Introducción a los sistemas operativos

Introducción
Los computadores modernos están conformados por una serie de componentes que le permiten realizar tareas complejas e interactuar con diversos entornos, sin embargo para que todo esto sea posible, los componentes forman un sistema muy complejo y resulta un trabajo extremadamente difícil escribir programas que los controlen de manera adecuada. Por ésta razón los computadores estándotados con una capa de software denominada “sistema operativo”, la cual es la encargada de gestionar todos los dispositivos y presentar al usuario una interfaz más sencilla.
En la siguiente imagen se pueden apreciar los distintos niveles ó capas que conforman un ordenador:

La capa más baja está constituida por el Hardware. El hardware está conformado por todos los dispositivos electrónicos quedan funcionamiento físico al sistema de cómputo, la construcción y funcionamiento de dichos dispositivos es competencia de ingenieros electrónicos.
La segunda capa es la Microarquitectura, ésta capa está conformada por conjuntos de dispositivos diseñados para conformar unidades funcionales. Éstos diseños suelen contener ALUs, registros, rutas de datos, microprogramas (software que controla elfuncionamiento de las rutas de datos), etc.
El propósito de la ruta de datos es ejecutar repertorios de instrucciones que pueden completarse en un único ciclo de ruta de datos ó requerir de varios ciclos de ruta de datos. Para el programador los repertorios de instrucciones están visibles en la capa de “Lenguaje Máquina” y se encuentran contenidas en lo que se denomina nivel ISA (Instruction SetArchitecture).
En la capa de “Lenguaje Máquina” los dispositivos de E/S son tratados como registros y el programador debe hacer uso de dichos dispositivos escribiendo o leyendo directamente de registros especiales que se encuentran definidos para acceder a E/S.
Para ocultar la complejidad del trato directo que constituye el “Lenguaje Máquina” el SO proporciona una capa de instrucciones simplificadasocultando parcialmente el hardware.
Luego de la capa del sistema operativo se colocan capas de software de sistema, como: Shell, ventanas, compiladores, editores, etc. El sistema operativo es (usualmente) la porción del software que se ejecuta en modo núcleo (kernel) o modo supervisor, y el software de sistema se ejecuta en modo usuario, el modo usuario se denomina así porque puede sermodificado y programado por el usuario, ya que no cuenta con ninguna protección por parte de hardware.
Finalmente en la capa más alta se encuentran los programas de aplicación, que se compran o escriben para resolver problemas particulares de cada usuario.
¿Qué son los sistemas operativos?
Dependiendo de quién responda la pregunta se podrá ver que existen dos enfoques o funciones generales de un SO:Una maquina extendida y un gestor de recursos, a continuación se profundizará en los dos conceptos.
El SO como máquina extendida:
El enfoque del SO como máquina extendida es el de simplificar a los ojos del programador todo el funcionamiento complicado que es realidad conlleva la utilización de los diversos dispositivos de hardware. El SO busca presentar una interfaz simplificada de lo que esla máquina, para que el programador no tenga que complicarse con detalle de funcionamiento específicos del dispositivo.
El SO como gestor de recursos:
El SO actúa como gestor de recursos ordenando y distribuyendo el control de los distintos recursos del computador según los distintos programas que el usuario ejecuto lo vayan requiriendo. El SO evita el caos dando orden y prioridades al uso de losdispositivos, además es el encargado repartir los recursos multiplexando en tiempo y en espacio para cubrir las necesidades del usuario.
Historia de los Sistemas Operativos
La Primera Generación (1945-1955), Tubos de Vacío y Tableros de Conexiones: En ésta generación las computadoras empezaron como máquinas de calcular, conformadas por relés mecánicos y extremadamente lentas. Los relés...