¿Qué es un sistema operativo?
Un sistema operativo es una serie de programas que se encargan de manejar los diferentes dispositivos hardware de un equipo, para permitir la interacción de las diferentes aplicaciones, que al final pueden o no tener interacción con los usuarios.
¿Para qué sirve un sistema operativo?
El sistema operativo se inicia automáticamente al encender el equipo. Las funciones de boot o arranque de la BIOS de la máquina, son las encargadas de dar inicio al sistema operativo.
El sistema operativo se encarga de administrar el acceso al disco duro, memoria RAM, memoria de video, GPU, CPU, interrupciones de la CPU, dispositivos multimedia, bluetooth, wifi, ethernet cableada y dispositivos de entrada y salida como teclado, ratón, pantalla, puertos USB, VGA, HDMI, seriales, lectores biométricos, etc.
Funciones de un sistema operativo
En seguida voy a detallar las funciones del sistema operativo con cada uno de los componentes de un sistema informático:
Memoria RAM
El sistema operativo se encarga de la asignación de memoria de las aplicaciones, tanto a nivel de memoria física (RAM), de video, como de memoria virtual (disco duro) . La memoria virtual es hacer uso del disco duro para guardar datos de aplicaciones en ejecución, por lo que es más lento en su procesamiento, comparado aplicaciones que usan 100% memoria física.
Algunos equipos pueden tener memoria RAM adicional, conocida como memoria de video, la cual se encarga de procesamiento más especializado de imágenes, por ejemplo en un proceso de rendering de animaciones 3D, o para videojuegos con alta carga de imágenes.
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Disco duro y sistema de archivos
En cuanto al disco duro, un sistema operativo se encarga de dar acceso de lectura escritura al disco duro y sus particiones. Condicionado por el sistema o tabla de archivos que éste maneje, por ejemplo el sistema NTFS o FAT32.
En palabras sencillas, el sistema de archivos es una tabla de direcciones, que le permiten a un sistema operativo encontrar la ubicación física de un archivo o partes de él. Por eso cuando borramos un archivo, no borramos los datos, sino que borramos la dirección de él en la tabla de archivos.
Procesos de CPU
El sistema operativo se encarga de lanzar los programas o aplicaciones, para que se ejecuten en una computadora.
Los procesos que corren en una computadora generalmente tienen un identificador, se les asigna memoria, espacio en disco y ciertos dispositivos de entrada y salida.
Aquí el sistema operativo debe dar acceso a la CPU a cada uno de los programas en ejecución, para que puedan ejecutar cada uno sus acciones correspondientes, generalmente esto se realiza en forma secuencial pero muy rápida. En algunos casos se puede dar prioridad a un proceso, para que se le dé mayor acceso a la CPU frente a otros procesos.
El sistema operativo puede entonces también detener o reiniciar procesos, si éstos tienen algún tipo de problema o excepción, o por petición manual del usuario.
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Pueden haber casos en los que hay programas que corren por core de la CPU, repartiendo en procesamiento múltiple una aplicación, por ejemplo para la búsqueda de algún dato en una base, puede cada core tomar un subconjunto de datos, para que cada uno dé respuesta sobre su información parcial.
Así mismo como con la memoria de video, también algunos equipos tiene una GPU, o unidad de procesamiento gráfica, encargada del manejo de procesos gráficos de gran peso, como por ejemplo con juegos con animaciones 3D.
Dispositivos de entrada salida
Con relación a los dispositivos de entrada salida (E/S), el sistema operativo debe atender las interrupciones provenientes de estos dispositivos, con el fin de recibir cualquier tipo de interacción con el usuario o con otros sistemas.
Cuando por ejemplo presionamos una letra en un teclado, se genera una interrupción en el procesador, para que atienda con prioridad la recepción de una letra.
Seguridad
El sistema operativo también debe dar cuenta de los permisos a los diferentes recursos. Por ejemplo cuando un usuario con permisos de administración, es el único que puede instalar aplicaciones, o puede guardar o modificar archivos, en contra de un usuario estándar que no se le permite instalar aplicaciones, o borrar archivos.
También a nivel de seguridad, también se debe tener en cuanta los permisos para compartir ya sean archivos, impresoras, dipositivos bluetooth, recursos de red, etc.
Un sistema operativo puede permitir uno o muchos usuarios conectados a la vez, compartiendo recursos de máquina para cada uno de ellos.
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Interfaces de red
También debe encargarse de gestionar la comunicación por WiFi o por tarjetas de red ethernet, tanto a nivel físico, como también de los protocolos que permiten dicha comunicación, como por ejemplo TCP/IP V4 o TCP/IP V6.
A nivel de red, también se encarga de los protocolos de enrutamiento, DNS y firewall, que en sí son otros programas que están corriendo sobre el kernel o núcleo principal, por lo que en cierto momento pude permitir la instalación de otros componentes, como por ejemplo servidores ftp, telnet, ssh, proxy, etc.
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