SISTEMA OPERATIVO

1. ¿QUE ES UN SISTEMA OPERATIVO?

Un Sistema Operativo es un programa que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware de un computador y su propósito es proporcionar un entorno en el cual el usuario pueda ejecutar programas. El objetivo principal de un Sistema Operativo es, entonces, lograr que el Sistema de computación se use de manera cómoda, y el objetivo secundario es que el hardware del computador se emplee de manera eficiente.

Un sistema operativo se puede encontrar normalmente en la mayoría de los aparatos electrónicos que utilicen microprocesadores para funcionar, ya que gracias a estos podemos entender la máquina y que ésta cumpla con sus funciones (teléfonos móviles, reproductores de DVD, autoradios... y computadoras).

Los primeros sistemas (1945 - 1950) eran grandes máquinas operadas desde la consola maestra por los programadores. Durante la década siguiente (1950 - 1960) se llevaron a cabo avances en el hardware: lectoras de tarjetas, impresoras, cintas magnéticas, etc. Esto a su vez provocó un avance en el software: compiladores, ensambladores, cargadores, manejadores de dispositivos, etc.

En general, se puede decir que un Sistema Operativo tiene las siguientes características:

Conveniencia. Un Sistema Operativo hace más conveniente el uso de una computadora.

Eficiencia. Un Sistema Operativo permite que los recursos de la computadora se usen de la manera más eficiente posible.

Habilidad para evolucionar. Un Sistema Operativo deberá construirse de manera que permita el desarrollo, prueba o introducción efectiva de nuevas funciones del sistema sin interferir con el servicio.

Encargado de administrar el hardware. El Sistema Operativo se encarga de manejar de una mejor manera los recursos de la computadora en cuanto a hardware se refiere, esto es, asignar a cada proceso una parte del procesador para poder compartir los recursos.

Relacionar dispositivos (gestionar a través del kernel). El Sistema Operativo se debe encargar de comunicar a los dispositivos periféricos, cuando el usuario así lo requiera.
Organizar datos para acceso rápido y seguro.

Manejar las comunicaciones en red. El Sistema Operativo permite al usuario manejar con alta facilidad todo lo referente a la instalación y uso de las redes de computadoras.

Procesamiento por bytes de flujo a través del bus de datos.

Facilitar las entradas y salidas. Un Sistema Operativo debe hacerle fácil al usuario el acceso y manejo de los dispositivos de Entrada/Salida de la computadora.

Técnicas de recuperación de errores.

Evita que otros usuarios interfieran. El Sistema Operativo evita que los usuarios se bloqueen entre ellos, informándoles si esa aplicación esta siendo ocupada por otro usuario.

2. ¿CUALES SISTEMAS OPERATIVOS EXISTEN?

Existen los siguientes sistemas operativos

Sistemas operativos con núcleo Linux:

OpenSuSE: http://www.opensuse.org
Ubuntu (ubuntu con gnome por defecto): http://www.ubuntu-es.org
Kubuntu (ubuntu con kde por defecto): http://www.kubuntu-es.org
Xubuntu (ubuntu con xfce por defecto): http://www.xubuntu.org
Fedora: http://www.fedora-es.com
Mandriva: http://www.mandriva.com
Debian: http://www.debian.org
Gentoo: http://www.gentoo-es.org
Linex: http://www.linex.org
Guadalinex: http://www.guadalinex.org
gNewSense: http://www.gnewsense.org
PcLinuxOS: http://www.pclinuxos.com
RedHat: http://www.redhat.es
Knoppix: http://www.knoppix.org
Slackware: http://www.slackware.com

Sistemas operativos con núcleo BSD:

FreeBSD: http://www.freebsd.org
OpenBSD: http://www.openbsd.org
PcBSD: http://pcbsd.es
NetBSD: http://www.netbsd.org

Sistemas operativos con núcleo propio:

EcomStation: http://ecomstation.org
MacOSX: http://www.apple.com
Solaris: http://www.sun.com/sotware/solaris/
Windows: http://www.microsoft.com

3. ¿QUE ES UN SISTEMA DE FICHEROS O SISTEMA DE ARCHIVOS?

Sistema de archivos

Los sistemas de archivos estructuran la información guardada en una unidad de almacenamiento (normalmente un disco duro) de una computadora, que luego será representada ya sea textual o gráficamente utilizando un gestor de archivos. La mayoría de los sistemas operativos poseen su propio sistema de archivos.

Lo habitual es utilizar dispositivos de almacenamiento de datos que permiten el acceso a los datos como una cadena de bloques de un mismo tamaño, a veces llamados sectores, usualmente de 512 bytes de longitud. El software del sistema de archivos es responsable de la organización de estos sectores en archivos y directorios y mantiene un registro de qué sectores pertenecen a qué archivos y cuáles no han sido utilizados. En la práctica, un sistema de archivos también puede ser utilizado para acceder a datos generados dinámicamente, como los recibidos a través de una conexión de red (sin la intervención de un dispositivo de almacenamiento).

Los sistemas de archivos tradicionales proveen métodos para crear, mover, renombrar y eliminar tanto archivos como directorios, pero carecen de métodos para crear, por ejemplo, enlaces adicionales a un directorio o archivo (enlace duro en Unix) o renombrar enlaces padres (".." en Unix).

El acceso seguro a sistemas de archivos básicos puede estar basado en los esquemas de lista de control de acceso o capacidades. Las listas de control de acceso hace décadas que demostraron ser inseguras, por lo que los sistemas operativos experimentales utilizan el acceso por capacidades. Los sistemas operativos comerciales aún funcionan con listas de control de acceso.

4. ¿CUAL ES EL SISTEMA DE ARCHIVOS DE WINDOWS Y LINUX (CARACTERISTICAS)?

WINDOWS

• La compatibilidad: con los sistemas de archivos existentes es uno de los aspectos significativos en la actualización de los sistemas operativos. W2000 admite diferentes sistemas de archivos, para lo cual utiliza esencialmente un superconjunto del soporte implementado en Windows NT4.0. W2000 continúa soportando los sistemas FAT12, FAT16 y CDFS (Sistema de archivos de CD-ROM), que no es más que el sistema de archivos compatible con la norma ISO-9660 utilizado por NT para leer discos CD-ROM.

• Cuotas de disco. Durante algún tiempo, la especificación NTFS contuvo estructuras de metadatos diseñadas para soportar cuotas para usuarios de disco, pero hasta la llegada de W2000 y de su sistema NTFS5 no se disponía de una versión que utilizara estas estructuras de cuotas. La administración de las cuotas de disco en la que se fundamenta W2000 se basa en el típico planteamiento de cuota por usuario y por volumen (es decir, que pueden asignarse diferentes cuotas para varios usuarios en cada uno de los volúmenes). NTFS se vuelve más eficiente y flexible a la hora de utilizar aplicaciones del tipo SAN (Red de área de almacenamiento) o productos para la implementación de clusters.

Las cuotas de disco permiten al administrador de redes controlar el espacio del disco consumido por el usuario en volúmenes de almacenamiento tanto locales como remotos. Bajo W2000, el usuario ve la cuota de disco disponible como el espacio libre restante en ese volumen, en lugar de contemplarlo como la capacidad del disco. Por lo tanto, al usuario nunca se le muestra la capacidad real del volumen y éste nunca se cuestionará por qué su cuota es tan pequeña siendo tan grande el espacio libre en el disco del servidor. A su vez, las aplicaciones que se ejecutan en el sistema del usuario no detectan la información relativa al espacio libre real y, consecuentemente, no crean archivos temporales o de caché cuyos tamaños están en función de la cantidad de disco disponible.

• Cifrado de archivos. Hasta no hace mucho, para cifrar los datos almacenados en los sistemas NT, no teníamos más remedio que recurrir a utilidades de terceros. En cambio, W2000 incluye una importante característica de seguridad y administración de almacenamiento: EFS.

• Puntos de reanálisis Una de las características más importantes del nuevo sistema NTFS5 son los puntos de reanálisis. Tanto W2000 como los programas que se ejecutan sobre él , los utilizan para capturar operaciones efectuadas sobre objetos contenidos en una estructura NTFS y ejecutar código del programa antes de devolver los datos del archivo al usuario o antes de ejecutar una aplicación.

• Uniones de directorios. Las uniones de directorios son directorios NTFS que W2000 asocia a un tipo especial de punto de reanálisis. Dichos puntos permiten configurar un directorio NTFS determinado para que apunte a otro directorio NTFS, aunque esté situado en otro volumen, pero siempre que este volumen pertenezca al mismo sistema. Las uniones de directorios permiten enlazar nombres de espacio para sistemas de archivos lógicos con raíces de directorios (directorios raíz) o con subdirectorios ubicados en los volúmenes de un sistema local. La unión de directorios también permite la construcción de volúmenes de almacenamiento híbridos, es decir, aquellos que utilizan una mezcla de clases de almacenamiento (por ejemplo, RAID 1, RAID 5, sin tolerancia a fallos).

• Puntos para el montaje de volúmenes. Los puntos para el montaje de volúmenes son objetos del sistema de archivos que utilizan puntos de reanálisis para establecer la correlación entre una carpeta NTFS5 y un volumen entero (es decir, que, a diferencia de la unión de directorios, la correlación se aplica a todo un volumen). Los puntos de montaje permiten al usuario y al administrador ampliar la capacidad de un volumen sin necesidad de migrar los datos o de volver a definir las particiones del volumen.

• Archivos dispersos. Se denominan así aquellos archivos que contienen grandes zonas consecutivas formadas por bits iguales a 0. Estos archivos pueden marcarse de forma que el sistema de archivos NTFS asigne espacio únicamente a las zonas de datos útiles dentro del archivo escogido. En lugar de malgastar espacio escribiendo los datos bit a bit, NTFS sólo almacenará información acerca del rango que contiene ceros, información que describe dónde reubicará el sistema de archivos los datos dispersos.

• Diario de cambio. Es un archivo de anotaciones, específico del volumen, donde se van detallando todos los cambios aplicados en ese volumen. Para mantener el tamaño del diario de cambios dentro de lo razonable, Microsoft lo diseñó siguiendo un esquema circular: al cabo de cierto tiempo, los datos nuevos se escriben sobre los antiguos (cada entrada del archivo de anotaciones ocupa unos 80 bytes).

El diario de cambios registra aspectos como la modificación y eliminación de archivos. Sin embargo, estas entradas sólo hacen referencia a las operaciones más generales realizadas sobre los archivos y nunca a los datos contenidos en esos archivos. La ventaja más inmediata es la reducción de trabajo por parte de aplicaciones como el Servicio de indexación y el Sistema de duplicación de archivos.

LINUX

GNU/Linux es capaz de leer y escribir archivos con cualquiera de los sistemas de archivos que actualmente existen.

Generalmente, se suele utilizar el tipo ext2, ext3 o ReiserFS. El ext2 es el más típico y extendido, su rendimiento es bastante bueno, incorpora todo tipo de mecanismos de seguridad y tunning y es muy fiable. Aunque las últimas versiones de las distribuciones más utilizadas recomiendan utilizar ext3 por sus características especiales. Ext3 es la evolución de ext2, incorporando una tecnología llamada de journaling. Una de las principales ventajas de esta tecnología es que si hay un corte en el suministro de energía y el ordenador se apaga sin cerrarse adecuadamente, los sistemas de recuperación de archivos son más efectivos. ReiserFS es un tipo de sistema que incorpora nuevas tecnologías de diseño que le permiten ser más rápido.

El sistema de archivos ext2 ha sido diseñado para manejar de forma muy rápida archivos pequeños, que es lo más común en un sistema operativo. Tiene inconvenientes con el el manejo de grandes archivos multimedia, aunque siempre se puede hacer un poco de tunning para adaptarlo a nuestras necesidades.

Durante el proceso de instalación del sistema operativo se preguntará cuál de estos tres queremos usar. Generalmente se suele utilizar ext3 o ext2 por estar más probados que el ReiserFS.

Una característica muy importante de todos los sistemas operativos basados en UNIX y Linux es que todos los dispositivos del sistema se pueden tratar como si fueran archivos. Es así que para acceder al contenido de un CD, disquete o cualquier otro dispositivo de almacenamiento, debemos montarlo en un directorio ya existente en el sistema y navegaremos por él como si se tratara de un directorio más, en Linux no existen las unidades A:,B:,C:,D:,. . . esta forma de nombrar a las particiones es sólo característica de Ms Windows.

5. ¿QUE ES UNA PARTICION?

Una partición de disco, en ingeniería informática, es el nombre que se le otorga a cualquier división de un disco; siendo el disco duro el caso más común para esta técnica. Un disco físico formateado es en realidad una partición primaria que constituye todo el disco, y por lo tanto el término partición es poco aplicado, siendo en este caso sustituído por otro termino como formato del disco. Cuando un disco (p.e. disco duro) es dividido en dos particiones primarias, un sistema operativo reconoce al único disco físico como dos discos electrónicamente independientes conectados al sistema; siempre y cuando el sistema reconozca estas particiones, claro. Esto es útil para el usuario que necesite o desee tener dos o más sistemas operativos en una misma máquina o disco duro. El particionado de discos se trata de una técnica simple que puede considerarse como un precursor de la gestión de volúmenes lógicos, en inglés Logical Volume Management (LVM).

En Windows, a las particiones o unidades se les asigna una letra seguida por un signo de doble punto (p.e C:). En sistemas basados en linux, se le asigna un nombre corto a cada partición (p.e. hda1), éste nombre está hecho por tres letras seguidas de un número. Un único disco físico puede contener hasta 4 particiones primarias; prácticamente todo tipo de discos magnéticos y memorias flash pueden particionarse, incluyendo las famosas memorias USB o pendrives.

Es usual que en los sistemas Linux se usen hasta con 3 particiones: la principal, representada por el carácter /, pero a veces hay también una segunda que se usa para montar el directorio /home, que contiene las configuraciones de los usuarios, y una tercera llamada swap para la memoria virtual temporal. Aunque 2 particiones (/, y swap); es el mínimo suficiente en estos sistemas operativos. Cabe decir que además, las particiones de intercambio (swap) pueden instalarse sin problemas dentro de una partición extendida.

6. TIPOS DE PARTICION

El formato o sistema de archivo de las particiones (Ej. NTFS) no debe ser confundido con el tipo de particiones (Ej. partición primaria), ya que en realidad no tienen directamente mucho que ver. Independientemente del sistema de archivos de una partición (FAT, ext3, NTFS, etc.), existen 3 tipos diferentes de particiones:

· Partición primaria: Son las divisiones crudas o primarias del disco, solo pueden haber 4 de estas. Depende de una tabla de particiones. Un disco físico completamente formateado, consiste en realidad de una partición primaria que ocupa todo el espacio del disco, y posee un sistema de archivos. A este tipo de particiones, prácticamente cualquier sistema operativo puede detectarlas y asignarles una unidad, siempre y cuando el sistema operativo reconozca su formato (sistema de archivos).

· Partición extendida: Es otro tipo de partición que actúa como una partición primaria; sirve para contener infinidad de unidades lógicas en su interior. Fue ideada para romper la limitación de 4 particiones primarias en un solo disco físico. Solo puede existir una partición de este tipo por disco, y solo sirve para contener particiones lógicas. Por lo tanto, es el único tipo de partición que no soporta un sistema de archivos directamente.

· Unidad lógica: Ocupa un trozo de partición extendida o la totalidad de la misma, la cual se ha formateado con un tipo específico de sistema de archivos (FAT32, NTFS, ext2,...) y se le a asignado una unidad, si el sistema operativo reconoce las particiones lógicas o su sistema de archivos.


Particiones primarias

En los equipos PC, originales de IBM, estas particiones tradicionalmente usan una estructura llamada Tabla de Particiones, que apunta al final del registro de arranque maestro. La tabla no puede contener más de 4 registros de particiones (también llamados partition descriptors); especifica para cada uno su principio, final y tamaño en los diferentes modos de direccionamiento, también como un solo número llamado partition type, y un marcador que indica si la partición está activa. En cada momento sólo puede estar activa una partición. El marcador se usa durante el arranque; después de que el BIOS cargue el registro de arranque maestro en la memoria y lo ejecute, la MBR de DOS comprueba la tabla de partición a su final, y localiza la partición activa. Entonces cargar el sector de arranque de esta partición en memoria y la ejecuta. A diferencia del registro de arranque maestro, generalmente independiente del sistema operativo, el sector de arranque está instalado junto con el sistema operativo y sabe cómo cargar el sistema ubicado en ese disco en particular.

Particiones extendidas y lógicas

Cualquier versión del DOS puede leer sólo una partición FAT primaria en el disco duro. Esto unido al deterioro de la FAT con el uso y al aumento de tamaño de los discos movió a Microsoft a crear un esquema mejorado relativamente simple: una de las entradas de la tabla de partición principal pasó a llamarse partición extendida y recibió un número de tipo de partición especial (0x05). El campo inicio de partición tiene la ubicación del primer descriptor de la partición extendida, que a su vez tiene un campo similar con la ubicación de la siguiente; así se crea una lista enlazada de descriptores de partición. Los demás campos de una partición extendida son indefinidos, no tienen espacio asignado y no pueden usarse para almacenar datos. Las particiones iniciales de los elementos de la lista enlazada son las llamadas unidades lógicas; son espacios asignados y pueden almacenar datos. Los sistemas operativos antiguos ignoraban las particiones extendidas con número de tipo 0x05, y la contabilidad se mantenía. Este esquema reemplaza al antiguo ya que todas las particiones de un disco duro se pueden poner dentro de una sola partición extendida. Por alguna razón, Microsoft no actualizó su sistema operativo DOS para arrancar desde una partición extendida, debido a que la necesidad para particiones primarias se preservaron. Por encima de éstas todavía se habría permitido una partición FAT primaria por unidad, significando todas las otras particiones FAT primarias deben temer sus números de tipo de partición prior cambiando al arranque DOS, para que ésta sea capaz de proceder. Esta técnica, usada por varios administradores de arranque populares, se llama ocultación de la partición.

7. ¿QUE ES UN DRIVER?

Un controlador de dispositivo (llamado normalmente controlador, o, en inglés, driver) es un programa informático que permite al sistema operativo interactuar con un periférico, haciendo una abstracción del hardware y proporcionando una interfaz -posiblemente estandarizada- para usarlo. Se puede esquematizar como un manual de instrucciones que le indica cómo debe controlar y comunicarse con un dispositivo en particular. Por tanto, es una pieza esencial, sin la cual no se podría usar el hardware.

Existen tantos tipos de controladores como tipos de periféricos, y es frecuente encontrar más de un controlador posible para el mismo dispositivo, cada uno ofreciendo un nivel distinto de funcionalidades. Por ejemplo, aparte de los oficiales (normalmente disponibles en la página web del fabricante), se pueden encontrar también los proporcionados por el sistema operativo, o también versiones no oficiales hechas por terceros.
Estos controladores pueden ser genéricos (válidos para más de un modelo del mismo periférico) o específicos para cada modelo. También se distribuyen actualizaciones a nuevas versiones, que pueden dar un mejor funcionamiento.

8. ¿QUE ES LA BIOS?

El sistema Básico de entrada/salida Basic Input-Output System (BIOS) es un código de interfaz que localiza y carga el sistema operativo en la RAM; es un software muy básico instalado en la placa base que permite que ésta cumpla su cometido. Proporciona la comunicación de bajo nivel, y el funcionamiento y configuración del hardware del sistema que, como mínimo, maneja el teclado y proporciona salida básica (emitiendo pitidos normalizados por el altavoz del ordenador si se producen fallos) durante el arranque. El BIOS usualmente está escrito en lenguaje ensamblador.

Al encender el ordenador, el BIOS se carga automáticamente en la memoria principal y se ejecuta desde ahí por el procesador (aunque en algunos casos el procesador ejecuta la BIOS leyéndola directamente desde la ROM que la contiene), cuando realiza una rutina de verificación e inicialización de los componentes presentes en la computadora, a través de un proceso denominado POST (Power On Self Test). Al finalizar esta fase busca el código de inicio del sistema operativo (bootstrap) en algunos de los dispositivos de memoria secundaria presentes, lo carga en memoria y transfiere el control de la computadora a éste.

Se puede resumir diciendo que el BIOS es el firmware presente en computadoras IBM PC y compatibles, que contiene las instrucciones más elementales para el funcionamiento de las mismas por incluir rutinas básicas de control de los dispositivos de entrada y salida. Está almacenado en un chip de memoria ROM o Flash, situado en la placa base de la computadora. Este chip suele denominarse en femenino "la BIOS", pues se refiere a una memoria concreta; aunque para referirnos al contenido, lo correcto es hacerlo en masculino "el BIOS", ya que nos estamos refiriendo a un sistema de entrada/salida.