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Fundamentos de sistemas operativos. Tema 38.

    Fundamentos de sistemas operativos

    Funciones de un sistema operativo

    Los sistemas operativos son la base fundamental de cualquier dispositivo informático. Sus funciones son variadas y esenciales para el correcto funcionamiento de la computadora o dispositivo en el que operan.

    1. Gestión de Recursos

    a. Administración de Procesos:

    • Controla la ejecución de programas y procesos, asignando recursos como memoria, CPU y tiempo de ejecución.

    b. Administración de Memoria:

    • Asigna y libera memoria a los programas según sea necesario, evitando conflictos entre ellos.

    c. Gestión de la CPU:

    • Asigna tiempo de procesamiento a cada tarea, coordinando la ejecución simultánea de múltiples programas.

    d. Gestión de Dispositivos:

    • Facilita la comunicación entre el hardware y el software, permitiendo la interacción con periféricos como impresoras, discos duros, etc.

    2. Interfaz de Usuario

    a. Interacción con el Usuario:

    • Proporciona una interfaz gráfica o de línea de comandos para que los usuarios interactúen con el sistema.

    b. Facilita la Navegación:

    • Permite acceder a archivos, programas y recursos de manera intuitiva y eficiente.

    c. Ventanas y Menús:

    • Ofrece un entorno visual donde los usuarios pueden abrir, cerrar y manipular aplicaciones y archivos.

    3. Administración de Archivos

    a. Organización de Archivos y Carpetas:

    • Gestiona la creación, modificación, eliminación y organización de archivos y directorios.

    b. Acceso a Datos:

    • Facilita la lectura y escritura en los dispositivos de almacenamiento, asegurando la integridad de los datos.

    c. Control de Versiones:

    • Algunos sistemas operativos ofrecen control de versiones para archivos, facilitando la gestión de cambios.

    4. Seguridad y Control

    a. Control de Acceso:

    • Administra quién puede acceder a qué recursos y archivos, aplicando políticas de seguridad.

    b. Firewall y Protección:

    • Implementa medidas de seguridad como firewalls para proteger contra amenazas externas.

    c. Actualizaciones y Parches:

    • Proporciona actualizaciones de seguridad periódicas para corregir vulnerabilidades y mejorar la protección.

    5. Gestión de Redes

    a. Comunicación en Red:

    • Facilita la conectividad entre dispositivos y el intercambio de información en redes locales o en Internet.

    b. Protocolos de Red:

    • Ofrece soporte para protocolos de red estándar, permitiendo la comunicación y transferencia de datos.

    6. Control de Errores y Mantenimiento

    a. Registro de Errores:

    • Registra y notifica errores para diagnosticar y solucionar problemas.

    b. Mantenimiento del Sistema:

    • Realiza tareas de mantenimiento como actualizaciones, limpieza y optimización del sistema.

    Tipologías

    MS/DOS

    El MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) es uno más de los sistemas operativos fundamentales en la historia de la informática.

    Historia:

    • Desarrollo por Microsoft: Creado por Microsoft en los años 80.
    • Interfaz de Línea de Comandos: No tenía interfaz gráfica y se basaba en comandos escritos por el usuario.

    Características Clave:

    • Monousuario y Monotarea: Permitía a un solo usuario ejecutar un solo programa a la vez.
    • Interfaz de Línea de Comandos (CLI): Los usuarios interactuaban con el sistema a través de comandos de texto.
    • Sistema de Archivos FAT: Utilizaba el sistema de archivos FAT (File Allocation Table).
    • Limitaciones Técnicas: Restricciones de memoria y capacidad de almacenamiento comparadas con sistemas más modernos.
    • Arranque desde Disquetes: Comúnmente se iniciaba desde disquetes y tenía limitaciones en la gestión de hardware más moderno.

    Impacto y Legado:

    • Popularidad en los 80 y 90: Fue el sistema operativo dominante en las primeras computadoras personales.
    • Transición a Windows: La evolución de MS-DOS llevó al desarrollo de Windows, que incorporó una interfaz gráfica de usuario (GUI) y reemplazó a MS-DOS como sistema operativo predominante.
    • Legado en la Informática: A pesar de su obsolescencia, el MS-DOS dejó un legado significativo en la historia de la informática, sentando las bases para sistemas posteriores.

    Limitaciones y Aspectos Importantes:

    • Limitaciones de Usuario: Requería un buen conocimiento de comandos para ser usado eficientemente.
    • Ausencia de Multitarea Completa: No permitía ejecutar múltiples programas simultáneamente.
    • Reemplazado por Windows: La aparición de Windows llevó al declive gradual del MS-DOS.

    UNIX

    UNIX es un sistema operativo que ha tenido una influencia masiva en la informática y aún hoy día se encuentra presente en muchos sistemas y servidores.

    Historia:

    • Desarrollado en los años 70: Creado por los laboratorios Bell de AT&T.
    • Lenguaje C: Escrito en el lenguaje de programación C, lo que facilitó su portabilidad a diferentes plataformas.
    • Modelo de Desarrollo Cooperativo: Se permitía la distribución y modificación del código fuente.

    Características Clave:

    • Multiusuario y Multitarea: Permite a varios usuarios ejecutar múltiples procesos simultáneamente.
    • Arquitectura Modular: Compuesto por pequeñas herramientas que realizan tareas específicas, fomentando la reutilización de código.
    • Sistema de Archivos Jerárquico: Organizado en un árbol de directorios con permisos de acceso y administración para usuarios.
    • Línea de Comandos Potente: Interfaz de usuario basada en una shell con una amplia gama de comandos y utilidades.

    Variantes de UNIX:

    • BSD (Berkeley Software Distribution): Derivado de UNIX de los laboratorios de Berkeley, añadió funcionalidades como TCP/IP y fue la base para sistemas como FreeBSD.
    • Linux: Aunque no es una variante directa de UNIX, está inspirado en su diseño y filosofía, y es compatible con muchas aplicaciones de UNIX.
    • Solaris, HP-UX, AIX: Variantes comerciales de UNIX adaptadas por diferentes compañías para sus propios sistemas.

    Impacto y Legado:

    • Estándar de la Industria: Ha influido en el diseño de sistemas operativos modernos.
    • Aplicaciones Críticas: Ampliamente utilizado en servidores y entornos empresariales debido a su estabilidad y seguridad.
    • Filosofía del Software Libre: Inspiró la filosofía de compartir código abierto y la creación de proyectos de código abierto como GNU/Linux.

    Limitaciones y Fortalezas:

    • Curva de Aprendizaje: Requiere un aprendizaje significativo para sacarle el máximo provecho.
    • Variedad de Variantes: La amplia variedad de variantes puede generar incompatibilidades entre sistemas.

    Linux

    Linux es un sistema operativo de código abierto que ha tenido un impacto enorme en la informática moderna.

    Historia:

    • Creado por Linus Torvalds en 1991: Basado en el núcleo de UNIX y desarrollado como un proyecto de código abierto.
    • Licencia GPL (General Public License): Permite su distribución y modificación libremente.

    Características Clave:

    • Núcleo o Kernel: El núcleo de Linux es el corazón del sistema, actuando como intermediario entre el hardware y el software.
    • Diversidad de Distribuciones: Existen múltiples distribuciones de Linux (distros) con diferentes enfoques y herramientas preinstaladas.
    • Shell y Línea de Comandos: Ofrece una poderosa interfaz de línea de comandos que permite un control detallado del sistema.
    • Código Abierto y Colaboración: El modelo de desarrollo de código abierto permite a la comunidad contribuir al sistema, generando constantes actualizaciones y mejoras.

    Características Técnicas:

    • Estabilidad y Seguridad: Conocido por su estabilidad y seguridad, especialmente en entornos de servidor.
    • Multitarea y Multiusuario: Capacidad para ejecutar múltiples tareas y servir a múltiples usuarios simultáneamente.
    • Compatibilidad de Hardware: Compatible con una amplia gama de hardware, desde dispositivos antiguos hasta los más modernos.

    Distribuciones Populares:

    • Ubuntu: Orientada a la facilidad de uso para usuarios principiantes y con un gran soporte de la comunidad.
    • Red Hat Enterprise Linux (RHEL): Dirigida principalmente a entornos empresariales con un soporte de largo plazo.
    • Fedora: Más orientada hacia usuarios avanzados y desarrolladores, con versiones más recientes de software.

    Impacto y Legado:

    • Servidores y Supercomputadoras: Ampliamente utilizado en servidores web, supercomputadoras y entornos empresariales debido a su estabilidad y seguridad.
    • Dispositivos Embebidos y Móviles: Presente en muchos dispositivos embebidos y en sistemas operativos móviles como Android.
    • Filosofía del Software Libre: Promueve la libertad para usar, estudiar, modificar y compartir el software.

    Comunidad y Desarrollo:

    • Gran Comunidad de Desarrolladores: Una gran cantidad de desarrolladores contribuyen a su desarrollo y mejora continua.
    • Actualizaciones Regulares: Las actualizaciones son frecuentes, lo que garantiza mejoras de seguridad y nuevas funcionalidades.

    Windows

    Windows es un sistema operativo desarrollado por Microsoft y es uno de los más utilizados en computadoras personales en todo el mundo.

    Historia:

    • Desarrollado por Microsoft: Inicialmente lanzado en 1985 como una interfaz gráfica para MS-DOS.
    • Enfoque en Interfaz Gráfica de Usuario (GUI): Introdujo el uso de ventanas, iconos y un ratón para interactuar con la computadora.

    Características Clave:

    • Interfaz Gráfica de Usuario (GUI): Windows popularizó la interfaz gráfica, lo que facilitó su uso para una amplia gama de usuarios.
    • Multiusuario y Multitarea: Permite a múltiples usuarios ejecutar varios programas simultáneamente.
    • Soporte de Hardware Amplio: Diseñado para ser compatible con una gran variedad de hardware.

    Versiones Significativas:

    • Windows 3.1 y 95: Introdujeron la interfaz gráfica de usuario para las masas.
    • Windows XP: Considerado uno de los sistemas operativos más exitosos y populares de Microsoft.
    • Windows 7: Ampliamente adoptado por su estabilidad y facilidad de uso.
    • Windows 10: Actualizaciones regulares y enfoque en la integración con servicios en la nube.
    •  Windows 11: Versión más reciente de este Sistema Operativo

    Características Técnicas:

    • Sistema de Archivos NTFS: Utiliza NTFS (New Technology File System) como sistema de archivos principal.
    • Seguridad y Actualizaciones: Ofrece actualizaciones regulares de seguridad y mejoras de rendimiento.
    • Integración con Servicios de Microsoft: Integración con servicios como OneDrive, Office y Xbox Live.

    Impacto y Legado:

    • Dominio en Computadoras Personales: Es el sistema operativo más comúnmente usado en computadoras personales.
    • Juegos y Entretenimiento: Plataforma popular para juegos y entretenimiento, gracias a su amplia compatibilidad con software de terceros.
    • Herramientas de Productividad: Ampliamente utilizado en entornos de trabajo para tareas de oficina y productividad.

    Desafíos y Críticas:

    • Vulnerabilidades de Seguridad: Ha sido objeto de ataques de seguridad y virus debido a su popularidad.
    • Actualizaciones Forzadas: Algunos usuarios han expresado molestias por las actualizaciones automáticas obligatorias en versiones más recientes.

     MAC OS

    macOS es el sistema operativo desarrollado por Apple para sus computadoras Mac. Es conocido por su estabilidad, diseño intuitivo y su integración con otros productos de la marca

    Historia:

    • Desarrollado por Apple Inc.: Fue introducido por primera vez en 1984 con el lanzamiento de la Macintosh.
    • Basado en UNIX: Está basado en el núcleo BSD de UNIX, lo que le otorga estabilidad y seguridad.

    Características Clave:

    • Interfaz Gráfica Intuitiva: Diseño minimalista y fácil de usar, con énfasis en la estética.
    • Plataforma Cerrada: Diseñado exclusivamente para hardware de Apple, lo que permite una mejor integración y optimización.
    • Confiabilidad y Estabilidad: Conocido por su estabilidad y rendimiento fluido.
    • Cohesión con Ecosistema Apple: Integración fluida con otros productos Apple como iPhone, iPad y Apple Watch.

    Herramientas y Funcionalidades:

    • Finder y Spotlight: Herramientas de búsqueda y gestión de archivos intuitivas.
    • Time Machine: Ofrece una solución de respaldo fácil de usar.
    • Siri y Continuity: Integración con el asistente virtual Siri y características de Continuidad para sincronización entre dispositivos.
    • App Store: Plataforma para la descarga de aplicaciones, similar a la App Store de iOS.

    Hardware y Actualizaciones:

    • Control de Hardware: Apple controla tanto el hardware como el software, lo que permite una optimización más cercana y actualizaciones más estables.
    • Actualizaciones Gratuitas: Apple ofrece actualizaciones de sistema operativo gratuitas para usuarios de Mac.

    Impacto y Legado:

    • Fomento del Diseño y la Innovación: Apple ha sido un líder en diseño de interfaces de usuario y ha influido en la estética de muchos sistemas operativos.
    • Popularidad en el Ámbito Creativo: Ampliamente utilizado en industrias creativas como el diseño gráfico, la música y la edición de video debido a su rendimiento y herramientas especializadas.
    • Enfoque en la Privacidad y Seguridad: Apple ha destacado su enfoque en la privacidad y la seguridad de los datos de sus usuarios.

    Sistemas operativos móviles

     iOS

    iOS es el sistema operativo móvil desarrollado por Apple para sus dispositivos iPhone, iPad y iPod Touch. Es conocido por su diseño elegante, seguridad robusta y su integración con el ecosistema de Apple.

    Historia:

    • Lanzamiento en 2007: Fue presentado por primera vez junto al iPhone original.
    • Evolución Continua: Ha experimentado múltiples actualizaciones y versiones desde su lanzamiento inicial.

    Características Clave:

    • Interfaz Gráfica Intuitiva: Diseño intuitivo, limpio y minimalista.
    • Seguridad y Privacidad: Enfoque en la protección de datos del usuario y la seguridad del sistema.
    • Optimización de Hardware: Diseñado específicamente para funcionar con hardware de Apple para un rendimiento óptimo.

    Funcionalidades y Herramientas:

    • App Store: Plataforma centralizada para la descarga de aplicaciones, juegos y herramientas.
    • Siri: Asistente virtual que responde a comandos de voz y preguntas.
    • iCloud: Servicio de almacenamiento en la nube para sincronizar datos entre dispositivos Apple.
    • Touch ID y Face ID: Tecnologías de reconocimiento biométrico para desbloquear dispositivos y autorizar compras.

    Actualizaciones y Ecosistema:

    • Actualizaciones Gratuitas: Apple ofrece actualizaciones regulares de iOS que agregan nuevas funciones y mejoras de seguridad.
    • Integración con Otros Dispositivos Apple: Permite una experiencia de usuario continua a través de la sincronización con Mac, iPad, Apple Watch, etc.

    Impacto y Legado:

    • Popularidad Mundial: Ampliamente utilizado en todo el mundo, con una gran base de usuarios.
    • Desarrollo de Aplicaciones: Atrae a desarrolladores a crear aplicaciones y juegos para la plataforma.
    • Enfoque en la Experiencia del Usuario: Diseño intuitivo y fácil de usar para usuarios de todas las edades.

    Avances Recientes:

    • Dark Mode: Introducido en versiones más recientes, ofrece una interfaz oscura para reducir la fatiga visual en entornos con poca luz.
    • Widgets Personalizables: Permite la personalización de la pantalla de inicio con widgets interactivos.
    • Enfoque en la Privacidad: Mayor control y transparencia en la gestión de datos personales.

    Android

    Android es un sistema operativo móvil desarrollado por Google que se utiliza en una amplia variedad de dispositivos, desde teléfonos inteligentes hasta tablets y dispositivos portátiles.

    Historia:

    • Desarrollado por Android Inc.: Fundado en 2003 y adquirido por Google en 2005.
    • Lanzamiento en 2008: El primer dispositivo Android fue el HTC Dream (también conocido como T-Mobile G1).

    Características Clave:

    • Código Abierto: Basado en el kernel de Linux, lo que permite a los fabricantes personalizarlo según sus necesidades.
    • Diversidad de Dispositivos: Se utiliza en una amplia gama de dispositivos de diferentes fabricantes.
    • Google Play Store: Plataforma para la descarga de aplicaciones, juegos, música y otros contenidos.

    Funcionalidades y Herramientas:

    • Interfaz Personalizable: Los usuarios pueden personalizar su pantalla de inicio, widgets y temas.
    • Asistente de Google: Similar a Siri en iOS, permite comandos de voz y respuestas a preguntas.
    • Notificaciones Interactivas: Ofrece notificaciones interactivas y agrupadas para una mejor gestión.

    Ecosistema y Servicios:

    • Integración con Servicios de Google: Se integra con Gmail, Google Drive, Google Maps, entre otros servicios de Google.
    • Actualizaciones del Sistema: Google proporciona actualizaciones regulares de seguridad y nuevas versiones de Android.

    Impacto y Legado:

    • Dominio en el Mercado Móvil: Android es el sistema operativo más utilizado en teléfonos inteligentes a nivel mundial.
    • Variedad de Aplicaciones: La amplia disponibilidad de aplicaciones en la Play Store es un atractivo para los usuarios.
    • Adaptabilidad y Personalización: Permite a los fabricantes personalizar el sistema para sus dispositivos específicos.

    Avances Recientes:

    • Modo Oscuro: Introducido en versiones más recientes para reducir el consumo de energía y la fatiga visual.
    • Gestión de Permisos: Mayor control sobre los permisos de las aplicaciones para mejorar la privacidad y la seguridad.
    • Android Auto y Wear OS: Expansión a otros dispositivos como automóviles y relojes inteligentes.

    Sistemas de almacenamiento y de Archivos

    1. Dispositivos de Almacenamiento:

    • Disco Duro (HDD): Almacena datos en discos magnéticos giratorios.
    • Unidades de Estado Sólido (SSD): No tienen partes móviles y son más rápidas que los HDD.
    • Unidades Flash USB: Pequeñas y portátiles, utilizadas para almacenamiento móvil.
    • Tarjetas de Memoria: Utilizadas en cámaras, teléfonos y otros dispositivos portátiles.
    • Almacenamiento en la Nube: Servicios como Google Drive, Dropbox, etc., para almacenar datos en servidores remotos.

    2. Sistemas de Archivos:

    • NTFS (Windows): Sistema de archivos utilizado por Windows para organizar y acceder a datos.
    • HFS+ y APFS (Mac): Sistemas de archivos utilizados por macOS para la gestión de datos.
    • EXT4 (Linux): Sistema de archivos común en sistemas Linux.
    • FAT32 y exFAT: Sistemas de archivos compatibles con múltiples plataformas.

    3. Tecnologías de Almacenamiento:

    • RAID (Redundant Array of Independent Disks): Método para combinar varios discos para mejorar la velocidad o la redundancia.
    • Almacenamiento en Red (NAS): Dispositivos dedicados para almacenar y compartir datos en una red.
    • Almacenamiento en Cinta: Aunque menos común en dispositivos de consumo, se usa en entornos empresariales para copias de seguridad masivas.

    4. Jerarquía de Almacenamiento:

    • Almacenamiento Primario: La RAM y la caché del procesador, que proporcionan acceso rápido a datos utilizados actualmente.
    • Almacenamiento Secundario: HDD, SSD y otros dispositivos utilizados para almacenar datos a largo plazo.
    • Almacenamiento Terciario: Almacenamiento en cinta o servicios en la nube utilizados para copias de seguridad y almacenamiento masivo.

    5. Gestión de Almacenamiento:

    • Formato y Particionamiento: Preparación de unidades para ser utilizadas por un sistema operativo.
    • Sistemas de Archivos y Organización: Forma en que se estructuran los datos en una unidad de almacenamiento.
    • Copias de Seguridad y Recuperación: Estrategias para respaldar datos y recuperarlos en caso de pérdida.

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