Sistemas operativos

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La forma en la que piensan los ordenadores no son más que procesos automáticos que se realizan a unas velocidades (frecuencias) altísimas, siguiendo una secuencia establecida en un programa informático.

Pero, ¿por qué nos entienden cuando seleccionamos acciones tan cotidianas como escuchar música o enviar un mensaje a alguien? Generalmente no empleamos palabras complicadas ni nos ocupamos de revisar si la conexión telefónica es correcta.

El lenguaje que utilizamos es coloquial porque hay un programa encargado de traducir nuestras instrucciones a lenguaje máquina para que las entienda la CPU. Además, este programa se encarga de activar la línea teléfonica, enviar la música a los altavoces... ¡Es capaz de hacerlo todo a la vez!. Este programa es el sistema operativo.

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Se define un sistema operativo (SO) como el software de sistema que permite al ordenador el arranque, la gestión de los recursos y la comunicación usuario-dispositivos físicos (hardware).

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Un ordenador no es solo un conjunto de dispositivos electrónicos conectados; requiere instrucciones para ser controlado. El principal programa que gestiona esto es el sistema operativo, que actúa como intermediario entre el usuario y la máquina. La mayoría de los dispositivos con microprocesadores (como móviles, reproductores de DVD, radios, entre otros) utilizan un sistema operativo para funcionar.

Las funciones básicas de los sistemas operativos incluyen:

Gestionar los recursos del hardware, asignando prioridades a memoria, periféricos y disco duro.
Servir de interfaz entre el usuario y la computadora, actuando como traductor entre ambos.
Gestionar la información en forma de archivos.
Administrar las tareas en ejecución, asignando tiempos y prioridades.
Proporcionar seguridad en la gestión de recursos, información y usuarios.
Actualizarse, diagnosticar problemas, reconocer periféricos y permitir la ejecución de programas.

1.1. Sistema de archivos

Particiones y unidades de disco

Una partición de un disco es una división lógica en una unidad de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro o unidad flash), en la cual se alojan y organizan los archivos mediante un sistema de archivos.

Existen tres tipos principales de particiones: primaria, secundaria (o extendida) y lógicas.

Las particiones pueden utilizarse para varios fines. Por una parte, puedes tener una dedicada a guardar datos sensibles con medidas de seguridad que no interfieran en el resto del sistema, así como copias de seguridad, aunque también puedes utilizarla para instalar diferentes sistemas operativos.

Cada Sistema Operativo utiliza un sistema para denominar las distintas particiones y unidades de disco. Así, por ejemplo, Windows denomina a las unidades de disco con letras, comenzando por la C, que es la partición primaria en la que está instalado el Sistema Operativo. A partir de ésta, se nombran las demás con letras sucesivas (D, E, ...). Después se nombran el resto de unidades de almacenamiento como unidades de CD o DVD, memorias USB, tarjetas de memoria.

Sistemas de archivo

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Se denomina sistema de archivos (filesystem en inglés) al modo de organizar y estructurar los datos y programas en un dispositivo de almacenamiento (normalmente disco duro) o partición.

El sistema de archivos será leído por un gestor de archivos (navegador o explorador, según el sistema operativo) para representar esa información textual o gráficamente.

Los datos y programas se almacenan en discos mediante sectores de 512 bytes. El sistema de archivos organiza estos sectores en archivos y directorios, manteniendo un índice de los sectores ocupados y libres. Su función es localizar los clústers donde se encuentra la información de manera rápida y eficiente, similar a una guía telefónica. Además, los sistemas de archivos implementan medidas de protección, como la duplicación de índices o el uso de contraseñas para restringir el acceso.

La mayoría de los sistemas operativos utilizan su propio sistema de archivos:

FAT32: Sistema de archivos de 32 bits, usado por MS-DOS y primeras versiones de Windows hasta XP. Compatible con Windows y GNU/Linux, se usa en dispositivos de almacenamiento. Limita los archivos a 4 GB.
exFAT: Elimina la limitación de FAT32 de 4 GB, permitiendo archivos de mayor tamaño. Ideal para almacenamiento externo de más de 4 GB. No incluye funciones de seguridad.
NTFS: Sistema para Windows que reemplaza FAT32. Permite definir el tamaño del clúster desde 512 bytes. Incompatible con GNU/Linux.
HFS: Sistema de archivos jerárquico para Mac OS, mejorado en HFS+. Problemas en multitarea y es incompatible con Windows y GNU/Linux.
EXT4: Sistema para GNU/Linux, mejora a EXT2 y EXT3. Seguro y con registro diario (journaling), optimizado para archivos de gran tamaño.

Rutas de acceso

La parte externa de un sistema de archivos es la forma en que el usuario identifica los ficheros, bien para grabarlos, bien para recuperarlos o modificarlos. Estas identificaciones se denominan rutas de acceso o path. Los componentes de estas rutas son:

Directorio raíz, unidad de almacenamiento o denominación de la partición.
Separadores que indican los directorios y subdirectorios desde el principal hasta los secundarios.
Denominación del archivo y extensión. Separados por un punto.

Ruta de acceso en Windows (imagen: adslzone)

Ruta de acceso en Google Drive (imagen de elaboración propia)

1.2. Sistemas operativos libres. Distribuciones GNU/LINUX

Se denominan distribuciones GNU/Linux a los sistemas operativos basados en el núcleo Linux que incluyen determinados paquetes de software con aplicaciones para usos específicos, dando así origen a ediciones domésticas, educativas, empresariales y para servidores. Se suelen abreviar con el término distro.

Las características principales de las distribuciones GNU/Linux son las que determinan su modo de gestión de los recursos y de la memoria.

Su funcionamiento, distinto al de Windows, le dota de gran potencia y versatilidad:

Multitarea: Ejecuta varios programas simultáneamente, gestionando el tiempo que el procesador dedica a cada uno.
Multiusuario: Soporta varias sesiones de usuario al mismo tiempo, con hasta 64 consolas virtuales.
Multiplataforma: Funciona en diversas plataformas y con diferentes microprocesadores.
Gestión de la memoria: Protege la memoria, usando un sistema de memoria virtual por páginas (4 KB) para mejorar la velocidad. Unifica la memoria y el caché.
Gestión de archivos: Estructura de árbol con un directorio raíz único ("/"), permitiendo nombres de archivos de hasta 256 caracteres sin extensiones.
Seguridad: No tiene virus, la comunidad de desarrolladores soluciona rápidamente cualquier intento de daño.
Redes e internet: Es potente en redes y aplicaciones de internet, gracias a su seguridad y su evolución independiente de empresas privadas.

1.3. Sistemas operativos propietarios

El software propietario es aquel que tiene limitados los derechos de uso, copia, distribución o modificación. Por tanto, un sistema operativo propietario será aquel que tengamos que comprar para instalar en nuestros equipos.

En muchos casos el sistema operativo viene preinstalado de fábrica, compramos un equipo PC o portátil con el sistema operativo incluido; puede parecer que no pagamos por él, sin embargo su precio se incluye en el precio total del equipo.

Actividad 1

Formulario

Contesta el formulario "Sistemas Operativos" en Classroom.

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