Sistemas Operativos: Conceptos Fundamentales, Tipos y Funciones Esenciales en Informática

Sistemas Operativos (S.O.): Definición y Funciones Esenciales

Un Sistema Operativo (S.O.) es el software principal que administra los recursos de hardware y software de una computadora. Actúa como un puente crucial entre los componentes materiales, el usuario y las aplicaciones, garantizando un funcionamiento eficiente y seguro del equipo.

Categorías y Tipos de Sistemas Operativos

Los sistemas operativos se clasifican según diversas capacidades y modos de operación:

Clasificación por Capacidad de Ejecución y Usuarios

• Multitarea: Se refiere a la capacidad de un Sistema Operativo para ejecutar más de un programa o proceso al mismo tiempo, alternando rápidamente entre ellos para dar la impresión de simultaneidad.
• Multiusuario: Permite que múltiples usuarios accedan y utilicen una computadora de forma simultánea, cada uno con su propio entorno y recursos asignados.

  Ejemplo: Unix es un Sistema Operativo multiusuario ampliamente utilizado, diseñado originalmente para operar en minicomputadoras.

• Multiproceso: Característica de los sistemas operativos diseñados para computadoras que poseen más de una Unidad Central de Procesamiento (CPU). Se subdivide en:
  • Multiproceso Asimétrico: Una CPU principal mantiene el control global del sistema y de los demás procesadores.
  • Multiproceso Simétrico: Los sistemas operativos están diseñados desde su concepción para trabajar en un entorno donde todos los procesadores comparten el control y los recursos de manera equitativa.

Clasificación por Modo de Procesamiento

• Sistemas Operativos por Lotes: Procesan la información en bloques o "lotes" sin interacción directa del usuario durante la ejecución. Siguen una política de "primero en llegar, primero en ser atendido". Típicamente, tienen dos zonas de memoria: una para el S.O. y otra para los programas transitorios a ejecutar.
• Sistemas Operativos de Multiprogramación: Capaces de soportar dos o más procesos concurrentes. Se caracterizan principalmente por un gran número de programas activos simultáneamente que compiten por los recursos del sistema (procesador, memoria, dispositivos de E/S). Su objetivo principal es maximizar la utilización de la CPU y proporcionar tiempos de respuesta más rápidos al evitar tiempos muertos. En estos sistemas, el administrador de memoria es relativamente menos solicitado, ya que muchos procesos residen permanentemente en memoria.
• Sistemas Operativos de Tiempo Compartido: Buscan proporcionar un reparto equitativo de los recursos comunes para dar a los usuarios la impresión de que poseen una computadora independiente. El administrador de memoria en estos sistemas asegura el aislamiento y la protección de los programas, ya que generalmente no necesitan comunicarse entre sí.
• Sistemas Operativos de Tiempo Real: Su objetivo principal es proporcionar tiempos de respuesta extremadamente rápidos y procesar la información sin demoras, crucial para aplicaciones donde la puntualidad es crítica. En estos sistemas, el administrador de memoria es relativamente menos solicitado, ya que muchos procesos residen permanentemente en memoria.

Sistemas Operativos Comunes

Algunos de los sistemas operativos más conocidos y utilizados incluyen:

• MS-DOS
• OS/2
• UNIX
• MACINTOSH (macOS)
• WINDOWS NT (Windows)

Funciones Clave de un Sistema Operativo

El Sistema Operativo desempeña múltiples roles esenciales para el correcto funcionamiento de la computadora:

• Administración del Procesador: Gestiona la distribución del tiempo de CPU entre los diferentes programas y procesos, utilizando algoritmos de programación para optimizar el rendimiento.
• Gestión de la Memoria de Acceso Aleatorio (RAM): Se encarga de asignar y liberar memoria para cada aplicación y usuario. Si la memoria RAM es insuficiente, el S.O. puede crear una zona de memoria en el disco duro, conocida como memoria virtual.
  • Memoria Virtual: Permite ejecutar aplicaciones que requieren más memoria de la disponible en la RAM física, aunque su acceso es considerablemente más lento.
• Gestión de Entrada/Salida (E/S): Unifica y controla el acceso de los programas al hardware (periféricos) a través de los drivers (controladores de dispositivo).
• Gestión de Ejecución de Aplicaciones: Asegura que las aplicaciones se ejecuten sin problemas, asignándoles los recursos necesarios para su correcto funcionamiento.
• Administración de Autorizaciones y Seguridad: Se encarga de la seguridad del sistema, garantizando que los recursos sean utilizados solo por programas y usuarios autorizados, controlando permisos de acceso.
• Gestión de Archivos: Administra la lectura, escritura y organización de los archivos en el sistema de almacenamiento, así como las autorizaciones de acceso a ellos.
• Gestión de Información y Diagnóstico: Proporciona indicadores y datos que pueden utilizarse para diagnosticar el funcionamiento correcto del equipo y monitorear su rendimiento.

Conceptos Clave Adicionales

Aplicación:

Un programa informático diseñado para realizar una tarea específica. Debe contar con la capacidad necesaria para realizar operaciones preparatorias que garanticen el intercambio eficiente entre el procesador, la memoria y los periféricos.