Todo sobre: El sistema operativo como administrador de recursos

El sistema operativo como administrador de recursos

Un computador es un conjunto de recursos para el traslado, almacenamiento y proceso de datos y para el control de estas funciones. El sistema operativo es el responsable de la gestión de estos recursos.

¿Se puede afirmar que es el sistema operativo el que controla el traslado,almacenamiento y proceso de los datos?

Desde un punto de vista, la respuesta es afirmativa:

Administrando los recursos del computador, el sistema operativo tiene el control sobre las funciones básicas de la misma. Pero este control se ejerce de una manera curiosa. Normalmente, se piensa en un mecanismo de control como algo externo a lo controlado o, al menos, como algo distinto y una parte separada de lo controlado. (Por ejemplo, un sistema de calefacción de una estancia es controlado por un termostato, que es algo completamente diferente de los aparatos de generación de calor y de distribución del calor).

Este no es el caso de un sistema operativo, que no es habitual como mecanismo de control en dos aspectos:

• El sistema operativo funciona de la misma manera que el software normal de una computadora, es decir, es un programa ejecutado por el procesador.

• El sistema operativo abandona con frecuencia el control y debe depender del procesador para recuperarlo.

El sistema operativo es, de hecho, nada más que un programa de la computadora. Como otros programas de un computador, da instrucciones al procesador. La diferencia clave está en el propósito del programa. El sistema operativo dirige al procesador en el empleo de otros recursos del sistema y en el control del tiempo de ejecución de otros programas. Pero para que el procesador pueda hacer estas cosas, debe cesar la ejecución del programa del sistema operativo y ejecutar otros programas. Así pues, el sistema operativo cede el control al procesador para hacer algún trabajo "útil" y luego lo retoma durante el tiempo suficiente para preparar el procesador para llevar a cabo la siguiente parte del trabajo.

La siguiente figura propone los recursos principales que son administrados por el sistema operativo:

El sistema operativo como administrador de recursos

Una parte del sistema operativo está en la memoria principal. En esta parte está el núcleo (kernel), que incluye las funciones utilizadas con más frecuencia en el sistema operativo y, en un momento dado, puede incluir otras partes del sistema operativo que estén en uso. El resto de la memoria principal contiene datos y otros programas de usuario.

La asignación de este recurso (la memoria principal) es controlada conjuntamente por el sistema operativo y por el hardware de gestión de memoria en el procesador. El sistema operativo decide cuándo puede utilizarse un dispositivo de E/S por parte de un programa en ejecución y controla el acceso y la utilización de los archivos. El procesador es, en sí mismo, un recurso y es el sistema operativo el que debe determinar cuánto tiempo del procesador debe dedicarse a la ejecución de un programa de usuario en particular. En el caso de sistemas multiprocesador, la decisión debe distribuirse entre todos los procesadores

Todo sobre: El Sistema Operativo como Interfaz Usuario/Computadora

El Sistema Operativo como Interfaz Usuario/Computadora

El hardware y el software que se utilizan para proveer de aplicaciones a los usuarios pueden contemplarse de forma estratificada o jerárquica, como se muestra en la figura. Al usuario de estas aplicaciones se le llama usuario final y, generalmente, no tiene que ocuparse de la arquitectura del computador. Por tanto, el usuario final ve al sistema informático en términos de aplicaciones. 

Las aplicaciones pueden construirse con un lenguaje de programación y son desarrolladas por programadores de aplicaciones. Si se tuviera que desarrollar un programa de aplicación como un conjunto de instrucciones máquina que sean del todo responsables del control del hardware, se tendría una tarea abrumadora y compleja. Para facilitar esta tarea, se ofrecen una serie de programas de sistemas. Algunos de estos programas se denominan utilidades e implementan funciones muy utilizadas que ayudan a la creación de los programas, la gestión de los archivos y el control de los dispositivos de E/S. 

Los programadores hacen uso de estos servicios en el desarrollo de una aplicación y ésta, mientras se está ejecutando, invoca a estas utilidades para llevar a cabo ciertas acciones. El programa de sistemas más importante es el sistema operativo. El sistema operativo oculta al programador los detalles del hardware y le proporciona una interfaz cómoda para utilizar el sistema. Actúa como mediador, facilitándole al programador y a los programas de aplicación el acceso y uso de todas esas características y servicios.

De forma resumida, un sistema operativo ofrece servicios en las áreas siguientes:

• Creación de programas: El sistema operativo ofrece una variedad de características y servicios, tales como los editores y los depuradores (debuggers), para ayudar al programador en la creación de programas. Normalmente, estos servicios están en forma de programas de utilidad que no forman realmente parte del sistema operativo, pero que son accesibles a través del mismo.

• Ejecución de programas: Para ejecutar un programa se necesita un cierto número de tareas. Las instrucciones y los datos se deben cargar en la memoria principal, los archivos y los dispositivos de E/S se deben inicializar y se deben preparar otros recursos. El sistema operativo administra todas estas tareas para el usuario.

Niveles y vistas de un sistema informático

• Acceso a los dispositivos de E/S: Cada dispositivo de E/S requiere un conjunto propio y peculiar de instrucciones o de señales de control para su funcionamiento. El sistema operativo tiene en cuenta estos detalles de modo que el programador pueda pensar en forma de lecturas y escrituras simples.

• Acceso controlado a los archivos: En el caso de los archivos, el control debe incluir una comprensión, no sólo de la naturaleza del dispositivo de E/S (controlador de disco, controlador de cinta) sino del formato de los archivos y del medio de almacenamiento. Una vez más, es el sistema operativo el que se encarga de los detalles. Es más, en el caso de sistemas con varios usuarios trabajando simultáneamente, es el sistema operativo el que brinda los mecanismos de control para controlar el acceso a los archivos.

• Acceso al sistema: En el caso de un sistema compartido o público, el sistema operativo controla el acceso al sistema como un todo y a los recursos específicos del sistema. Las funciones de acceso pueden brindar protección, a los recursos y a los datos, ante usuarios no autorizados y debe resolver los conflictos en la propiedad de los recursos.

• Detección y respuesta a errores: Cuando un sistema informático está en funcionamiento pueden producirse varios errores. Entre estos se incluyen los errores internos y externos del hardware, tales como los errores de memoria, fallos o mal funcionamiento de dispositivos y distintos tipos de errores de software, como el desbordamiento aritmético, el intento de acceder a una posición prohibida de memoria y la incapacidad del sistema operativo para satisfacer la solicitud de una aplicación. En cada caso, el sistema operativo debe dar una respuesta que elimine la condición de error con el menor impacto posible sobre las aplicaciones que están en ejecución. La respuesta puede ser desde terminar el programa que produjo el error, hasta reintentar la operación o, simplemente, informar del error a la aplicación.

 • Contabilidad: Un buen sistema operativo debe recoger estadísticas de utilización de los diversos recursos y supervisar los parámetros de rendimiento tales como el tiempo de respuesta. Para cualquier sistema, esta información es útil para anticiparse a la necesidad de mejoras futuras y para ajustar el sistema y así mejorar su rendimiento. En un sistema multiusuario, la información puede ser utilizada con propósito de cargar en cuenta.