Diferentes tipos de sistemas operativos

La forma más antigua de ordenadores eran los mainframes, en los que el proceso de los sistemas operativos y los tipos de sistemas operativos son deficientes. En los mainframes, cada individuo tiene la responsabilidad individual durante un periodo de tiempo específico y necesita acercarse a la máquina con información y programa, probablemente escrito en tarjetas de papel, cintas de papel o bien cintas magnéticas. Entonces el programa compuesto se volcará en la máquina. Después de esto, la máquina funcionará hasta el momento de la finalización o colapso del programa. La salida de los programas se depurará a través de las luces del panel, los tipos de interruptores de palanca, o bien utilizando los diales del panel de control.

Pero con estas máquinas, el tiempo necesario para ejecutar los programas se agrava y aumenta el tiempo necesario para asignar el equipo al siguiente individuo. En consecuencia, debe haber una supervisión automatizada, un tiempo de funcionamiento mínimo y un tamaño menor de la máquina. Todas estas características condujeron al camino del desarrollo del sistema operativo. Así pues, conozcamos qué es exactamente un sistema operativo, su funcionalidad y diferentes tipos de sistemas operativos.

¿Qué es un sistema operativo?

El nombre de sistema operativo corresponde a que es el conjunto de múltiples programas informáticos que gestionan los recursos de hardware de un ordenador y proporcionan servicios colectivos al usuario. Los diferentes tipos de Sistemas Operativos para ordenadores se refieren a la colección de diferentes tipos de software. Cada ordenador posee un sistema operativo para ejecutar otros programas presentes en él.

En estos días el sistema operativo porque se observa en múltiples dispositivos que van desde los ordenadores personales hasta los teléfonos móviles, en particular los smartphones. Por ejemplo, casi todos los teléfonos inteligentes hacen uso del nuevo sistema operativo android.

Cualquier sistema operativo realiza algunas de las tareas básicas, como reconocer los datos de entrada de un teclado, enviar la salida a la pantalla, mantener los archivos y directorios del disco y controlar los dispositivos periféricos, como las impresoras. Un sistema operativo puede realizar una sola tarea u operación, así como múltiples tareas u operaciones en cualquier momento.

La arquitectura de los tipos de sistemas operativos

Los sistemas operativos controlan los recursos de hardware de un ordenador. El núcleo y el shell son las partes del sistema operativo que realizan las operaciones esenciales.

Cuando un usuario da órdenes para realizar cualquier operación, la petición va a la parte del shell, que también se conoce como intérprete. A continuación, la parte del shell traduce el programa humano a código máquina y luego transfiere la petición a la parte del núcleo.

Cuando el núcleo recibe la petición del shell, la procesa y muestra el resultado en la pantalla. El núcleo también se conoce como el corazón del sistema operativo, ya que todas las operaciones son realizadas por él.

Shell

El shell es una parte del software que se sitúa entre el usuario y el núcleo, y proporciona servicios del núcleo. Así, el shell actúa como intérprete para convertir los comandos del usuario en código máquina. Los shells presentes en los distintos tipos de sistemas operativos son de dos tipos: shells de línea de comandos y shells gráficos.

Los shells de línea de comandos proporcionan una interfaz de línea de comandos, mientras que los shells de línea gráfica proporcionan una interfaz gráfica de usuario. Aunque ambos shells realizan operaciones, los shells de interfaz gráfica de usuario tienen un rendimiento más lento que los shells de interfaz de línea de comandos.

Tipos de shells

• Cascarón Korn
• Shell Bourne
• Caparazón C
• Shell POSIX

Kernel

El núcleo es una parte del software. Es como un puente entre el shell y el hardware. Se encarga de ejecutar los programas y de proporcionar un acceso seguro al hardware de la máquina. El núcleo se utiliza para la programación, es decir, mantiene una tabla de tiempos para todos los procesos. Y los tipos de núcleos se enumeran de la siguiente manera:

• Núcleo monolítico
• Micronúcleos
• Exokernels
• Núcleos híbridos

Funciones del sistema operativo del ordenador

Un sistema operativo realiza las siguientes funciones:

• Gestión de la memoria
• Gestión de tareas o procesos
• Gestión del almacenamiento
• Gestión de dispositivos o de entrada/salida
• Núcleo o programación

Gestión de la memoria

La gestión de la memoria es el proceso de gestión de la memoria del ordenador. Las memorias de los ordenadores son de dos tipos: memoria primaria y secundaria. La parte de la memoria para los programas y el software se asigna después de liberar el espacio de la memoria.

La gestión de la memoria es importante para el sistema operativo que participa en la multitarea, en la que el SO requiere cambiar el espacio de memoria de un proceso a otro. Cada programa requiere un espacio de memoria para su ejecución, que es proporcionado por la unidad de gestión de la memoria. Una CPU consta de dos tipos de módulos de memoria: memoria virtual y memoria física. La memoria virtual es la memoria RAM, y la memoria física es una memoria de disco duro. Un sistema operativo gestiona los espacios de direcciones de la memoria virtual, y la asignación de la memoria real va seguida de la dirección de la memoria virtual.

Antes de ejecutar las instrucciones, la CPU envía la dirección virtual a la unidad de gestión de la memoria. Posteriormente, la MMU envía la dirección física a la memoria real, y entonces la memoria real asigna espacio para los programas o datos.

Gestión de tareas o procesos

La gestión de procesos es una instancia de un programa que se está ejecutando. El proceso consta de una serie de elementos, como un identificador, un contador de programa, un puntero de memoria y datos de contexto, etc. El proceso es en realidad una ejecución de esas instrucciones.

Hay dos tipos de métodos de proceso: el de proceso único y el de multitarea. El método de proceso único se ocupa de una sola aplicación que se ejecuta a la vez. El método multitarea permite la ejecución de varios procesos a la vez.

Gestión del almacenamiento

La gestión del almacenamiento es una función del sistema operativo que se encarga de la asignación de memoria de los datos. El sistema consta de diferentes tipos de dispositivos de memoria, como la memoria de almacenamiento primario (RAM), la memoria de almacenamiento secundario (disco duro) y la memoria de almacenamiento en caché.

Las instrucciones y los datos se colocan en la memoria de almacenamiento primario o memoria caché, a la que hace referencia el programa en ejecución. Sin embargo, los datos se pierden cuando se corta la alimentación. La memoria secundaria es un dispositivo de almacenamiento permanente. El sistema operativo asigna un lugar de almacenamiento cuando se crean nuevos archivos y se programa la solicitud de acceso a la memoria.

Gestión de dispositivos o entradas/salidas

En la arquitectura de los ordenadores, la combinación de la CPU y la memoria principal es el cerebro del ordenador, y está gestionado por los recursos de entrada y salida. Los humanos interactúan con las máquinas proporcionando información a través de los dispositivos de entrada/salida.

La pantalla, el teclado, la impresora y el ratón son dispositivos de E/S. La gestión de todos estos dispositivos afecta al rendimiento de un sistema; por tanto, la gestión de la entrada y salida del sistema es una responsabilidad primordial del sistema operativo

Programación

La programación de un sistema operativo es un proceso de control y priorización de los mensajes enviados a un procesador. El sistema operativo mantiene una cantidad de trabajo constante para el procesador y así equilibra la carga de trabajo. Como resultado, cada proceso se completa dentro de un plazo estipulado.

Por ello, la programación es muy importante en los sistemas de tiempo real. Los programadores son principalmente de tres tipos:

• Programador a largo plazo
• Programador a corto plazo
• Programación a medio plazo

Tipos de sistemas operativos

De forma general, los sistemas operativos de los ordenadores se clasifican esencialmente en dos tipos:

1. Sistema operativo normal
2. Sistema operativo en tiempo real

Sistema operativo normal

El sistema operativo normal se clasifica a su vez en dos tipos:

• • Sistema operativo de interfaz de usuario de caracteres
  • Sistema Operativo de Interfaz Gráfica de Usuario

Sistema operativo de interfaz de usuario de caracteres (CUI)

El sistema operativo CUI es un sistema operativo basado en texto, que se utiliza para interactuar con el software o los archivos escribiendo comandos para realizar tareas específicas. El sistema operativo de línea de comandos utiliza sólo el teclado para introducir comandos. Los sistemas operativos de línea de comandos incluyen el DOS y el UNIX. El sistema operativo de línea de comandos avanzado es más rápido que el sistema operativo GUI avanzado.

Sistema operativo de interfaz gráfica de usuario (GUI)

El sistema operativo de interfaz de modo gráfico es un sistema operativo basado en el ratón (sistema operativo Windows, LINUX), en el que un usuario realiza las tareas u operaciones sin escribir los comandos desde el teclado. Los archivos o iconos pueden abrirse o cerrarse haciendo clic con el botón del ratón.

Además de esto, el ratón y el teclado se utilizan para controlar los sistemas operativos GUI con varios fines. La mayoría de los proyectos basados en empotrados se desarrollan en este sistema operativo. El sistema operativo de interfaz gráfica avanzada es más lento que el sistema operativo de línea de comandos.

Sistema operativo en tiempo real

Los sistemas operativos en tiempo real también se conocen como sistemas operativos multitarea. El sistema operativo normal se encarga de gestionar los recursos de hardware de un ordenador. El RTOS realiza estas tareas, pero está especialmente diseñado para ejecutar aplicaciones en un momento programado o preciso con una alta fiabilidad.

Un sistema operativo en tiempo real está diseñado para aplicaciones en tiempo real, como sistemas embebidos, robots industriales, equipos de investigación científica y otros. Hay diferentes tipos de sistemas operativos en tiempo real, como los sistemas operativos en tiempo real suave y los sistemas operativos en tiempo real duro.

Ejemplos de RTOS

• Linux
• VxWorks
• TRON
• Windows CE

Sistema de tiempo real duro

El sistema de tiempo real duro es un sistema puramente constante en el tiempo. Para un sistema operativo de tiempo real duro, terminar las tareas dentro de un plazo es muy importante para un rendimiento eficiente del sistema.

Por ejemplo, para una entrada dada, si un usuario espera la salida después de 10 segundos, el sistema debe procesar los datos de entrada y dar la salida exactamente después de 10 segundos. En este caso, el plazo es de 10 segundos y, por tanto, el sistema no debe dar la salida después del 11º o 9º segundo.

Por lo tanto, los sistemas de tiempo real duro se utilizan en el ejército y la defensa.

Suave Sistema en tiempo real

En un sistema de tiempo real suave, el cumplimiento del plazo no es obligatorio para todas las tareas. Por tanto, un sistema de tiempo real suave puede incumplir el plazo en uno o dos segundos. Sin embargo, si el sistema incumple los plazos cada vez, esto degradará el rendimiento del sistema. Los ordenadores y los sistemas de audio y vídeo son ejemplos de sistemas de tiempo real suave. Hoy en día, los androides se utilizan mucho para aplicaciones como los abridores automáticos de puertas.

Además, hay muchos otros diferentes tipos de sistemas operativos en el ordenador junto con sus ventajas e inconvenientes. Algunos de los tipos pueden explicarse como sigue:

Sistema operativo por lotes

Los individuos que operan en el sistema operativo por lotes no tienen comunicación directa con el ordenador. Cada individuo configura su tarea en cualquier equipo fuera de línea, como tarjetas perforadas, y luego carga la información preparada en el ordenador. Para mejorar la velocidad de procesamiento, las tareas que tienen un tipo de operación similar se agrupan y se operan como un solo grupo.

Estas máquinas realizan las operaciones mediante operadores y éstos se encargan de clasificar en lotes los programas que tienen la misma funcionalidad. Este es uno de los sistemas operativos más implementados.

Ventajas

• Se puede manejar fácilmente una gran cantidad de trabajo de forma repetida
• Los distintos usuarios pueden dividir fácilmente sus sistemas de lotes
• El tiempo de inactividad en estos sistemas por lotes es mínimo
• El tiempo que tarda en completarse una tarea puede ser fácilmente conocido por el procesador cuando se cargan en la máquina en un formato de cola

Desventajas

• Los sistemas operativos por lotes son algo caros
• El proceso de depuración es complicado
• Sólo las personas con experiencia deben manejar este sistema

Tipos de sistemas operativos distribuidos

Un sistema operativo distribuido es la mejora moderna en el ámbito informático. Este tipo de sistema se utiliza ampliamente en todo el mundo a un ritmo extremo. Diferentes ordenadores independientes interconectados tendrán comunicación entre ellos a través de este sistema operativo distribuido. Cada sistema autónomo tiene sus propias unidades de procesamiento y memoria. Estos sistemas también se denominan sistemas débilmente acoplados y tienen varios tamaños y operaciones.

La ventaja crucial en este tipo de sistema operativo es que los individuos pueden tener la accesibilidad para el software o los documentos que no están en el sistema operativo actual, sino que existen en otros sistemas que tienen conexión dentro del sistema actual. Esto significa que existe una accesibilidad remota interna a los dispositivos que están conectados en el sistema.

Dependiendo de la disposición de los distintos nodos, existen varios tipos de sistemas operativos distribuidos y estos son

De igual a igual - Este sistema se incluye con nodos que tienen participantes idénticos en el intercambio de datos. Toda la funcionalidad se comparte entre todos los nodos. Los nodos que tienen comunicación con otros se denominan recursos compartidos. Esto puede conseguirse a través de una red.

Cliente/Servidor - En los sistemas cliente/servidor, la petición que envía el cliente es proporcionada por el sistema servidor. Un sistema servidor tiene la capacidad de dar servicio a varios clientes a la vez sólo cuando el cliente tiene contacto con un solo servidor. Los dispositivos cliente y servidor tendrán su comunicación a través de una red, por lo que entran en la clasificación de sistemas distribuidos.

Ventajas

• El intercambio de datos se puede hacer de una manera ágil en la que todos los nodos tienen una conexión entre sí
• El proceso de añadir nodos adicionales es muy sencillo y la configuración es fácilmente escalable según las necesidades
• El fallo de un nodo no hace caer a los demás nodos. Todos los demás nodos pueden establecer comunicación con los demás nodos

Desventajas

• Proporcionar una mayor seguridad para todas las conexiones y nodos es algo complicado
• En el momento de la transmisión de los nodos, algunos de los datos pueden perderse
• En comparación con el sistema de usuarios individuales, aquí la gestión de la base de datos es bastante compleja
• Durante la transmisión de datos de todos los nodos, puede producirse una sobrecarga de datos

Sistema operativo de tiempo compartido

Es el procedimiento que permite la conexión de diferentes personas situadas en distintos lugares para compartir un sistema específico en un mismo momento. Este tipo de sistema operativo se significa como la expansión lógica de la multiprogramación. El nombre de tiempo compartido corresponde a que el tiempo de los procesadores se comparte entre varias personas al mismo tiempo. La principal variación que hay entre los sistemas operativos por lotes y los de tiempo compartido es la utilización del procesador y el tiempo de respuesta.

En el sistema por lotes, la directiva principal es mejorar la utilización del procesador, mientras que en los sistemas operativos de tiempo compartido, la directiva es disminuir el tiempo de respuesta.

La CPU realiza varias tareas mediante el cambio a través del, mientras que estos cambios se producen de forma regular. Gracias a ello, cada usuario puede obtener una respuesta rápida.

Por ejemplo, en el método de una transacción, el procesador opera cada programa individual en un periodo de tiempo muy corto. Así, cuando hay "n" individuos, cada persona puede obtener su periodo de tiempo. Cuando se envíe el comando, habrá una respuesta rápida. Este sistema operativo funciona con la multiprogramación y la programación del procesador para asignar a cada individuo su correspondiente periodo de tiempo. Los sistemas operativos que se desarrollan inicialmente por lotes se han convertido en sistemas de tiempo compartido.

Algunas de las ventajas y desventajas de los sistemas operativos de tiempo compartido son

Ventajas

• Respuesta rápida
• Elimina la duplicación del software
• Mínimo tiempo de inactividad del procesador

Desventajas

• La fiabilidad es la principal preocupación
• Tanto los datos como los programas deben contar con una mayor seguridad
• La comunicación de datos es el problema

Tipos de sistemas operativos multiusuario

Es un método del sistema operativo que permite que diferentes usuarios se conecten y funcionen en un único sistema operativo. Las personas interactúan con él utilizando ordenadores o terminales que proporcionan accesibilidad a través de una red o dispositivos como impresoras. Este tipo de sistema operativo necesita tener una comunicación mejorada con todos los usuarios de forma equilibrada. Esto se debe a que cuando surge una complicación de una persona, no debe repercutir en los demás usuarios que están en la secuencia.

Características

• Invisibilidad - Se produce en el extremo inferior como el formateo del disco y otros
• Procesamiento de datos en el extremo posterior - Cuando no hay posibilidad de procesar los datos desde el extremo anterior, esto permite el procesamiento de datos en el extremo posterior
• Compartir recursos - Se pueden compartir varios dispositivos como discos duros, controladores o impresoras, y también archivos o documentos
• Multiprocesamiento

Existen principalmente tres tipos de sistemas operativos multiusuario y se explican como sigue:

Sistema operativo distribuido

Es el conjunto de varios dispositivos que están situados en varios sistemas informáticos que se comunican, funcionan y se coordinan con el sistema único consistente al individuo. Y a través de un sistema de red, los usuarios pueden establecer comunicación. Aquí, los recursos se comparten en el enfoque de que las diferentes solicitudes pueden ser gestionadas y cada solicitud esperada puede ser asegurada al final. Las aplicaciones móviles y la banca digital son ejemplos que funcionan a través de un sistema operativo distribuido.

Sistema de tiempo dividido

Aquí, a cada usuario individual se le asigna un breve lapso de tiempo de procesador, lo que significa que para cada funcionalidad se le asigna un periodo de tiempo. Estos segmentos de tiempo parecen ser mínimos. La tarea que debe ser operada la determina el dispositivo interno denominado programador. Éste determina y opera la funcionalidad en función de las prioridades asignadas.

Entre los individuos conectados, el sistema operativo procesa las peticiones de los usuarios. Se trata de una funcionalidad exclusiva del sistema operativo en el tiempo, que no está disponible en ningún otro. Por ejemplo, los mainframes.

Sistema multiprocesador

Aquí, al mismo tiempo, el sistema utiliza varios procesadores. Como todos los procesadores trabajan en consecuencia, el tiempo que se tarda en completar la tarea es más rápido que el de un sistema operativo de tipo monoprocesador. El escenario más general de este tipo es el sistema operativo Windows, que puede procesar múltiples tareas a la vez, como reproducir música, trabajar con Excel, documentos de Word, navegar y muchas otras. Se puede realizar un mayor número de aplicaciones sin perturbar la eficacia de otras.

Ventajas

Las ventajas de un sistema operativo multiusuario son

• Fácil distribución de recursos
• Copia de seguridad de datos extrema
• Utilizado en bibliotecas
• Elimina cualquier tipo de interrupción
• Mayor velocidad y eficacia
• Implementado en aplicaciones en tiempo real

Desventajas

Las desventajas de un sistema operativo multiusuario son

• Al funcionar varios ordenadores en un mismo sistema, podría permitir que los virus lleguen al sistema fácilmente
• La privacidad y la confidencialidad se convierten en un problema
• La creación de varias cuentas en un mismo sistema puede ser a veces arriesgada y complicada

Aparte de estos, existen muchos otros tipos de sistemas operativos diferentes y son:

• Sistema operativo de red
• Sistema operativo multitarea
• Sistema operativo en clúster
• Sistema operativo en tiempo real
• Sistema operativo Linux
• Mac OS

Así pues, esto es todo sobre el concepto detallado de los diferentes tipos de sistemas operativos. Hemos repasado los conceptos de Sistema Operativo Funcionamiento, arquitectura, tipos, ventajas y desventajas. Por lo tanto, aquí hay una pregunta muy sencilla para todos los lectores entusiastas: ¿Cuáles son los ventajas del sistema operativo Linux frente a Windows?