Introducción a los Sistemas Operativos

Un sistema operativo (SO) es un conjunto organizado de módulos que trabajan en conjunto para gestionar recursos y ofrecer servicios[15]. Es el software fundamental que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware del sistema de cómputo[832].

Interfaces de Usuario

El SO permite la interacción humana mediante dos tipos de interfaces[860]:

  • CLI (Command Line Interface): Interacción basada en texto y comandos (ej: Terminal Linux, CMD)[864].
  • GUI (Graphical User Interface): Interacción visual mediante ventanas, iconos y menús (ej: Windows, macOS)[866].
CLI vs GUI

Comparativa: CLI vs GUI

Componentes de un Sistema de Cómputo

Un sistema de cómputo integra hardware y software bajo la coordinación del SO[934]. Elementos clave:

Procesamiento (CPU/GPU)
La CPU ejecuta las instrucciones. Hoy en día se complementa con la GPU (gráficos/IA) y la TPU (aprendizaje automático)[938, 999].
Tipos de Memoria
  • RAM: Acceso aleatorio, almacena datos temporales en ejecución[1000].
  • ROM: Memoria de solo lectura que contiene el firmware esencial[1000].
  • Firmware: Software básico en chips que controla funciones esenciales del hardware[1001].
Periféricos e IoT
Desde teclados hasta sensores IoT. El SO los administra mediante Controladores (Drivers), que traducen las órdenes del software al dispositivo físico[986, 1006].

Funciones Esenciales

El sistema operativo no es un programa único, sino un gestor integral que cubre cinco áreas vitales[15]:

  • Gestión de Procesos: Administra la ejecución, planificación y sincronización de tareas[21].
  • Gestión de Memoria: Asigna, libera y protege la memoria principal para cada aplicación[26].
  • Gestión de Archivos: Proporciona acceso seguro y organizado a los datos en almacenamiento secundario[27].
  • Gestión de E/S: Comunica las aplicaciones con el hardware externo[28].
  • Protección y Seguridad: Garantiza el acceso controlado a los recursos, evitando usos no autorizados[29].

Estructura del Sistema Operativo

La organización interna afecta el rendimiento y la estabilidad. El componente central es el Kernel (Núcleo)[20].

Monolítica

Todo el SO corre como un único programa en modo kernel. Es rápido, pero si falla un módulo, cae todo el sistema. (Ej: MS-DOS)[32, 35].

En Capas

Organizado en niveles jerárquicos. Cada capa solo interactúa con la superior e inferior, facilitando la depuración pero aumentando la sobrecarga[37, 40].

Microkernel

El kernel es mínimo (solo procesos y memoria). Los servicios corren en espacio de usuario. Más seguro y estable, pero más lento por la comunicación[42, 45].

Modular

Usa módulos cargables dinámicamente. Permite extender el SO sin reiniciar (Ej: Drivers en Linux)[56, 61].

Arquitecturas SO
Caso Real: Android

Android usa una estructura basada en Linux modular, pero añade sus propios servicios como HAL (Hardware Abstraction Layer) y ART (Android Runtime)[63]. Es un ejemplo de evolución moderna.

Clasificación de los Sistemas

Categoría Definición Ejemplos
Por Tareas Monotarea: Un programa a la vez[871].
Multitarea: Ejecución simultánea[872]. 		MS-DOS vs Windows 11
Por Usuarios Monousuario: Acceso individual[879].
Multiusuario: Accesos remotos simultáneos[881]. 		Windows Home vs Unix Server
Especializados Tiempo Real: Respuesta crítica garantizada[884].
Embebidos: Funciones específicas en hardware limitado[887]. 		Control Industrial, Autos, IoT

Referencias Bibliográficas

  • [15-63] Rueda Fajardo, E. (2025). Unidad 1: Estructura de un Sistema Operativo. Universidad de Pamplona.
  • [832-887, 934-1006] Rueda Fajardo, E. (2025). Introducción y Componentes de Sistemas de Cómputo. Universidad de Pamplona.