SISTEMA OPERATIVO

¿Qué es el sistema operativo?

El sistema operativo es el software que coordina y dirige todos los servicios y aplicaciones que utiliza el usuario en una computadora, por eso es el más importante y fundamental. Se trata de programas que permiten y regulan los aspectos más básicos del sistema. Los sistemas operativos más utilizados son Windows, Linux, OS/2 y DOS.

Los sistemas operativos, también llamados núcleos o kernels, suelen ejecutarse de manera privilegiada respecto al resto del software, sin permitir que un programa cualquiera realice cambios de importancia sobre él que puedan comprometer su funcionamiento.

El sistema operativo es el protocolo básico de operatividad del computador, que coordina todas sus demás funciones de comunicaciones, de procesamiento, de interfaz con el usuario.

Los sistemas operativos consisten en interfaces gráficas, entornos de escritorio o gestores de ventanas que brindan al usuario una representación gráfica de los procesos en marcha. También puede ser una línea de comandos, es decir, un conjunto de instrucciones ordenado según su prioridad y que funciona con base a órdenes introducidas por el usuario.

Las primeras versiones de las computadoras no tenían sistemas operativos. En la década de los sesenta los ordenadores usaban procesamientos por lotes y fue durante estos años cuando comenzaron a desarrollarse los sistemas operativos.

Si bien a partir de los ochenta ya habían comenzado a surgir algunos muy conocidos, a partir de los noventa estos programas comenzaron a ser más flexibles y fuertes. Uno de los grandes hitos fue el lanzamiento de Windows 95.

¿Para Qué sirve el Sistema Operativo?

Los sistemas operativos utilizan imágenes y botones para poder comunicarnos con el ordenador de forma sencilla y fácil para decirle lo que queremos hacer en cada momento a nuestro ordenador.

Su función principal es la de darnos las herramientas necesarias para poder controlar nuestra computadora y poder hacer uso de ella, de la forma más cómoda y sencilla posible.

Algunas cosas más concretas que puede realizar un Sistema Operativo las vemos a continuación:

• Gestionar la memoria y ejecutar las aplicaciones. El sistema operativo es el encargado de controlar la memoria de acceso aleatorio y asignar los recursos necesarios para ejecutar las aplicaciones o los programas.
• Administrar la CPU. El sistema operativo gestiona la CPU gracias a un algoritmo de programación, que le permite coordinar el uso del procesador en función de los procesos que estén activos.
• Direccionar las entradas y salidas de datos. A través de drivers, el sistema operativo maneja la comunicación con los periféricos (mouse, teclado, impresora, etc.). Todo esto lo hace por medio de los periféricos de entrada o salida.
• Administrar la información del sistema. Con el objetivo de mantener el buen funcionamiento de la PC, el sistema operativo organiza y coordina datos esenciales.
• Dirigir las autorizaciones de uso. Es el que determina y regula los permisos para los usuarios, es decir, para quienes interactúan con el sistema.
• Administrar los archivos. Esto significa que el sistema operativo es el que permite guardar, modificar, recuperar u organizar los archivos almacenados en el sistema.

tipos de sistemas operativos

Existen diferentes tipos de sistemas operativos, clasificados en gran medida por la forma en que gestionan las tareas, los usuarios y los recursos. A continuación, te detallo los más comunes:

Sistemas Operativos de Escritorio y Móviles

Estos son los más conocidos y los que utilizamos en nuestro día a día.

• Sistemas operativos de escritorio: Están diseñados para uso personal en computadoras de escritorio y portátiles. Su objetivo principal es ser intuitivos y proporcionar una interfaz gráfica para que los usuarios puedan interactuar fácilmente con programas y archivos. Los ejemplos más populares son Microsoft Windows, macOS (de Apple) y varias distribuciones de Linux (como Ubuntu).
• Sistemas operativos móviles: Están optimizados para dispositivos como smartphones y tabletas, donde la interacción es principalmente a través de una pantalla táctil. Estos sistemas priorizan la eficiencia energética, la conectividad inalámbrica y la seguridad. Los líderes en este segmento son Android (de Google) e iOS (de Apple).

 

Sistemas Operativos por su Funcionalidad

Esta clasificación se centra en cómo el SO maneja las tareas y las cargas de trabajo.

• Sistemas operativos por lotes (Batch OS): Este es uno de los tipos más antiguos. No interactúa directamente con el usuario. En su lugar, el SO agrupa trabajos similares y los procesa en un "lote" sin intervención del usuario. Se usa principalmente para tareas grandes que no requieren interacción, como el procesamiento de nóminas o la generación de estados de cuenta bancarios.
• Sistemas operativos de tiempo real (RTOS): Son sistemas especializados que garantizan que las tareas se completen en un plazo de tiempo muy estricto. La precisión temporal es la clave, y un retraso, incluso de milisegundos, podría ser catastrófico. Por eso se utilizan en sistemas críticos como los de control de tráfico aéreo, equipos médicos o en los sistemas de airbags de los coches.
• Sistemas operativos de red (NOS): Este software se instala en un servidor y está diseñado para gestionar recursos, usuarios y seguridad en una red. Permite que varios ordenadores se comuniquen entre sí, compartan archivos e impresoras y se conecten a internet. Ejemplos incluyen Windows Server y varias distribuciones de Linux optimizadas para servidores.
• Sistemas operativos distribuidos (Distributed OS): A diferencia de un sistema de red, que gestiona recursos de forma centralizada, un sistema distribuido hace que una red de computadoras independientes funcione como un único sistema unificado. La carga de trabajo se divide entre varias máquinas para mejorar el rendimiento y la tolerancia a fallos. Si una máquina falla, el sistema sigue funcionando. Son comunes en centros de datos y sistemas de computación de alto rendimiento.

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Partes de un Sistema Operativo

Los componentes principales de un sistema operativo (SO) son el kernel, la interfaz de usuario y el sistema de archivos. Estos elementos trabajan en conjunto para permitir que una computadora funcione y que el usuario pueda interactuar con ella.

 

El Kernel

El kernel es el núcleo del sistema operativo. Es la primera parte que se carga en la memoria cuando se enciende la computadora y permanece allí hasta que se apaga. Su función es gestionar los recursos de hardware. Se encarga de:

• Gestión de procesos: Controla la ejecución de los programas.
• Gestión de memoria: Asigna y desasigna la memoria RAM para los programas.
• Gestión de dispositivos (drivers): Permite que el SO se comunique con el hardware como el disco duro, la impresora, el teclado y la tarjeta de video.
• Gestión de interrupciones: Responde a eventos del hardware y el software.

 

La Interfaz de Usuario

La interfaz de usuario es el medio a través del cual el usuario interactúa con el sistema operativo y los programas. Existen dos tipos principales:

• Interfaz de línea de comandos (CLI): Se basa en texto, donde el usuario escribe comandos para ejecutar acciones. Es común en sistemas operativos de servidores y en herramientas avanzadas de desarrollo. Ejemplos incluyen el Símbolo del sistema de Windows y la terminal de Linux.
• Interfaz gráfica de usuario (GUI): Es la más común hoy en día. Permite interactuar con el sistema a través de ventanas, iconos, menús y un puntero (ratón). Sistemas como Windows, macOS y Android usan una GUI.

 

El Sistema de Archivos

El sistema de archivos es el método que utiliza el sistema operativo para organizar, almacenar y recuperar datos en un dispositivo de almacenamiento, como un disco duro o una memoria USB. Se encarga de:

• Organizar archivos y directorios: Crea una estructura jerárquica para que sea más fácil encontrar la información.
• Gestionar el espacio en disco: Registra qué partes del disco están ocupadas y cuáles están libres.
• Controlar el acceso a los archivos: Define quién puede leer, escribir o ejecutar un archivo.

 

Otros Componentes Importantes

Aunque el kernel, la interfaz y el sistema de archivos son los pilares, un SO moderno incluye otros componentes esenciales:

• Programas del sistema: Son utilidades básicas para realizar tareas de mantenimiento, como formatear un disco o gestionar usuarios.
• Cargador de arranque (Bootloader): El programa que inicia el proceso de carga del sistema operativo cuando enciendes la computadora.
• Sistema de llamadas al sistema (System calls): Es la forma en que los programas solicitan servicios al kernel.
• Shell (en sistemas Unix/Linux): Es el intérprete de comandos que procesa las órdenes del usuario. En una CLI, es el programa con el que el usuario interactúa directamente.

Historia y evolución de los sistemas operativos

La historia y evolución de los sistemas operativos es un reflejo del desarrollo de la informática, pasando de máquinas enormes y difíciles de manejar a los dispositivos intuitivos y conectados que usamos hoy. Se puede dividir en varias generaciones:

La Era Pre-Sistemas Operativos (Década de 1940 - Principios de 1950)

• Las computadoras como herramientas exclusivas: Las primeras computadoras (como la ENIAC) eran enormes, costosas y se usaban para tareas muy específicas.
• Interacción directa con el hardware: No existía el concepto de "sistema operativo". Los programadores interactuaban directamente con la máquina, usando lenguaje de máquina (binario) y tarjetas perforadas. Si se quería ejecutar un programa, se tenía que configurar toda la máquina manualmente.

Los Primeros Sistemas Operativos (Mediados de 1950 - Mediados de 1960)

• El nacimiento de los sistemas por lotes (Batch OS): Para optimizar el tiempo de las computadoras, que eran extremadamente caras, se creó el primer concepto de SO. El primer sistema operativo reconocido fue el GM-NAA I/O, desarrollado en 1956 para la computadora IBM 704.
• El objetivo era la eficiencia: Estos sistemas agrupaban trabajos similares en "lotes" y los procesaban de forma secuencial sin intervención del usuario. Esto eliminó el tiempo de inactividad entre la finalización de un trabajo y el inicio del siguiente.

La Era de la Multiprogramación y los Sistemas de Tiempo Compartido (Mediados de 1960 - Finales de 1970)

• Nuevos conceptos: Con la invención de los circuitos integrados y computadoras más potentes, surgieron conceptos como la multiprogramación, que permitía tener varios programas en la memoria al mismo tiempo y que el CPU cambiara entre ellos, y el tiempo compartido, que permitía a varios usuarios usar la misma máquina a la vez, dando a cada uno la ilusión de tener la computadora para sí mismo.
• El auge de UNIX: En esta década se desarrolló UNIX, un sistema operativo revolucionario. Escrito en lenguaje C, era más portátil, flexible y poderoso que sus predecesores. UNIX se convirtió en la base de la gran mayoría de los sistemas operativos que usamos hoy en día (como Linux y macOS).

La Era de la Computadora Personal y la Interfaz Gráfica (1980 - Principios de 1990)

• Computadoras para todos: Los ordenadores personales se hicieron asequibles para el público en general. Esto hizo que la "facilidad de uso" se convirtiera en la prioridad principal en el diseño de los SO.
• MS-DOS y la llegada de Microsoft: Microsoft lanzó MS-DOS, un sistema operativo de línea de comandos que dominó el mercado de las computadoras personales de IBM.
• La revolución de la GUI: En 1984, Apple presentó el Macintosh, que popularizó el uso de la interfaz gráfica de usuario (GUI) con ventanas, iconos y el ratón. En 1985, Microsoft lanzó la primera versión de Windows, una interfaz gráfica que se ejecutaba sobre MS-DOS.

La Era de la Conectividad, la Multitarea y el Código Abierto (1990 - Actualidad)

• Dominio de Windows: Windows 95, con su interfaz de usuario mejorada y su enfoque en la multitarea, consolidó la posición de Microsoft como líder del mercado. Más tarde, la línea Windows NT se convirtió en la base para las versiones modernas de Windows (Windows XP, 7, 10, 11).
• El auge del código abierto: En 1991, Linus Torvalds creó el kernel de Linux, dando inicio al movimiento del software de código abierto. Junto con las herramientas del proyecto GNU, se creó el sistema operativo GNU/Linux, una alternativa robusta y gratuita a los sistemas comerciales.
• Sistemas operativos móviles: Con la llegada de los smartphones, aparecieron los sistemas operativos móviles. Symbian OS y Palm OS fueron los primeros, pero pronto fueron eclipsados por iOS (de Apple) y Android (de Google), que hoy en día dominan el mercado.
• La evolución continúa con la adaptación de los sistemas operativos a nuevas tecnologías, como la computación en la nube, la inteligencia artificial y la realidad aumentada, buscando siempre una mayor eficiencia, seguridad y una experiencia de usuario más fluida y personalizada.

Ejemplos de los sistemas operativos

Sistemas operativos de escritorio

Son los que usas en tu computadora personal o laptop. Están diseñados para ser amigables y versátiles para el usuario promedio.

• Windows: El SO más popular del mundo, creado por Microsoft. Sus versiones más recientes son Windows 10 y Windows 11.
• macOS: El sistema operativo de Apple, exclusivo para sus computadoras Mac. Conocido por su diseño elegante y su integración con otros productos de la marca.
• Linux: Un SO de código abierto con muchas variantes llamadas "distribuciones", como Ubuntu, Fedora y Debian. Es muy popular entre desarrolladores y en servidores debido a su flexibilidad y seguridad.
• Chrome OS: Un sistema operativo de Google que está principalmente basado en el navegador web Chrome. Se usa en laptops económicas conocidas como "Chromebooks" y está diseñado para tareas que se realizan en línea.

Sistemas operativos móviles

Estos están optimizados para dispositivos con pantalla táctil, como smartphones y tabletas.

• Android: El SO móvil de Google, líder en el mercado. Es un sistema de código abierto que usan la mayoría de los fabricantes de teléfonos como Samsung, Google, Xiaomi, etc.
• iOS: El sistema operativo de Apple para sus dispositivos móviles, como el iPhone y el iPad. Es conocido por su seguridad y la fluidez de su interfaz.

Sistemas operativos de servidor

• Están diseñados para gestionar las redes, aplicaciones y datos de las empresas. Priorizan la estabilidad, la seguridad y el rendimiento.
• Windows Server: La versión de Windows diseñada para servidores. Se integra fácilmente con otras herramientas de Microsoft, como Active Directory.
• Linux (versiones de servidor): Muchas distribuciones de Linux, como Ubuntu Server, Red Hat Enterprise Linux (RHEL) y CentOS, son la columna vertebral de la mayoría de los servidores en el mundo, incluidos los de Google y Amazon.
• UNIX: Un sistema operativo histórico que sirvió de base para Linux y macOS. Hoy en día, variantes como FreeBSD o Solaris siguen usándose en entornos de servidor de alto rendimiento.