Conceptos Clave, Objetivos y Estructura de un Sistema Operativo

1. Definición de un Sistema Operativo

Un Sistema Operativo (SO) está constituido por un conjunto de programas que se encargan de asignar recursos, planificar el uso de recursos y tareas de la computadora, y monitorear las actividades del sistema informático. Esto implica que:

• Un SO actúa como intermediario entre el usuario y el hardware del sistema informático.
• Controla la ejecución de los programas de aplicación proporcionando un entorno para su ejecución.
• Los programas de aplicación utilizan las facilidades que brinda el SO para acceder a los recursos del sistema informático.
• De esta forma, el SO constituye la base sobre la que se escriben los programas de aplicación.

2. Objetivos de un Sistema Operativo

• Facilidad de uso: Debe permitir que un sistema informático sea más fácil de utilizar.
• Eficiencia: Debe permitir una administración eficiente de los recursos del sistema informático.
• Capacidad de evolución: Debe facilitar su actualización constante, de forma controlada y autogestionada, incorporando nuevas funcionalidades además de soportar los diferentes tipos de hardware nuevos disponibles en el mercado.

3. Clasificación de los Sistemas Operativos

Según la utilización de los recursos

• a) Sistema monoprogramado: Solo se permite la ejecución de un programa en el sistema.
• b) Sistema multiprogramado: Permite ejecutar en forma alternada varias tareas y de varios usuarios.
• c) Sistema multiprocesador: Pueden manejar varios procesadores, logrando un mayor rendimiento.

Según la interactividad (tipo de trabajo y servicios prestados)

• a) Sistema de procesamiento por lotes (Batch): No existe intervención del usuario durante la ejecución de los trabajos.
• b) Sistema de tiempo compartido: Los procesos se ejecutan de manera simultánea mientras la CPU conmuta entre ellos, de manera que el usuario es ajeno a la misma.
• c) Sistema de tiempo real: Trabaja en tiempo real si el tiempo de respuesta permite controlar y regular al medio sobre el que opera.

Según el número de usuarios

• a) SO de computadora personal: Hasta que la persona que está utilizando el equipo no termina, no puede ser utilizado por otra.
• b) SO de servidor: Trabaja más de un usuario de forma simultánea desde diferentes ubicaciones.

Según la forma de ofrecer sus servicios

• a) SO de red: Tienen la capacidad de interactuar con sistemas operativos en otras computadoras por un medio de transmisión.
• b) Sistemas operativos distribuidos: Abarcan los servicios de los de red, logrando integrar recursos en una sola máquina virtual a la que el usuario accede de forma transparente.

Según la estructura del sistema operativo

• a) Sistemas monolíticos: Son pequeños, sencillos y limitados. No tienen una estructura definida, sino que todos sus componentes están agrupados en un único programa. Cada conjunto de procedimientos puede invocar a cualquiera de los otros procedimientos.
• b) Sistema estructurado en capas: Se organiza como una jerarquía de capas, donde cada capa ofrece una interfaz a la capa superior y solo utiliza los servicios que ofrece la capa inferior. Cada capa tiene funciones específicas.

4. Requisitos de un Sistema Operativo

• a) El SO debe intercalar la ejecución de múltiples procesos para optimizar al máximo la utilización del procesador, ofreciendo un tiempo de respuesta razonable.
• b) El SO debe asignar los recursos a los procesos teniendo en cuenta ciertas políticas, como por ejemplo la prioridad de ejecución de algunas aplicaciones.
• c) El SO podría tener que dar soporte a la comunicación entre procesos.

5. Llamadas al Sistema (System Calls)

Las llamadas al sistema son una de las formas que existen para que los procesos y el sistema operativo puedan comunicarse. El SO es quien recibirá los parámetros de entrada, ejecutará la función que sea requerida y devolverá los valores necesarios. De esto se puede deducir que las llamadas al sistema se ejecutarán en modo kernel.

Las llamadas al sistema son necesarias para que los procesos puedan comunicarse con el kernel del sistema operativo. Estas nos brindan un medio para obtener recursos del sistema operativo, obtener información del mismo, así como establecer o cambiar la configuración de los recursos que se ofrecen.