Introducción a los sistemas operativos

Dada la naturaleza del ordenador, una dualidad circuiteria física/programación (hardware/software), su inteligencia básica coincidirá con un elemento software que, de modo permanente, instruya a la máquina y la ponga en situación de entablar un diálogo con el mundo exterior. En eso consisten los sistemas operativos.

El software del sistema

La capacitación del ordenador para que pueda realizar cada una de las referidas funciones elementales correrá a cargo de un determinado número de programas que, en su conjunto, reciben la denominación de software del sistema o sistemas operativos.

Cabe recordar que el hardware debe ser permanentemente instruido, hasta el más mínimo detalle, para que pueda manifestar sus aptitudes el tratamiento de información (objetivo de cualquier ordenador). En los ordenadores menos evolucionados son escasas las funciones del software del sistema. Su actuación se manifiesta, únicamente, en funciones tales como:
– Instruir al ordenador para que detecte una acción sobre el teclado, identifique cuál ha sido la tecla pulsada y lleve su valor a la pantalla al tiempo que lo almacena en la memoria.
– Ofrecer al usuario la posibilidad de examinar la información almacenada en determinadas zonas de la memoria, e incluso de observar cuál es el estado de algunos registros internos.

A medida que el ordenador es más potente y evolucionado, crecen las facultades de su inteligencia elemental. En la actualidad, los ordenadores personales suelen poseer sistemas operativos que ofrecen al usuario posibilidades más que notables. Permiten a éste encomendar a la máquina muy diversos tipos de acciones, sin más que teclear el comando al efecto.

Ordenador personal

Ordenador personal

El programa monitor

En los equipos más pequeños, el software del sistema adopta la forma de programa grabado de forma indeleble en una zona de memoria ROM (memoria de sólo lectura). Y recibe un nombre tan ilustrativo como es el de programa monitor.

Cuando el ordenador es ya una máquina evolucionada, como es el caso de un ordenador personal para aplicaciones profesionales o de gestión, los sistemas operativos constan de todo un paquete de programas que obedece a la denominación genérica de Sistema Operativo (S.O. al reducirlo a las iniciales).

¿Qué es un sistema operativo?

Al extraer las conclusiones de lo expuesto en los apartados precedentes, surge la definición de sistema operativo:
Conjunto de programas que constituyen la inteligencia básica del ordenador y cuya misión es crear el marco adecuado para una eficaz comunicación entre el ordenador y el usuario o mundo externo.

Consecuencias de la evolución del S.O.

Con la llegada del microprocesador (unidad central de proceso condensada en un mínimo circuito integrado), los ordenadores han reducido su tamaño hasta el punto de que cualquier moderno microordenador u ordenador personal puede competir, e incluso superar, a sus antepasados, docenas de veces más voluminosos y lentos.

La revolución no sólo se manifiesta en la vertiente hardware de los equipos, sino también en el software. Y especialmente en el terreno de los sistemas operativos.

Los modernos ordenadores poseen una inteligencia elemental, cada vez más evolucionada. Esta reside en un paquete de programas que recibe el nombre de sistema operativo.

Los modernos ordenadores poseen una inteligencia elemental, cada vez más evolucionada. Esta reside en un paquete de programas que recibe el nombre de sistema operativo.

Dos son las consecuencias fundamentales de la evolución de los sistemas operativos:
* El constante avance en la potencia y capacidad de tratamiento de los ordenadores.
Cada vez son mayores las posibilidades de los sistemas operativos:
– Pueden controlar a un mayor número de periféricos asociados al ordenador,
– Ponen a disposición del usuario un repertorio de comandos más amplio y potente; y, un factor de gran importancia,
– Ponen en práctica nuevos métodos, más eficaces y rápidos, para explotar las posibilidades del hardware de la máquina.

* Una acusada tendencia hacia la estandarización.
Hasta hace algunos años, la disparidad de los sistemas operativos era casi absoluta. A medida que creció el número de ordenadores, se avanzó en la idea de que compartieran un mismo cerebro circuital (el procesador o CPU). La llegada del microprocesador, y su implantación como cerebro de los microordenadores, supuso un definitivo avance en el camino hacia la estandarización de los sistemas operativos.

En la actualidad son muy pocos los microprocesadores que ostentan el liderazgo en el terreno de los microordenadores. Z-80, 6502, 8086, 8088, 80286, 80386, 68000 y 68020 son las referencias de estos microcerebros que, alojados en una superficie no mayor que un sello postal y recubiertos por una cápsula de plástico o de cerámica, están dispuestos a ejecutar con premura y eficacia las órdenes que reciben.
Semejante uniformidad ha hecho posible que un mismo sistema operativo pueda ser compartido por una amplia variedad de ordenadores, con su CPU basada en idéntico microprocesador.

Los sistemas operativos que lideran la tendencia hacia la estandarización en el sector microinformático son los denominados CP/M, MS-DOS y Unix.

Objetivos del sistema operativo

La presencia del sistema operativo en los ordenadores responde a dos objetivos esenciales:
– Convertir a la máquina en un ordenador, practicable y eficaz, con capacidad para iniciar un diálogo con el mundo exterior.
– Explotar al máximo los recursos y posibilidades del hardware del ordenador para que su uso sea óptimo.

El sistema operativo MS DOS, presente en los ordenadores personales con compatibilidad IBM PC, es uno de los responsables del avance hacia la estandarización en el ámbito del software de base.

El sistema operativo MS DOS, presente en los ordenadores personales con compatibilidad IBM PC, es uno de los responsables del avance hacia la estandarización en el ámbito del software de base.

Funciones de los sistemas operativos

La puesta en práctica de ambos objetivos básicos, exige al sistema operativo una notable capacidad de gestión y proceso. Capacidad que se resume en tres niveles funcionales compartidos por cualquier sistema
operativo evolucionado.

* Gestión del propio sistema ordenador, lo que equivale a supervisar y controlar tanto el funcionamiento de la unidad central, como el de las unidades periféricas asociadas (pantalla, teclado, impresora, unidades de almacenamiento…).

* Gestión de los trabajos encomendados a la máquina. El control y tratamiento de las tareas encomendadas al ordenador exige al sistema operativo capacidad para:
– Planificar los trabajos, respetando las prioridades que pudieran haberse otorgado a cada uno de ellos.
– Asignar los recursos de la máquina para la eficaz resolución de las tareas a procesar. Ello se traduce en la asignación y reserva de zonas de memoria, dedicación de periféricos adecua dos para cada actividad y
control de los mismos…
– Supervisar y establecer las comunicaciones con el entorno, tanto para la carga de programas de aplicación y datos, como para entregar los resultados al exterior.

* Gestión de datos. Abarcando toda la actividad que conlleva la estructuración de los archivos, el acceso a los mismos, el control de los soportes de memoria externa, así como la propia verificación y manipulación de los datos.

Un repaso a las funciones que incorpora el sistema operativo, revela su perfecta adecuación a las exigencias que se imponen a la inteligencia elemental de la máquina.

Las tres funciones básicas de un S.O. contribuyen a crear el entorno adecuado para la comunicación hombre/máquina, gestionan la lectura y el almacenamiento automático de la información (programas y datos) y, por último, ofrecen al usuario los medios adecuados para el tratamiento de los archivos e informan del estado del sistema en cualquier instante.

Las tres funciones básicas de un S.O. contribuyen a crear el entorno adecuado para la comunicación hombre/máquina, gestionan la lectura y el almacenamiento automático de la información (programas y datos) y, por último, ofrecen al usuario los medios adecuados para el tratamiento de los archivos e informan del estado del sistema en cualquier instante.

Evolución de los sistemas operativos

El desarrollo de los sistemas operativos ha sido paralelo a la evolución de los ordenadores, las máquinas a las que están destinados.

* En los albores de la Informática, surgió la PRIMERA GENERACION de sistemas operativos, cuya característica básica era el trabajo secuencial, desglosado en cuatro fases:
– Perforación de tarjetas con la información de entrada (tarea encomendada a una máquina denominada perforadora).
– Lectura de los paquetes de tarjetas (por medio de una lectora de tarjetas perforadas).
– Ejecución del programa (por parte de procesadores especializados).
– Salida de resultados (a través de una impresora).

* La SEGUNDA GENERACION de sistemas operativos se caracterizó por el tratamiento por lotes.
También era necesario que concluyera el lote de trabajo en curso antes de pasar al siguiente. No obstante, el procesador descargaba una gran parte de su actividad accesoria en máquinas especializadas, lo que permitía su completa dedicación a la parte central del proceso: el cálculo.

Una máquina especializada leía las tarjetas de datos y programas, y las grababa en una cinta magnética. Esta era tratada por el procesador central que vertía los resultados en una nueva cinta magnética, de cuya impresión se ocupaba una nueva máquina auxiliar.

La velocidad y eficacia se incrementó en esta segunda generación debido a la entrada en escena de las cintas magnéticas.

* El siguiente eslabón de la cadena evolutiva llegó con la multiprogramación.
Los ordenadores y los sistemas operativos de la TERCERA GENERACION permiten que la memoria central del sistema esté ocupada por varios programas.
– Una vez ejecutado un programa, el propio ordenador pone a trabajar el periférico de salida adecuado, pasando él a ocuparse del tratamiento del siguiente programa.
– Concluido este segundo trabajo, o cuando ha terminado de realizarse la salida parcial del resultado del primer programa, el ordenador regresa al tratamiento del primero o prosigue su actividad ocupándose del tercer programa almacenado en la memoria central.
En esta tercera generación nacen las técnicas de multiprogramación y multiusuario:
– Multiprogramación: la máquina almacena varios programas en la memoria central, programas que parecen ejecutarse casi simultáneamente.
– Multiusuario: el ordenador distribuye su atención entre varios usuarios que se comunican con la máquina a través de los respectivos terminales; dada la velocidad de tratamiento de información, parece que el ordenador dedica una atención constante a cada usuario.

* La CUARTA GENERACION puede definirse como la era de la Informática distribuida y la telemática.
Las máquinas sintetizan las técnicas propias de la Informática, las telecomunicaciones (teléfono, el satélite…), métodos audiovisuales (TV, videodisco), nuevos soportes documentales (microfotografía, disco
óptico, facsímil…), e incluso de inteligencia artificial y la robótica.

Los miniordenadores y microordenadores trasladan la Informática a cualquier ámbito de actividad (industrial, profesional, educativo, doméstico…) y nacen las redes para la comunicación entre ordenadores que prestan su servicio en entornos tanto próximos como remotos. Se puede decir que internet nace a partir de la introducción de los sistemas operativos estandarizados.

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