la CPU y los mecanismos de proteccion de la memoria que las aplicaciones realicen operaciones que no les estan permitidas En cualquier caso el tratamiento especifico de una excepcion lo realiza el SO Como en el caso de las interrupciones el hardware se limita a dejar el control al SO y este es el que trata la situacion como convenga Es bastante frecuente que el tratamiento de una excepcion no retorne al programa que se estaba ejecutando cuando se produjo la excepcion sino que el SO aborte la ejecucion de ese programa Este factor depende de la pericia del programador para controlar la excepcion adecuadamente Componentes Editar Componentes del Sistema Operativo Todos los componentes de un sistema operativo existen para hacer que las diferentes partes de una computadora trabajen juntas Todo el software del usuario debe pasar por el sistema operativo para poder utilizar cualquier hardware ya sea tan simple como un mouse o un teclado o tan complejo como un componente de Internet Nucleo Editar Esta seccion es un extracto de Nucleo informatica editar En informatica un nucleo o kernel de la raiz germanica Kern nucleo hueso es un software que constituye una parte fundamental del sistema operativo y se define como la parte que se ejecuta en modo privilegiado conocido tambien como modo nucleo 6 Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma basica es el encargado de gestionar recursos a traves de servicios de llamada al sistema Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado tambien se encarga de decidir que programa podra usar un dispositivo de hardware y durante cuanto tiempo lo que se conoce como multiprogramacion Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo por lo que los nucleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware Esto permite esconder la complejidad y proporcionar una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente lo que facilita su uso al programador En algunos sistemas operativos no existe un nucleo como tal algo comun en sistemas empotrados debido a que en ciertas arquitecturas no hay distintos modos de ejecucion Controladores de dispositivos Editar Esta seccion es un extracto de Controlador de dispositivo editar Esquema de un subsistema de controladores de dispositivos como parte del nucleo del sistema operativo actuando como interfaz controlador A entre las aplicaciones de usuario y un dispositivo externo dispositivo A Un controlador de dispositivo o manejador de dispositivo en ingles device driver o simplemente driver nota 1 es un programa informatico que permite al sistema operativo interactuar con un periferico haciendo una abstraccion del hardware y proporcionando una interfaz posiblemente estandarizada para utilizar el dispositivo 7 Es una pieza esencial del software y en particular del nucleo de un sistema operativo sin la cual el hardware seria inutilizable Gestion de procesos Editar Un proceso es simplemente un programa en ejecucion que necesita recursos para realizar su tarea tiempo de CPU memoria archivos y dispositivos de E S El SO es el responsable de lo siguiente Crear y destruir procesos Parar y reanudar procesos Ofrecer mecanismos para que los procesos puedan comunicarse y se sincronicen La gestion de procesos podria ser similar al trabajo de oficina Se puede tener una lista de tareas a realizar y a estas fijarles prioridades alta media baja por ejemplo Debemos comenzar haciendo las tareas de prioridad alta primero y cuando se terminen seguir con las de prioridad media y despues las de baja Una vez realizada la tarea se tacha Esto puede traer un problema que las tareas de baja prioridad pueden que nunca lleguen a ejecutarse y permanezcan en la lista para siempre Para solucionar esto se puede asignar alta prioridad a las tareas mas antiguas Gestion de la memoria Editar Esta seccion es un extracto de Gestion de memoria editar La gestion de memoria o administracion de memoria es el acto de gestionar la memoria de un dispositivo informatico El proceso de asignacion de memoria a los programas que la solicitan 8 La gestion de la memoria principal de una computadora es una tarea de suma importancia para el funcionamiento de la misma Los sistemas de memoria virtual separan las direcciones de memoria utilizadas por un proceso de las direcciones fisicas reales permitiendo la separacion de procesos e incrementando la cantidad efectiva de memoria de acceso aleatorio utilizando la paginacion La calidad de la gestion de la memoria es crucial para las prestaciones del sistema El recolector de basura es la asignacion y liberacion automatica de los recursos de memoria para un programa La implementacion suele ser a nivel del lenguaje de programacion en contraposicion a la gestion manual de memoria que asigna y libera los recursos de memoria de una computadora de forma explicita La administracion de memoria se refiere a los distintos metodos y operaciones que se encargan de obtener la maxima utilidad de la memoria organizando los procesos y programas que se ejecutan de manera tal que se aproveche de la mejor manera posible el espacio disponible Para poder lograrlo la operacion principal que realiza es trasladar la informacion que debera ser ejecutada por la unidad central de procesamiento o procesador a la memoria principal Actualmente esta administracion se conoce como memoria virtual porque no es la memoria fisica del procesador sino una memoria virtual que la representa Entre algunas ventajas esta memoria permite que el sistema cuente con una memoria mas extensa teniendo la misma memoria real por lo que esta se puede utilizar de manera mas eficiente Y por supuesto que los programas que son utilizados no ocupen lugar innecesario Las tecnicas que existen para la carga de programas en la memoria son particion fija que es la division de la memoria libre en varias partes de igual o distinto tamano y la particion dinamica que son las particiones de la memoria en tamanos que pueden ser variables segun la cantidad de memoria que necesita cada proceso Entre las principales operaciones que desarrolla la administracion de memoria se encuentran la reubicacion que consiste en trasladar procesos activos dentro y fuera de la memoria principal para maximizar la utilizacion del procesador la proteccion mecanismos que protegen los procesos que se ejecutan de interferencias de otros procesos uso compartido de codigos y datos con lo que el mecanismo de proteccion permite que ciertos procesos de un mismo programa que comparten una tarea tengan memoria en comun Gestion del almacenamiento secundario Editar Un sistema de almacenamiento secundario es necesario ya que la memoria principal almacenamiento primario es volatil y ademas muy pequena para almacenar todos los programas y datos Tambien es necesario mantener los datos que no convenga mantener en la memoria principal El SO se encarga de Planificar los discos Gestionar el espacio libre Asignar el almacenamiento Verificar que los datos se guarden en orden Sistema de entrada y salida Editar Consiste en un sistema de almacenamiento temporal cache una interfaz de manejadores de dispositivos y otra para dispositivos concretos El sistema operativo debe gestionar el almacenamiento temporal de E S y servir las interrupciones de los dispositivos de E S Sistema de archivos Editar Esta seccion es un extracto de Sistema de archivos editar Un sistema de archivos o sistema de ficheros file system fs en informatica es un componente que controla como se almacenan y recuperan los datos Sin un sistema de archivos los datos colocados en un medio de almacenamiento serian un gran cuerpo de datos sin manera de saber donde termina un dato y comienza el siguiente Es el encargado de administrar y facilitar el uso de las memorias perifericas ya sean secundarias o terciarias 9 Sus principales funciones son la asignacion de espacio a los archivos la administracion del espacio libre y del acceso a los datos resguardados Estructuran la informacion guardada en un dispositivo de almacenamiento de datos o unidad de almacenamiento normalmente un disco duro de una computadora que luego sera representada ya sea textual o graficamente utilizando un gestor de archivos La mayoria de los sistemas operativos manejan su propio sistema de archivos Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamano a veces llamados sectores usualmente de 512 bytes de longitud tambien denominados clusters El software del sistema de archivos es responsable de la organizacion de estos sectores en archivos y directorios y mantiene un registro de que sectores pertenecen a que archivos y cuales no han sido utilizados En la practica un sistema de archivos tambien puede ser utilizado para acceder a datos generados dinamicamente como los recibidos a traves de una conexion de red de computadoras sin la intervencion de un dispositivo de almacenamiento 10 Los sistemas de archivos proveen metodos para crear mover renombrar y eliminar tanto archivos como directorios pero carecen de metodos para crear por ejemplo enlaces adicionales a un directorio o archivo enlace duro en Unix o renombrar enlaces padres en Unix El acceso seguro a sistemas de archivos basicos puede estar basado en los esquemas de lista de control de acceso access control list ACL o capacidades Las ACL hace decadas que demostraron ser inseguras por lo que los sistemas operativos experimentales utilizan el acceso por capacidades Los sistemas operativos comerciales todavia funcionan con listas de control de acceso cita requerida Existen diferentes sistemas de archivos es decir existen diferentes formas de organizar la informacion que se almacena en las memorias normalmente discos de los ordenadores Por ejemplo existen los sistemas de archivos FAT FAT32 ext3 ext4 NTFS XFS etc Sistemas de proteccion Editar Mecanismo que controla el acceso de los programas o los usuarios a los recursos del sistema El SO se encarga de Distinguir entre uso autorizado y no autorizado Especificar los controles de seguridad a realizar Forzar el uso de estos mecanismos de proteccion Sistema de comunicaciones Editar Para mantener las comunicaciones con otros sistemas es necesario poder controlar el envio y recepcion de informacion a traves de las interfaces de red Tambien hay que crear y mantener puntos de comunicacion que sirvan a las aplicaciones para enviar y recibir informacion y crear y mantener conexiones virtuales entre aplicaciones que estan ejecutandose localmente y otras que lo hacen remotamente Programas de sistema Editar Son aplicaciones de utilidad que se suministran con el SO pero no forman parte de el Ofrecen un entorno util para el desarrollo y ejecucion de programas siendo algunas de las tareas que realizan Manipulacion y modificacion de archivos Informacion del estado del sistema Soporte a lenguajes de programacion Comunicaciones Gestor de recursos Editar Como gestor de recursos el sistema operativo administra La unidad central de procesamiento donde esta alojado el microprocesador Los dispositivos de entrada y salida La memoria principal o de acceso directo Los discos o memoria secundaria Los procesos o programas en ejecucion Y en general todos los recursos del sistema Interfaz de usuario Editar Esta seccion es un extracto de Interfaz de usuario editar Evolucion de las interfaces de usuario CLI Command line interface Interfaz de linea de comandosGUI Graphical user interface Interfaz grafica de usuarioNUI Natural user interface Interfaz natural de usuario La interfaz de usuario es el medio con que el usuario puede comunicarse con una maquina equipo computadora o dispositivo y comprende todos los puntos de contacto entre el usuario y el equipo Normalmente suelen ser faciles de entender y faciles de accionar aunque en el ambito de la informatica es preferible referirse a que suelen ser usables amigables e intuitivos porque es complejo Clasificacion EditarAdministracion de tareas Editar Monotarea Solamente permite ejecutar un proceso aparte de los procesos del propio SO en un momento dado Una vez que empieza a ejecutar un proceso continuara haciendolo hasta su finalizacion y o interrupcion Multitarea Es capaz de ejecutar varios procesos al mismo tiempo Este tipo de SO normalmente asigna los recursos disponibles CPU memoria perifericos de forma alternada a los procesos que los solicitan de manera que el usuario percibe que todos funcionan a la vez de forma concurrente Administracion de usuarios Editar Monousuario Solo permite ejecutar los programas de un usuario al mismo tiempo Multiusuario Permite que varios usuarios ejecuten simultaneamente sus programas accediendo a la vez a los recursos de la computadora Normalmente estos sistemas operativos utilizan metodos de proteccion de datos de manera que un programa no pueda usar o cambiar los datos de otro usuario Manejo de recursos Editar Centralizado Permite usar los recursos de una sola computadora Distribuido Permite utilizar los recursos memoria CPU disco perifericos de mas de una computadora al mismo tiempo Denominaciones erroneas EditarEn ciertos textos el sistema operativo es llamado indistintamente como nucleo o kernel pero debe tenerse en cuenta que la diferencia entre kernel y sistema operativo solo es aplicable si el nucleo es monolitico lo cual fue muy comun entre los primeros sistemas En caso contrario es incorrecto llamar al sistema operativo nucleo Notese que es un error comun muy extendido denominar al conjunto completo de herramientas sistema operativo 11 es decir la inclusion en el mismo termino de programas como el explorador de ficheros el navegador web y todo tipo de herramientas que permiten la interaccion con el sistema operativo Otro ejemplo para comprender esta diferencia se encuentra en la plataforma Amiga donde el entorno grafico de usuario se distribuia por separado de modo que tambien podia reemplazarse por otro como era el caso de directory Opus o incluso manejarlo arrancando con una linea de comandos y el sistema grafico De este modo comenzaba a funcionar con el propio sistema operativo que llevaba incluido en una ROM por lo que era cuestion del usuario decidir si necesitaba un entorno grafico para manejar el sistema operativo o simplemente otra aplicacion Uno de los mas prominentes ejemplos de esta diferencia es el nucleo Linux usado en las llamadas distribuciones Linux ya que al estar tambien basadas en Unix proporcionan un sistema de funcionamiento similar Este error de precision se debe a la modernizacion de la informatica llevada a cabo a finales de los 80 cuando la filosofia de estructura basica de funcionamiento de los grandes computadores 12 se rediseno 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 unicamente un usuario al mismo tiempo mas sencillo de gestionar 13 Vease AmigaOS beOS o Mac OS como los pioneros 14 de dicha modernizacion cuando los Amiga fueron bautizados con el sobrenombre de Video Toasters 15 por su capacidad para la Edicion de video en entorno multitarea round robin con gestion de miles de colores e interfaces intuitivos para diseno en 3D Sistemas operativos para PC EditarWindows Mac OS Unix Solaris FreeBSD OpenBSD Android x86 GNU Linux Google Chrome OS GNU Linux Debian GNU Linux GNU Linux Gentoo Linux GNU Linux SUSE Linux GNU Linux Red Hat Enterprise Linux GNU Linux Ubuntu Linux GNU Linux Elementary OS GNU Linux Fedora GNU Linux OpenSUSE GNU Linux Sabayon GNU Linux Wave OS webOS Haiku BeOS Plan 9 Freespire HP UX ReactOS BeOS Kali Linux GNU Linux LindowsOS LinspireSistemas operativos para dispositivos moviles EditarArticulo principal Sistema operativo movil Android iOS Bada BlackBerry OS BlackBerry 10 Windows Phone Windows 10 Mobile Symbian OS HP webOS Firefox OS Ubuntu Phone OS Tizen Asha Platform Palm OS WebOS CyanogenMod LineageOS Sailfish OS HarmonyOSSistemas operativos para relojes inteligentes EditarArticulo principal Sistema operativo movil Android WatchOS Android Wear WearOS 16 OpenWatchVease tambien EditarAnexo Sistemas operativos Anexo Comparacion de sistemas operativos Anexo Cronologia de los sistemas operativos Historia de los sistemas operativos Sistema operativo de red Software de sistemaNotas Editar Del idioma ingles Device Dispositivo y Driver Manejador o Controlador Referencias Editar Cfr entre otros Tanenbaum A 1992 Modern Operating Systems Englewood Cliffs Prentice Hall Haldar S y Aravind A A 2010 Operating Systems Pearson Education India pp 12 y ss Turner R W 1986 Operating Systems design and implementation MacMillan Desktop Operating System Market Share Worldwide StatCounter Global Stats en ingles Consultado el 10 de octubre de 2020 Mobile amp Tablet Operating System Market Share Worldwide StatCounter Global Stats en ingles Consultado el 10 de octubre de 2020 Pastor Javier 15 de noviembre de 2017 Linux es lider absoluto en supercomputacion por que Windows o macOS no Xataka Consultado el 10 de octubre de 2020 Rabay Francisco amiga hardware com ed Newtek Video Toaster 4000 en ingles Archivado desde el original el 15 de septiembre de 2010 Consultado el 6 de febrero de 2010 gnu org ed 25 de julio What is the GNU Hurd en ingles Consultado el 18 de febrero de 2010 Real Academia de Ingenieria ed driver Diccionario Espanol de Ingenieria DEI 1 0 Consultado el 24 de agosto de 2015 Componente software que permite que un dispositivo se entienda con el sistema operativo y pueda ser utilizado por las aplicaciones La Asignacion de memoria es llamada por algunos alocar del ingles allocate que significa asignar pero la palabra tiene otro significado para el Diccionario de la lengua espanola de la Real Academia Espanola Juncos Raul 21 de enero de 2008 Sistema de ficheros GNU Linux html Ministerio de Educacion Cultura y Deporte Espana Archivado desde el original el 14 de diciembre de 20018 Consultado el 18 de mayo de 2018 Se puede definir el sistema de ficheros de un sistema operativo como aquellas estructuras logicas y sus correspondientes metodos que utiliza el propio sistema para organizar los ficheros en disco Juncos Raul 21 de enero de 2008 Sistema de ficheros GNU Linux html Ministerio de Educacion Cultura y Deporte Espana Archivado desde el original el 14 de diciembre de 20018 Consultado el 18 de mayo de 2018 Por contextualizar esta definicion no esta de mas recordar que un disco duro soporte fisico puede poseer una o mas particiones sistema de particionado y cada una de esas partiones requieren de formato logico mediante un sistema de ficheros especifico durante el presente escrito se presentaran distintos tipos Estos sistema de ficheros permiten estructurar la informacion para poder mostrarla tanto de forma grafica si el sistema cuenta con esta caracteristica como de forma textual mediante los denominados gestores de archivos It s important to realize that these programs are not part of the operating system The operating system is the portion of the software that runs in kernel mode A trend in modern operating systems is to take this idea of moving code up into higher layers even further and remove as much as possible from the operating system leaving a minimal kernel Refiriendose a un sistema micronucleo basado en el modelo cliente servidor El autor indica repetidamente que es razonable argumentar que las funciones que pasan a ejecutarse en espacio de usuario siguen siendo parte del sistema operativo Operating Systems Design amp Implementation Tanenbaum y Woodhull Cisco Systems 1992 cisco com ed Fundamentos de UNIX certificacion Consultado el 10 de febrero de 2010 Washington Post Debut de Windows 95 en ingles Consultado el 2009 toastytech com ed 2010 BeOS 5 0 Personal Edition en ingles Consultado el 10 de febrero de 2010 Amiga Video Toaster en ingles NewTek Inc 2010 Archivado desde el original el 26 de enero de 2010 Consultado el 1 de febrero de 2010 Actividad Pulsera Google cambia Android Wear por Wear OS Bibliografia EditarO brien James A 2006 Sistemas de Informacion Gerencial Mexico DF Bibliografia adicional EditarSilberschatz Abraham Galvin Peter Baer Gagne Greg 2006 Fundamentos de sistemas operativos 7ª edicion McGraw Hill ISBN 84 481 4641 7 Stallings William 2005 Sistemas operativos aspectos internos y principios de diseno 5ª edicion Pearson Prentice Hall ISBN 978 84 205 4462 5 Tanenbaum Andrew S 2009 Sistemas operativos modernos 3ª edicion Pearson Prentice Hall ISBN 978 607 442 046 3 Enlaces externos Editar Wikimedia Commons alberga una galeria multimedia sobre Sistema operativo Wikcionario tiene definiciones y otra informacion sobre sistema operativo Wikiversidad alberga proyectos de aprendizaje sobre Sistema operativo Datos Q9135 Multimedia Operating systems Recursos didacticos Sistemas operativosObtenido de https es wikipedia org w index php title Sistema operativo amp oldid 137647766, wikipedia, wiki, leyendo, leer, libro, biblioteca,

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