¡Sistemas operativos!

Definición a los sistemas operativos

El objetivo de este blog es resaltar lo importante que fueron y serán los sistemas operativos, ya que proporcionan capacidades de procesamiento, almacenamiento de grandes masas de información, controla y maneja los recursos de un computador, todo esto de una manera flexible.

La importancia de los sistemas operativos es un instrumento o herramienta que ayuda a establecer una relación con el usuario y la máquina, esta facilita el desarrollo de las aplicaciones y el aprovechamiento de los sistemas, llegando a influir incluso en la forma de vida, como aspectos socioculturales. Las funciones que cumplen estos sistemas son el suministrar una interfaz al usuario, la administración de recursos, la administración de archivos, la administración de tareas y el servicio de soporte y utilidades, esto dependiendo del tipo de sistema que utilices.

Comprender lo sumamente importante que significa contar con un sistema operativo dentro del marco tecnológico, ya que son herramientas muy importantes e influyen en muchos aspectos tales como la toma de decisiones, estos sistemas dan vida a las maquinas permitiéndoles desempeñar todas las instrucciones posibles.

 

Evolución de los sistemas Operativos 

La historia reciente del computo es un tema de gran riqueza e interes que debe revisarse por sus propios metodos.Hay algunos aspectos que conviene repasar en particular para mejorar la comprensión de los motivos que guían el desarrollo de los sistemas operativos y que nos han conducido a muchas de las caracteristicas que tienen actualmente, asi como a la creación y desaparicion de otras.

Debido al rápido avance de la tecnología y al costo que implica modificar una apli­ cación que funciona, es común, como en muchos otros fenómenos históricos, que téc­ nicas o productos de diversas etapas de desarrollo convivan, incluso durante largos periodos; por esta razón, en vez de seguir una cronología comentaremos las caracterís­ ticas y presiones que afectan una serie de etapas de desarrollo de los sistemas opera­ tivos, e incluso las más primitivas de estas pueden tener variantes relevantes para diversas aplicaciones aun en la época futura en que se lea este libro, y han de convivir con soluciones que aún estén en proceso de ser desarrolladas.

Etapa 0. Computadoras de propósito particular

Las primeras computadoras electromecánicas se realizaron con ciertos propósitos es­ pecíficos. En el caso de Mark II, este propósito fue el cálculo de tablas de tiro para la Marina al final de la Segunda Guerra Mundial. Como la aplicación era específica, las capacidades del equipo, la forma en que operaban, e incluso los lenguajes, se diseñaron con las capacidades necesarias sin emplear recursos o esfuerzos significativos adiciona­ les. Aunado a esto, los investigadores que desarrollaron el equipo dieron continuidad al diseño de las aplicaciones y soporte a la operación. 

En esta situación, y para todos los dispositivos de cómputo anteriores, no existían recursos disponibles ni una necesidad significativa para generar los elementos de un sistema operativo. Las aplicaciones aprovechan los recursos y características que cau­ saron su inclusión en el equipo sin que quedara un margen significativo, y los concep­ tos de reutilización de código estaban comenzando con el diseño de las rutinas y bibliotecas en los lenguajes de programación.

Etapa 1. Computadoras comerciales monoproceso

 

Con el exito de las nuevas de los nuevos modelos de computadoras, el uso de dispositivos electronicos, como los tubos de vacio  se volvieron mas rentables.

En materia de lenguajes de programación como el ensamblador, los compiladores y las subrutinas, resultó rentable el desarrollo de computadoras comerciales como la UNIVAC o los sistemas 360 de IBM. Estas computadoras se comercializaban junto con los servicios necesarios para el desarrollo de las aplicaciones y los programas, bibliote­ cas para control de dispositivos de entrada y salida y también programas orientados a cargar los programas y los datos, usualmente de medios como las cintas y tarjetas per­ foradas, y después cintas magnéticas, para presentar los resultados también en cintas y tarjetas perforadas, hasta llegar a teletipos y discos magnéticos.

 

Las grandes inversiones en infraestructura para adquirir estos equipos, así como la necesidad de las empresas de generar un flujo de utilidades, trasladó parte de la aten­ ción al desarrollo de equipos de entrada y salida progresivamente mejores con énfasis en las capacidades para almacenar la información a procesar mediante diversos tipos de memoria, como la de tambor, núcleos de ferrita, discos duros y, finalmente, la me­ moria basada en semiconductores. 

También se han desarrollado dispositivos dedica­ dos a almacenar la información a largo plazo con capacidad para procesarla y extraer los resultados, como las cintas magnéticas o los teletipos para la salida de informa­ ción y, finalmente, las impresoras. Estos dispositivos pueden reemplazarse con mayor frecuencia y aprovechar las características favorables de nuevos modelos con mucho menor impacto económico y que además implican menos modificaciones a los siste­ mas de información, lo que los hace fuentes sostenibles de ingresos en los periodos de vida útil de las computadoras. 

Es de gran importancia comercial dar soporte a los nuevos dispositivos, por lo que el software dirigido a las aplicaciones orientadas a modelos anteriores es prioritario; por ello, se distribuye con el equipo y se hace llegar a todos los propietarios de servido­ res del mismo proveedor a fin de facilitar la comercialización de los dispositivos. Sin embargo, esto muy pronto acumula gran cantidad de rutinas, lo que aunado a las bi­ bliotecas orientadas a apoyar el desarrollo de aplicaciones hace que diversos errores comiencen a afectar los sistemas.

A diferencia de las primeras computadoras, el equipo que las diseña y construye no está relacionado de manera directa con el desarrollo de aplicaciones; además, el tipo de aplicaciones que se desarrollan son más variadas y cercanas a las necesidades produc­ tivas de las empresas que las adquieren.

 Etapa 2. Multiproceso 

Conforme crecen las capacidades de las computadoras, las aplicaciones que en mode­ los anteriores hubieran ocupado la totalidad de recursos como la memoria, pasan a ocupar solo una fracción de ellos. Además, nuevas técnicas de construcción de compu­ tadoras a base de circuitos grabados sobre placas de baquelita y el uso de semiconduc­ tores con mayores escalas de integración llevan a capacidades de procesamiento cada vez mayores, cumpliendo incluso con la ley de Moore, la cual describe que dicha capa­ cidad prácticamente se podía duplicar por la mitad del costo cada 18 meses gracias a las técnicas empleadas en la fabricación de nuevos procesadores. Esta tendencia se man­ tuvo entre 1965 y 2008.

Para evitar que la CPU se ocupe en la espera de las operaciones de entrada y salida, se implementan esquemas de interrupciones que permiten al pro­ cesador continuar la atención de los procesos durante la operación de entrada y salida y que pueda ser notificado cuando estas operaciones terminen para suspender durante un mínimo de tiempo la atención de los procesos. Así, una vez atendida la operación de entrada o de salida se retoman las tareas que requirieron las operaciones en dispo­ sitivos de entrada y salida en primer lugar. Sin embargo, para continuar con el procesamiento se requieren más tareas, ade­ más de aquellas que solicitaron la operación, y a menudo deben suspender su labor en espera de que la operación solicitada termine. Gracias a la reducción del costo y a la disminución de potencia, requerimientos térmicos y espacio que cada procesador tiene, también se comienzan a desarrollar equipos que emplean múltiples procesadores en lo que se conoce como multiprocesa­ miento. Estas computadoras pueden distribuir la capacidad de procesamiento en una serie de particiones, donde cada una tiene una porción de memoria dedicada a un proceso y que es atendida de manera exclusiva por un procesador, pero resulta desea­ ble buscar esquemas más flexibles que permitan una forma de multitarea sin importar el número de procesadores. 

Etapa 3. Cómputo personal

 

Una segunda consecuencia de la disponibilidad de procesadores fabricados en masa y de bajo costo es la posibilidad de construir computadoras basadas en estos procesa­ dores a un bajo costo y con capacidades rudimentarias, pero con una potencia conside­ rable. Así surgió una multitud de proyectos aficionados y pequeños fabricantes de arquitecturas peculiares de computadoras de bajo costo orientadas al usuario indi­ vidual. Originalmente, estos equipos tenían sistemas operativos destinados a propor­ cionar un lenguaje de programación, además de dispositivos y aplicaciones orientados a fines específicos. De esta manera, Basic surgió en esta etapa como un lenguaje que fuera sencillo de aprender.

 

El incremento en el número de computadoras en uso hace énfasis en la necesi­ dad de intercambiar información entre ellas, lo que ayuda a popularizar redes de bajo costo y medios de transferencia compartidos como Ethernet mediante cable coaxial y después con cableado sin blindar (UTP5).De manera eventual, las computadoras que integraron mejor el uso de redes de área local a sus sistemas operativos y a sus arqui­ tecturas de hardware tuvieron una ventaja competitiva importante. Las terminales en sistemas mainframe , al no ser producidas en masa, mantuvieron costos relativamente elevados ante la creciente presión de las computadoras persona­ les. Una vez que las redes de área local se esparcieron en casi todas las instituciones, la simulación de la terminal mediante programas que se ejecutan en una computadora personal, conectada mediante la red al mainframe , resulta más económica y además da al usuario final una computadora personal para obtener beneficios adicionales. De manera eventual, los sistemas de mainframe reemplazan el modelo de terminal por completo en favor del cliente servidor o de algún otro modelo de comunicación distri­ buida, las cuales revisaremos en el capítulo 7 de Sistemas distribuidos . Estas tendencias hacen énfasis en la atención de las operaciones de red y no en el control a bajo nivel de los dispositivos de entrada y salida para los servidores, por lo que la implementación de los protocolos de red también es una preocupación importante de los sistemas ope­ rativos para servidores.

Etapa 4. Masificación de la Internet

 La popularidad de las redes de área local para intercomunicar las computadoras perso­ nales y los servidores ayudó a las instituciones y a los individuos a aprovechar de mejor manera la capacidad de sus equipos, y comenzó así el desarrollo de los sistemas distri­ buidos. El paso siguiente era conseguir información de sistemas localizados en ubicacio­ nes remotas. 

Esto se lograba originalmente reutilizando tecnología telefónica median­ te acopladores acústicos que pudieran transferir la información en una llamada, es decir, los módems telefónicos, con enlaces satelitales y con sistemas de radiotransmi­ sión o de microondas capaces de establecer enlaces punto a punto. Iniciativas como la de ARPANET, del ejército de Estados Unidos de América, ponen a punto los equipos y programas necesarios para dirigir los paquetes de las redes Ethernet a lo largo de múl­ tiples nodos para llevarlos al destino adecuado en otra red de área local. Servicios como la resolución de nombres (DNS), el ruteo de paquetes de red, el correo electrónico y la transferencia de documentos de hipertexto por el protocolo HTTP que da origen a la World Wide Web se basan en este tipo de redes para satisfacer las necesidades de comunicación de las instituciones que ayudan a desarrollar la tecnología, pero poste­ riormente se popularizan para el uso empresarial y personal.

La respuesta de las compañías de telecomunicaciones para proporcionar servicios de acceso a Internet a los usuarios domésticos y de pequeñas empresas, primero me­ diante líneas telefónicas y hoy día mediante fibra óptica y redes de telefonía celular, ha sido muy positiva, pues se ha logrado distribuir los sistemas entre un número conside­ rable de usuarios con capacidad adquisitiva suficiente para soportar una economía donde productos y servicios se pueden comercializar de forma global. 

Etapa 5. Cómputo ubicuo

Este tipo de sistemas y aplicaciones requieren que los sistemas operativos se adapten a un conjunto de requerimientos con diferencias importantes. Ubicuo es un término de rivado del latín que significa en todas partes , y se aplica a los sistemas que cuentan con nodos en operación fuera del acceso sostenido a las instalaciones o servicios, como el acceso a la red, a la potencia eléctrica y a instalaciones convencionales. Fue empleado originalmente en aplicaciones como el monitoreo oceánico para prevención de tsuna­ mis del Deep-ocean Assessment and Reporting of Tsunamis, en el uso de algoritmos de redes autoconfigurables para establecer redes de telefonía celular de emergencia sin usar los proveedores convencionales, como el proyecto Serval, y otras propuestas de telefonía para respuesta a desastres. Estas nacientes propuestas deben lidiar con las necesidades de un gran número de dispositivos y modelos de mercados poco claros, sin importar el rumbo que tome su desarrollo y su popularidad, pues están ayudando a desarrollar tecnologías necesarias para proseguir la tendencia a incrementar el número de dispositivos de cómputo em­ pleados por usuarios que requieren mantenerse en comunicación de manera económi­ca y segura.

 REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 

Sol Llaven D. Sistemas operativos: panorama para la ingeniería en computación e informática. Distrito Federal: Grupo Editorial Patria; 2015.