Componentes, Periféricos y Sistemas Operativos: Funcionamiento y Configuración

Componentes, Periféricos y Sistemas Operativos

Los componentes y periféricos del sistema, en sí mismos, no son más que una colección de partes electrónicas y mecánicas. Para que estas partes funcionen en conjunto a fin de realizar una tarea específica, se precisa un tipo especial de programa informático denominado sistema operativo (SO).

Supongamos que un usuario desea escribir un informe e imprimirlo en una impresora conectada. Para realizar esta tarea, se precisa una aplicación de procesamiento de textos. La información se introduce mediante el teclado, aparece en el monitor, se guarda en la unidad de disco y, para finalizar, se envía a la impresora.

Para hacer todo esto, el programa de procesamiento de textos debe trabajar junto con el SO, que controla las funciones de entrada y salida. Además, los datos introducidos se manipulan dentro de la computadora, se almacenan en la RAM y se procesan en la CPU. El SO también controla esta manipulación y este procesamiento internos. Todos los dispositivos computarizados, como los servidores, las computadoras de escritorio, las computadoras portátiles y las computadoras de mano, requieren un SO para funcionar.

Función del Sistema Operativo

El SO cumple la función de traductor entre las aplicaciones de usuario y el hardware. El usuario interactúa con el sistema de computación mediante una aplicación, como un procesador de textos, una hoja de cálculo, un juego o un programa de mensajería instantánea. Los programas de aplicaciones se diseñan para una función específica, como procesar textos, y no conocen nada de las cuestiones electrónicas subyacentes. Por ejemplo: a la aplicación no le interesa cómo se introduce la información desde el teclado. El responsable de la comunicación entre la aplicación y el hardware es el sistema operativo.

Interacción con el Sistema Operativo

Al encender una computadora se carga el SO, por lo general desde una unidad de disco, en la RAM. La parte del código del SO que interactúa directamente con el hardware de la computadora se conoce como núcleo. La parte que interactúa con las aplicaciones y el usuario se conoce como shell. El usuario puede interactuar con el shell mediante la interfaz de línea de comandos (CLI, Command Line Interface) o la interfaz gráfica del usuario (GUI, Graphical User Interface).

Al emplear la CLI, el usuario interactúa directamente con el sistema en un entorno basado en texto introduciendo comandos con el teclado en una ventana de petición de entrada de comandos. El sistema ejecuta el comando y, por lo general, proporciona una respuesta en forma de texto. La interfaz GUI permite que el usuario interactúe con el sistema en un entorno que utiliza imágenes gráficas, formatos multimedia y texto. Las acciones se llevan a cabo al interactuar con las imágenes en la pantalla. La GUI es más sencilla de usar y exige menos conocimientos que la CLI con relación a la estructura de comandos para utilizar el sistema. Por este motivo, muchas personas prefieren los entornos GUI. La mayoría de los sistemas operativos ofrece tanto GUI como CLI.

Sistemas Operativos de Red

Los sistemas operativos tienen control absoluto de los recursos de hardware locales. Están diseñados para trabajar con un usuario a la vez. Permiten al usuario realizar varias tareas al mismo tiempo. El sistema operativo controla qué recursos emplea cada aplicación.

Para trabajar con recursos no conectados directamente con el sistema informático, debe agregarse una aplicación de software especial que permita que un dispositivo envíe datos a la red y reciba datos de ella. Esta aplicación de software, denominada redirector, puede ser parte integrante del SO o quizás deba instalarse por separado como cliente de red. Una vez instalada la aplicación, el sistema operativo se convierte en un sistema operativo de red (NOS, Network Operating System).

Un NOS ofrece complejo software de programación y administración de usuarios que permite que un dispositivo comparta recursos con varios usuarios y trate los recursos en red como si estuvieran conectados directamente.

Tipos de Sistemas Operativos

Existen muchos sistemas operativos diferentes. Éstos son los grupos principales y algunos ejemplos:

• Microsoft Windows: XP, Vista, 2003 Server
• Basados en UNIX: IBM AIX, Hewlett Packard HPUX y Sun Solaris
• BSD y BSD gratuito
• Basados en Linux: (muchas versiones)
• Macintosh: OS X
• Patentados que no son de Unix: IBM OS/400, z/OS

Si bien la mayoría de estos sistemas operativos exige que el usuario adquiera y acepte una licencia comercial, existen muchos sistemas operativos con un tipo diferente de licencia, conocida como Licencia pública de GNU (GPL).

Las licencias comerciales, por lo general, no permiten que los usuarios finales modifiquen el programa de ninguna manera. Windows XP, Mac OS X y UNIX son ejemplos de software de SO comercial.

En cambio, la GPL permite que los usuarios finales modifiquen y amplíen el código, si lo desean, para que se acomode mejor a su entorno. Dos de los sistemas operativos comunes lanzados con GPL son Linux y BSD.

Requisitos de Hardware para Sistemas Operativos

Los sistemas operativos requieren una cantidad determinada de recursos de hardware. Estos recursos son especificados por el fabricante e incluyen:

• Cantidad de RAM
• Espacio requerido en la unidad de disco duro
• Tipo y velocidad de procesador
• Resolución de vídeo

Los fabricantes suelen especificar los niveles mínimos y los niveles recomendados de recursos de hardware. Con la configuración de hardware mínima, el rendimiento del sistema suele ser pobre y sólo permite que se emplee el SO sin ninguna otra función. La configuración recomendada suele ser la mejor opción y tiene más probabilidades de admitir otros recursos y aplicaciones estándar. Para aprovechar todas las funciones proporcionadas por el sistema operativo, por lo general se precisan recursos de hardware adicionales, como tarjetas de sonido, NIC, módems, micrófonos y altavoces. Muchos desarrolladores de SO prueban diferentes dispositivos de hardware y certifican que son compatibles con el sistema operativo. Antes de adquirir e instalar un hardware, siempre asegúrese de que esté certificado que funciona con el sistema operativo.

Selección del Sistema Operativo Adecuado

Antes de elegir el SO adecuado para un entorno, deben tenerse en cuenta muchos factores.

1. Compatibilidad con Aplicaciones y Usuarios: El primer paso para seleccionar un SO es asegurarse de que satisfaga todos los requerimientos del usuario final. ¿Es compatible con las aplicaciones que se van a ejecutar? ¿Tiene la seguridad y las funciones que precisan los usuarios?
2. Recursos de Hardware: Investigue para asegurarse de que existan suficientes recursos de hardware para emplear el SO. Esto incluye tanto elementos básicos (memoria, procesadores y espacio en disco) como dispositivos periféricos (escáneres, tarjetas de sonido, NIC y dispositivos de almacenamiento extraíbles).
3. Soporte Técnico: Otro factor para tener en cuenta es el nivel de recursos humanos necesario para brindar soporte para el SO. En un entorno comercial, una compañía puede limitar el soporte a uno o dos sistemas operativos y puede desaconsejar e, incluso, prohibir la instalación de otros SO. En un entorno hogareño, la disponibilidad de soporte técnico para el SO puede ser el factor determinante.
4. Costo Total de Propiedad (TCO): Al considerar la implementación de un SO, también se debe incluir en el proceso de decisión el costo total de propiedad (TCO). Esto incluye no sólo los costos de adquisición e instalación del SO, sino también todos los costos relacionados con el soporte.
5. Disponibilidad: Otro factor que puede influir en el proceso de decisión es la disponibilidad del sistema operativo. Algunos países y empresas han decidido admitir un tipo específico de SO o pueden imponer restricciones para la adquisición de determinados tipos de tecnología. En este tipo de entorno, quizás no sea posible considerar un SO en particular, aunque sea el adecuado para la tarea.

Durante el proceso de selección de un sistema operativo, deben tenerse en cuenta todos estos factores.

Instalación del Sistema Operativo

El SO se instala en una sección definida de la unidad de disco duro, denominada partición de disco. Existen varios métodos para instalar un SO. El método seleccionado para la instalación depende del hardware del sistema, el SO elegido y los requerimientos del usuario. Existen cuatro opciones básicas para la instalación de un nuevo SO:

• Instalación Limpia: Se realiza en un sistema nuevo o donde no exista ruta de actualización entre el SO actual y el que se está instalando. Elimina todos los datos de la partición donde se instala el SO y exige que se vuelva a instalar el software de aplicación.
• Actualización: Si se conserva la misma plataforma de SO, por lo general es posible realizar una actualización. Con una actualización se preservan las opciones de configuración del sistema, las aplicaciones y los datos. Sólo se reemplazan los archivos del SO antiguo por los del nuevo.
• Arranque Múltiple: Se puede instalar más de un SO en una computadora para crear un sistema de arranque múltiple. Cada SO tiene su propia partición y puede tener sus propios archivos y sus propias opciones de configuración. En el inicio, se presenta al usuario un menú donde puede seleccionar el SO que desee. Sólo se puede ejecutar un SO por vez, y el SO elegido tiene el control absoluto del hardware.
• Virtualización: La virtualización es una técnica que se suele implementar en servidores.

Lista de Verificación Previa a la Instalación

Una lista de verificación para antes de la instalación ayuda a garantizar el éxito del proceso:

1. Verifique que esté certificado que todo el hardware funciona con el SO seleccionado.
2. Verifique que los recursos de hardware cumplan con los requisitos mínimos publicados o los superen.
3. Confirme que posee el medio de instalación adecuado. Debido al tamaño de los archivos de los sistemas operativos actuales, éstos suelen venir en CD o DVD.
4. Si el SO se va a instalar en un sistema que ya contiene datos: (a) use herramientas y utilidades de diagnóstico del sistema para asegurarse de que la instalación del SO se realice correctamente y sin códigos ni archivos maliciosos o peligrosos; (b) realice una copia de seguridad completa de todos los archivos importantes.
5. Si va a realizar una instalación limpia, verifique que todo el software de aplicación esté disponible para su instalación.

Estructura de Particiones y Sistemas de Archivos

Antes de comenzar la instalación, es necesario determinar cuál es la mejor estructura de particiones según los requerimientos del usuario.

Una de las técnicas para ayudar a proteger los datos es dividir la unidad de disco duro en varias particiones. En las instalaciones limpias, muchos técnicos prefieren crear una partición para datos y otra para el SO. Esto permite actualizar el SO sin peligro de que se pierdan datos. Además, así se simplifica la creación de copias de seguridad de los archivos de datos y su recuperación.

También es necesario determinar el tipo de sistema de archivos que se va a utilizar. Un sistema de archivos es el método que emplea el SO para llevar un registro de los archivos. Existen muchos tipos diferentes de sistemas de archivos. Los tipos de sistemas de archivo generalmente utilizados son FAT 16/32, NTFS, HPFS, ext2 y ext3. Cada SO está diseñado para trabajar con uno o más de estos tipos de sistemas de archivos, y cada tipo de sistema ofrece determinadas ventajas. Debe prestarse especial atención a los tipos de sistemas de archivos que admite el SO seleccionado y los beneficios de cada uno.

Si bien existen herramientas para modificar la estructura de particiones y el sistema de archivos de la unidad de disco duro después de la instalación, de ser posible, lo mejor es no utilizarlas. Al modificar el sistema de archivos o la estructura de particiones de una unidad de disco duro, es posible que se pérdida de datos. Si se planifican con cuidado los pasos que se deben seguir, se puede preservar la integridad de los datos.

Configuración de Red

Una vez instalado el SO, se puede configurar la computadora para que participe en una red. Una red es un grupo de dispositivos (por ejemplo, computadoras) conectados entre sí para compartir información y recursos. Los recursos compartidos pueden ser impresoras, documentos y conexiones de acceso a Internet.

Para conectarse físicamente a una red, la computadora debe tener una tarjeta de interfaz de red (NIC). La NIC es un elemento de hardware que permite que la computadora se conecte con el medio de red. Puede estar integrada en la motherboard de la computadora o puede ser una tarjeta instalada por separado.

Configuración IP

Además de la conexión física, se precisa configurar el sistema operativo para que la computadora participe en la red. La mayoría de las redes modernas se conecta a Internet y usa este medio para intercambiar información. En las redes, cada computadora precisa una dirección de protocolo de Internet (IP) y otra información para identificarse. La configuración IP consta de tres partes, que deben ser correctas para que la computadora envíe y reciba información por la red. Esas tres partes son las siguientes:

• Dirección IP: identifica la computadora en la red.
• Máscara de subred: se usa para identificar la red a la que está conectada la computadora.
• Gateway por defecto: identifica el dispositivo empleado por la computadora para acceder a Internet o a otra red.

La dirección IP de una computadora se puede configurar manualmente o puede ser asignada automáticamente por otro dispositivo.

Configuración IP Manual

Con la configuración manual, por lo general, un administrador de la red se encarga de introducir los valores requeridos en la computadora mediante el teclado. La dirección IP especificada se denomina dirección estática y queda asignada a esa computadora de manera permanente.

Configuración IP Dinámica

Se pueden configurar las computadoras para que reciban la configuración de red de manera dinámica. Esto permite que una computadora solicite una dirección de un pool de direcciones asignadas por otro dispositivo de la red. Cuando la computadora termina de usar la dirección, la devuelve al pool para que se pueda asignar a otra computadora.

Nombres de Equipo

Además de la dirección IP, algunos sistemas operativos de red emplean nombres. En este entorno, cada sistema debe tener asignado un nombre exclusivo.

Un nombre del equipo brinda un nombre fácil de recordar que simplifica a los usuarios la conexión a recursos compartidos, como carpetas e impresoras, ubicados en otras computadoras.

El administrador de red debe determinar un plan de denominación lógica que ayude a identificar el tipo de dispositivo o su ubicación. Por ejemplo: el nombre PRT-CL-Eng-01 podría representar la primera impresora láser color del Departamento de Ingeniería.

Estos nombres se asignan manualmente a cada dispositivo, aunque existen algunas herramientas que ayudan a automatizar el proceso de denominación. Al asignar un nombre, también se puede especificar una descripción de la computadora para brindar información adicional sobre la ubicación o la función del dispositivo.

Convenciones de Nombres y Direcciones

A medida que una red crece en tamaño y complejidad, es cada vez más importante que esté bien planificada y documentada, y organizada lógicamente.

Muchas organizaciones desarrollan convenciones para determinar los nombres y las direcciones de las computadoras. Éstas brindan lineamientos y normas que el personal de soporte de la red puede usar al llevar a cabo estas tareas. Los nombres de las computadoras deben ser exclusivos y tener un formato coherente que ofrezca información útil. Esto puede ayudar a determinar el tipo de dispositivo, su función, su ubicación y su número de secuencia según el nombre. Las direcciones IP también deben ser diferentes para cada dispositivo.

El uso de convenciones bien documentadas para determinar los nombres y las direcciones de los dispositivos de manera lógica puede simplificar muchísimo las tareas de capacitar y de administrar las redes, y puede contribuir a la resolución de problemas.

Actualizaciones y Parches de Seguridad

Una vez que se instala un sistema operativo (SO) o una aplicación, es importante mantenerlo actualizado con los parches más recientes.

Un parche es un código de programa que puede corregir un problema o ampliar las funciones de un programa o un SO. Lo suele ofrecer el fabricante para reparar una vulnerabilidad conocida o un problema reportado.

Es aconsejable siempre actualizar las computadoras con los últimos parches, a menos que exista una buena razón para no hacerlo. A veces, los parches pueden afectar negativamente el funcionamiento de otra función del sistema. Antes de aplicar un parche se debe comprender con claridad el efecto que éste puede tener. Por lo general, esta información se puede hallar en el sitio Web del fabricante del software.

Métodos de Instalación de Actualizaciones

Los parches para sistemas operativos se pueden instalar de diferentes maneras, según el SO y las necesidades del usuario. Algunas de las opciones para descargar e instalar actualizaciones son las siguientes:

• Instalación automática: El SO se puede configurar para que se conecte al sitio Web del fabricante y descargue e instale actualizaciones menores sin intervención del usuario. Se pueden programar las actualizaciones para que se lleven a cabo en horarios en los que la computadora está encendida, pero no está en uso.
• Solicitud de permiso: Algunos usuarios desean controlar qué parches se aplican. Ésta suele ser la elección de los usuarios que conocern el impacto que un parche puede tener sobre el rendimiento del sistema. Se puede configurar el sistema para que notifique al usuario final cuando hay un parche disponible. El usuario, entonces, debe decidir si va a descargarlo e instalarlo.
• Manual: Es mejor que las actualizaciones que exigen reemplazar porciones importantes de código de un sistema se ejecuten de manera manual. Estas actualizaciones importantes suelen denominarse paquetes de servicios y están diseñadas para corregir problemas de una aplicación o un SO y, a veces, para agregar funciones. Por lo general, estos paquetes de servicios requieren que el usuario final se conecte manualmente a un sitio Web y descargue e instale la actualización. También se pueden instalar desde un CD proporcionado por el fabricante.

Actualizaciones de Aplicaciones

Las aplicaciones también requieren parches y actualizaciones. Por lo general, los fabricantes lanzan los parches para reparar una vulnerabilidad que se detecta en la aplicación y puede generar comportamientos no deseados.

Los exploradores y el software de oficina, como las aplicaciones de procesamiento de textos, hojas de cálculo y bases de datos, son víctimas comunes de los ataques contra redes. Estas aplicaciones precisan actualizaciones para corregir el código y, de esta manera, poder protegerse contra los ataques. El fabricante también puede desarrollar actualizaciones para mejorar las funciones del producto, sin costo adicional.

Los parches de SO y aplicaciones se suelen hallar en el sitio Web del fabricante. Es posible que durante el proceso de instalación se solicite permiso para instalar la actualización y verificar si se posee el software necesario. También es posible que se instalen programas necesarios para realizar la actualización. Las actualizaciones Web se pueden descargar de Internet al sistema y se pueden instalar de manera automática.