Entendiendo los Sistemas Operativos: Funciones, Historia y Recursos Clave

Sistema Operativo: Una Visión General

Un Sistema Operativo es un programa o conjunto de programas destinado a permitir una gestión eficaz de los recursos de un computador. Gestiona el hardware de la máquina desde los niveles más básicos, permitiendo la interacción con el usuario.

Funciones Básicas del Sistema Operativo

El sistema operativo posibilita y simplifica el manejo de la PC, desempeñando una serie de funciones básicas esenciales, cada una ejercida por un componente interno:

1. Proporcionar comodidad en el uso del computador.
2. Gestionar eficientemente los recursos del equipo, ejecutando servicios para los procesos.
3. Brindar una interfaz al usuario, ejecutando instrucciones (comandos).
4. Permitir que los cambios debido al desarrollo del propio SO se puedan realizar sin interferir con los servicios que ya se prestaban (evolutividad).

Funciones Específicas

• Suministro de interfaz al usuario: Permite comunicarse con el sistema de tal manera que se puedan cargar programas, acceder a archivos y realizar otras tareas. Existen tres tipos de interfaces: las que se basan en comandos, las de menú y las gráficas.
• Administración de recursos: Administra el hardware y las redes de un sistema informativo, como el CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento secundario y periféricos de E/S.
• Administración de archivos: Contiene programas de administración de archivos que controlan la creación, borrado y acceso a archivos de datos y programas. También implica mantener el registro de la ubicación física de los archivos en los discos magnéticos.
• Administración de tareas: Administra la realización de tareas informáticas de los usuarios finales. Los programas controlan qué áreas tienen acceso al CPU y por cuánto tiempo, pudiendo distribuir una parte específica del tiempo del CPU para una tarea en particular e interrumpir al CPU en cualquier momento para sustituirla por una de mayor prioridad.
• Servicios de soporte y utilidades: Dependerán de la implementación particular con la que se esté trabajando. Los servicios de soporte consisten en: actividades de verificación, mejoras de seguridad, inclusión de una nueva utilidad, controladores para nuevos periféricos, corrección de errores de software.

Perspectiva Histórica de los Sistemas Operativos

En los primeros tiempos (1945-1950), las grandes máquinas eran operadas desde la consola maestra por los programadores. Durante la siguiente década (1950-60), se lograron avances en el hardware: lectoras de tarjetas, impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó avances en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos.

Problemas de Explotación y Soluciones Iniciales

La baja utilización de los sistemas era un problema. La primera solución fue poner un operador profesional que manejara el sistema, con lo que se eliminaron las hojas de reserva, se ahorró tiempo y aumentó la velocidad.

Spoolers

Con la aparición del disco magnético, surgieron nuevas soluciones a los problemas de rendimiento. Se eliminaron las cintas magnéticas para el volcado previo de los datos de dispositivos lentos y se sustituyeron por discos. Debido al solapamiento del cálculo de trabajo con la E/S de otro trabajo, se crean tablas en el disco para diferentes tareas, lo que se conoce como spool (simultaneous peripheral operation online).

Sistemas Operativos Multiprogramados

El hardware con protección de memoria ofrece nuevas soluciones al problema de rendimiento. Se solapa el cálculo de unos trabajos con la E/S de otros trabajos. Se pueden mantener en memoria varios programas y se asigna el uso de CPU a los diferentes programas en memoria.

Características Clave de un Sistema Operativo

• Definir la interfaz del usuario.
• Compartir el hardware entre usuarios.
• Permitir a los usuarios compartir datos entre ellos.
• Planificar recursos entre usuarios.
• Facilitar E/S.
• Recuperarse de errores.

Recursos Clave Gestionados por el SO

Procesadores, almacenamiento, dispositivos de E/S, datos.

El SO como Interfaz

El SO es una interfaz con: operadores del computador, los programas de aplicaciones, programas de sistemas, personal de administración, programas, hardware, usuarios.

Generaciones de Sistemas Operativos

Primera Generación (1940)

Las computadoras electrónicas digitales más nuevas no tenían sistemas operativos. Eran tan primitivas que los programadores por lo regular manejaban un bit. Todas las instrucciones eran codificadas a mano, con acceso completo al lenguaje de la máquina.

Segunda Generación (1950)

Se implementa el primer SO. Corría una tarea a la vez, la transmisión era más fluida entre trabajos, y comenzó el procesamiento por lotes.