A medida que la informática de escritorio maduraba en el lugar de trabajo, las compañías instalaban redes de área local (LANs) para conectar las PCs de escritorio de modo tal que las PCs pudieran compartir datos y periféricos, como impresoras. Instalar placas adaptadoras de red en las PCs y luego conectar los adaptadores utilizando alambre de cobre creó las LANs. Conectando las computadoras en red, el problema de una comunicación eficiente quedó resuelto, pero aparecieron nuevos.
Las primeras LANs basadas en PC necesitaban una forma de proporcionar seguridad a los archivos, acceso multiusuario a los recursos, y privilegios de usuarios. Las LANs basadas en PC también necesitaban una forma de comunicarse con los mainframes que aún eran el punto focal de los entornos informáticos corporativos.
Un enfoque para resolver estos problemas era desarrollar sistemas operativos especializados en funcionar en un entorno en red. Estos mal llamados sistemas operativos de red (NOSs) requerían más potencia informática que sus contrapartes de escritorio. Una nueva raza de PCs potentes se vio obligada a entrar en servicio como servidores de red. Estas computadoras corrían NOSs y se convirtieron en el punto focal de la LAN basada en PCs. En una red basada en el servidor, las máquinas clientes se conectan a y acceden a recursos en el servidor. Estas máquinas cliente pueden ejecutar sistemas operativos de escritorio, mientras que los servidores más potentes utilizan un sistema operativo de redes. Compañías de software como Novell y Microsoft diseñaron sus sistemas operativos de red para controlar entornos de red basados en PCs.
A medida que los servidores de red se hacían más poderosos, comenzaban a adoptar las funciones una vez manejadas por los mainframes y minicomputadoras. Compañías tales como Sun Microsystems y Hewlett Packard (HP) modificaron el sistema operativo UNIX para que corra en servidores extremadamente potentes. En el pasado, sólo los caros mainframes y minicomputadoras eran responsables de las aplicaciones y el almacenamiento de datos críticos. Pero al igual que los NOSs Novell y Microsoft, UNIX podía correr en microcomputadoras. Hoy, virtualmente todas las organizaciones se basan (al menos en parte) en microcomputadoras para almacenar datos críticos y proporcionar aplicaciones y servicios clave. El networking informático no se confina al lugar de trabajo. La mayoría de los usuarios hogareños esperan conectarse a la red más grande del mundo, Internet. La navegación por la web, el correo electrónico (e-mail), y otras aplicaciones relacionadas con Internet son ahora el centro de la informática en el hogar. Para proporcionar estas tecnologías de Internet, compañías tales como Microsoft han reconstruido sus sistemas operativos de escritorio. El OS de escritorio incluye ahora muchas de las funcionalidades y servicios que antes se reservaban a los NOSs.
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Las primeras LANs basadas en PC necesitaban una forma de proporcionar seguridad a los archivos, acceso multiusuario a los recursos, y privilegios de usuarios. Las LANs basadas en PC también necesitaban una forma de comunicarse con los mainframes que aún eran el punto focal de los entornos informáticos corporativos.
Un enfoque para resolver estos problemas era desarrollar sistemas operativos especializados en funcionar en un entorno en red. Estos mal llamados sistemas operativos de red (NOSs) requerían más potencia informática que sus contrapartes de escritorio. Una nueva raza de PCs potentes se vio obligada a entrar en servicio como servidores de red. Estas computadoras corrían NOSs y se convirtieron en el punto focal de la LAN basada en PCs. En una red basada en el servidor, las máquinas clientes se conectan a y acceden a recursos en el servidor. Estas máquinas cliente pueden ejecutar sistemas operativos de escritorio, mientras que los servidores más potentes utilizan un sistema operativo de redes. Compañías de software como Novell y Microsoft diseñaron sus sistemas operativos de red para controlar entornos de red basados en PCs.
A medida que los servidores de red se hacían más poderosos, comenzaban a adoptar las funciones una vez manejadas por los mainframes y minicomputadoras. Compañías tales como Sun Microsystems y Hewlett Packard (HP) modificaron el sistema operativo UNIX para que corra en servidores extremadamente potentes. En el pasado, sólo los caros mainframes y minicomputadoras eran responsables de las aplicaciones y el almacenamiento de datos críticos. Pero al igual que los NOSs Novell y Microsoft, UNIX podía correr en microcomputadoras. Hoy, virtualmente todas las organizaciones se basan (al menos en parte) en microcomputadoras para almacenar datos críticos y proporcionar aplicaciones y servicios clave. El networking informático no se confina al lugar de trabajo. La mayoría de los usuarios hogareños esperan conectarse a la red más grande del mundo, Internet. La navegación por la web, el correo electrónico (e-mail), y otras aplicaciones relacionadas con Internet son ahora el centro de la informática en el hogar. Para proporcionar estas tecnologías de Internet, compañías tales como Microsoft han reconstruido sus sistemas operativos de escritorio. El OS de escritorio incluye ahora muchas de las funcionalidades y servicios que antes se reservaban a los NOSs.
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EL KERNEL
Ya sea que esté diseñado para una computadora autónoma de escritorio o un servidor de red multiusuario, todo el software de los sistemas operativos incluye los siguientes componentes:
Kernel es el término más común para el núcleo del sistema operativo. El kernel es una porción relativamente pequeña de código que se carga en la memoria cuando la computadora arranca. Este código informático contiene instrucciones que permiten al kernel administrar dispositivos de hardware, tales como unidades de disco. El kernel también administra y controla la adjudicación de la memoria, los procesos del sistema, y otros programas. El software de aplicaciones y otras partes del sistema operativo se basan en el kernel para proporcionar servicios básicos de cronogramas y acceso al hardware y a los periféricos de la computadora.
Al utilizar un sistema UNIX o Linux, puede estar presente un archivo llamado "kernel". En algunos casos, el código del kernel puede tener que ser personalizado y compilado. Si este archivo se volviera corrupto, el sistema ya no funcionaría. En un sistema Windows, pueden verse nombres de archivos que incluyen la palabra "kernel" o "kern", por ejemplo "kernel32.dll". Estos son archivos críticos que son utilizados por el núcleo del sistema operativo. La Figura muestra el archivo kernel32.dll y dónde está ubicado dentro de los archivos del sistema central de Windows.
Kernel es el término más común para el núcleo del sistema operativo. El kernel es una porción relativamente pequeña de código que se carga en la memoria cuando la computadora arranca. Este código informático contiene instrucciones que permiten al kernel administrar dispositivos de hardware, tales como unidades de disco. El kernel también administra y controla la adjudicación de la memoria, los procesos del sistema, y otros programas. El software de aplicaciones y otras partes del sistema operativo se basan en el kernel para proporcionar servicios básicos de cronogramas y acceso al hardware y a los periféricos de la computadora.
Al utilizar un sistema UNIX o Linux, puede estar presente un archivo llamado "kernel". En algunos casos, el código del kernel puede tener que ser personalizado y compilado. Si este archivo se volviera corrupto, el sistema ya no funcionaría. En un sistema Windows, pueden verse nombres de archivos que incluyen la palabra "kernel" o "kern", por ejemplo "kernel32.dll". Estos son archivos críticos que son utilizados por el núcleo del sistema operativo. La Figura muestra el archivo kernel32.dll y dónde está ubicado dentro de los archivos del sistema central de Windows.
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LA INTERFAZ DEL USUARIO
La interfaz del usuario (UI) es la parte más visible del sistema operativo de una computadora. La UI es el componente del OS con el cual interactúa el usuario. Actúa como puente entre el usuario y el kernel. La UI es como un intérprete, traduciendo las teclas que presiona el usuario, los clics del mouse, u otras entradas para los programas apropiados. La salida del programa puede ser organizada y mostrada por la UI. En un sistema UNIX o Linux, una UI se denomina por lo general shell.
Las interfaces del usuario recaen en dos categorías generales:
La Figura muestra un ejemplo de la interfaz de línea de comandos (CLI) de Windows
La Figura muestra un ejemplo de la interfaz gráfica del usuario (GUI) de Windows
Los primeros sistemas operativos de PC utilizaban exclusivamente CLIs. La CLI proporciona al usuario un prompt visual, y el usuario introduce los comandos tipeándolos. La computadora da como resultado la salida de los datos a la pantalla tipográficamente. En otras palabras, un entorno CLI se basa completamente en texto y el usuario sólo puede hacer las cosas introduciendo comandos mediante el teclado.
Los usuarios de UNIX y Linux pueden elegir a partir de una variedad de CLIs, o shells, como el shell Bourne y el shell Korn. Los shells UNIX se tratan posteriormente en este módulo.
Hoy, todos los OSs de escritorio populares soportan GUIs. Una GUI permite al usuario manipular el software utilizando objetos visuales tales como ventanas, menús desplegables, punteros e íconos. La GUI permite al usuario introducir comandos mediante un mouse u otro dispositivo de apuntar y hacer clic. Los usuarios finales prefieren una interfaz gráfica porque hace que operar la computadora sea fácil e intuitivo. Un usuario puede llevar a cabo operaciones simples utilizando una GUI sin siquiera saber leer.
El inconveniente de simplificar la interfaz del usuario se da en el desempeño. Algún software de GUI puede consumir más de cien veces el espacio de almacenamiento que consume el software CLI. Puesto que las GUIs son más complicadas que las CLIs, el software GUI requiere significativamente más memoria y tiempo de la CPU.
Puesto que el usuario final promedio prefiere y espera una interfaz gráfica cuando utiliza una computadora, las GUIs se consideran ahora un requisito para los OSs de escritorio. No obstante, los sistemas operativos de red no han, tradicionalmente, asistido las necesidades de los usuarios inexpertos. Varios NOSs no soportan completamente GUIs. Hoy la mayoría de los NOSs soportan GUIs como módulos separados, que pueden cargarse y usarse como cualquier otro programa que se ejecute en el sistema. La mayoría no requiere que estos módulos GUI funcionen, no obstante resultan más fáciles y atractivos al usuario inexperto y más disponibles al público.
Los administradores de sistemas por lo general están cómodos trabajando en entornos CLI, porque pueden elegir preservar recursos del servidor no cargando el software GUI. Por ejemplo, tanto UNIX como Linux soportan GUIs, pero cuando se los implementa como NOSs, UNIX y Linux a menudo se configuran sin componentes GUI. En contraste, los servidores Windows siempre incluyen la GUI y por lo tanto demandan más a los recursos del sistema.
Hoy, todos los OSs de escritorio populares soportan GUIs. Una GUI permite al usuario manipular el software utilizando objetos visuales tales como ventanas, menús desplegables, punteros e íconos. La GUI permite al usuario introducir comandos mediante un mouse u otro dispositivo de apuntar y hacer clic. Los usuarios finales prefieren una interfaz gráfica porque hace que operar la computadora sea fácil e intuitivo. Un usuario puede llevar a cabo operaciones simples utilizando una GUI sin siquiera saber leer.
El inconveniente de simplificar la interfaz del usuario se da en el desempeño. Algún software de GUI puede consumir más de cien veces el espacio de almacenamiento que consume el software CLI. Puesto que las GUIs son más complicadas que las CLIs, el software GUI requiere significativamente más memoria y tiempo de la CPU.
Puesto que el usuario final promedio prefiere y espera una interfaz gráfica cuando utiliza una computadora, las GUIs se consideran ahora un requisito para los OSs de escritorio. No obstante, los sistemas operativos de red no han, tradicionalmente, asistido las necesidades de los usuarios inexpertos. Varios NOSs no soportan completamente GUIs. Hoy la mayoría de los NOSs soportan GUIs como módulos separados, que pueden cargarse y usarse como cualquier otro programa que se ejecute en el sistema. La mayoría no requiere que estos módulos GUI funcionen, no obstante resultan más fáciles y atractivos al usuario inexperto y más disponibles al público.
Los administradores de sistemas por lo general están cómodos trabajando en entornos CLI, porque pueden elegir preservar recursos del servidor no cargando el software GUI. Por ejemplo, tanto UNIX como Linux soportan GUIs, pero cuando se los implementa como NOSs, UNIX y Linux a menudo se configuran sin componentes GUI. En contraste, los servidores Windows siempre incluyen la GUI y por lo tanto demandan más a los recursos del sistema.
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EL SISTEMA DE ARCHIVOS
El sistema de archivos de un OS determina la forma en la cual los archivos se nombran y cómo y dónde se colocan en los dispositivos de almacenamiento, como los discos rígidos. Los OSs Windows, Macintosh, UNIX y Linux emplean todos ellos sistemas de archivos que utilizan una estructura jerárquica.
En un sistema de archivos jerárquico, los archivos se colocan en contenedores lógicos que se disponen en una estructura de árbol invertido, como lo muestra la Figura. El sistema de archivos comienza en la raíz del árbol. UNIX y Linux llaman a un contenedor que reside en el nivel superior de un árbol, "directorio". Los contenedores dentro de cada directorio se llaman "subdirectorios". Los OSs Windows y Macintosh utilizan los términos "carpeta" y "subcarpeta" para describir a los directorios y subdirectorios.
En un sistema de archivos jerárquico, los archivos se colocan en contenedores lógicos que se disponen en una estructura de árbol invertido, como lo muestra la Figura. El sistema de archivos comienza en la raíz del árbol. UNIX y Linux llaman a un contenedor que reside en el nivel superior de un árbol, "directorio". Los contenedores dentro de cada directorio se llaman "subdirectorios". Los OSs Windows y Macintosh utilizan los términos "carpeta" y "subcarpeta" para describir a los directorios y subdirectorios.
El sistema de archivos de un OS determina más que tan sólo cómo se organizan lógicamente los archivos y carpetas. El tipo de sistema de archivos utilizado por la computadora determina si los archivos pueden o no asegurarse respecto a otros usuarios o programas. El sistema de archivos también define cómo se disponen físicamente los datos en el medio de almacenamiento, tal como un disco rígido. Algunos sistemas de archivos utilizan el espacio en disco más eficientemente que otros.
Un tipo común de sistema de archivos se denomina Tabla de Adjudicación de Archivos (FAT). Los sistemas de archivos FAT son mantenidos en el disco por el sistema operativo. La tabla contiene un mapa de archivos y dónde se almacenan en el disco. La FAT hace referencia a clusters de disco, que son la unidad básica de almacenamiento lógico en el disco. Un archivo determinado puede almacenarse en varios clusters, pero un cluster puede contener datos de sólo un archivo. Estos clusters pueden, o no estar uno junto a otro. El OS utiliza la FAT para hallar todos los clusters de disco donde un archivo está almacenado.
Existen tres tipos de sistemas de archivos FAT. Existe el sistema de archivos FAT original, al cual se denomina "FAT" y los dos otros tipos son FAT16 y FAT32, que son versiones avanzadas y mejoradas del sistema de archivos FAT original. Éste se utilizaba en las primeras versiones de DOS, no obstante, no podía ser utilizado con los discos rígidos más grandes y con sistemas operativos más avanzados como Windows 3.1, Windows 95 y Windows 98. El sistema FAT original estaba limitado en varios sentidos, como por ejemplo siendo sólo capaz de reconocer nombres de archivos de hasta ocho caracteres de largo. Otras limitaciones del FAT era que no podía ser una opción viable a utilizar en los discos rígidos más grandes y en los más avanzados sistemas operativos que rápidamente se estaban desarrollando. El sistema de archivos FAT original no podía apropiadamente hacer un uso eficiente del espacio en estas unidades de disco rígido más grandes. Esto uso ineficiente del espacio era el mismo problema que enfrentó FAT16, y un motivo principal para el desarrollo de FAT32. FAT16 fue creado para su uso en particiones más grandes de hasta 4 gigabytes (GB). Aunque los discos más grandes pueden formatearse en FAT16, hacerlo resulta en un uso ineficiente de espacio en disco porque en los sistemas FAT, particiones más grandes resultan en tamaños de cluster más grandes. Por ejemplo, con una partición de 512 megabytes (MB), el tamaño de los clusters, o unidades básicas de almacenamiento, es de 8 KB. Esto significa que si un archivo tiene un tamaño de sólo 1 KB, utiliza 8 kilobytes (KB) de espacio a causa de que más de un archivo no puede almacenarse en un cluster, los 7 KB extra se desperdician. Para superar este problema, se desarrolló FAT32. Este sistema de archivos de 32 bits utiliza tamaños de cluster más pequeños en los discos grandes. Soporta particiones de un tamaño de hasta 2 terabytes (TB).
Un tipo común de sistema de archivos se denomina Tabla de Adjudicación de Archivos (FAT). Los sistemas de archivos FAT son mantenidos en el disco por el sistema operativo. La tabla contiene un mapa de archivos y dónde se almacenan en el disco. La FAT hace referencia a clusters de disco, que son la unidad básica de almacenamiento lógico en el disco. Un archivo determinado puede almacenarse en varios clusters, pero un cluster puede contener datos de sólo un archivo. Estos clusters pueden, o no estar uno junto a otro. El OS utiliza la FAT para hallar todos los clusters de disco donde un archivo está almacenado.
Existen tres tipos de sistemas de archivos FAT. Existe el sistema de archivos FAT original, al cual se denomina "FAT" y los dos otros tipos son FAT16 y FAT32, que son versiones avanzadas y mejoradas del sistema de archivos FAT original. Éste se utilizaba en las primeras versiones de DOS, no obstante, no podía ser utilizado con los discos rígidos más grandes y con sistemas operativos más avanzados como Windows 3.1, Windows 95 y Windows 98. El sistema FAT original estaba limitado en varios sentidos, como por ejemplo siendo sólo capaz de reconocer nombres de archivos de hasta ocho caracteres de largo. Otras limitaciones del FAT era que no podía ser una opción viable a utilizar en los discos rígidos más grandes y en los más avanzados sistemas operativos que rápidamente se estaban desarrollando. El sistema de archivos FAT original no podía apropiadamente hacer un uso eficiente del espacio en estas unidades de disco rígido más grandes. Esto uso ineficiente del espacio era el mismo problema que enfrentó FAT16, y un motivo principal para el desarrollo de FAT32. FAT16 fue creado para su uso en particiones más grandes de hasta 4 gigabytes (GB). Aunque los discos más grandes pueden formatearse en FAT16, hacerlo resulta en un uso ineficiente de espacio en disco porque en los sistemas FAT, particiones más grandes resultan en tamaños de cluster más grandes. Por ejemplo, con una partición de 512 megabytes (MB), el tamaño de los clusters, o unidades básicas de almacenamiento, es de 8 KB. Esto significa que si un archivo tiene un tamaño de sólo 1 KB, utiliza 8 kilobytes (KB) de espacio a causa de que más de un archivo no puede almacenarse en un cluster, los 7 KB extra se desperdician. Para superar este problema, se desarrolló FAT32. Este sistema de archivos de 32 bits utiliza tamaños de cluster más pequeños en los discos grandes. Soporta particiones de un tamaño de hasta 2 terabytes (TB).
La Figura muestra los sistemas de archivos de los sistemas operativos
Sistemas operativos diferentes utilizan sistemas de archivos diferentes, y algunos sistemas operativos pueden utilizar más de un sistema de archivos. Por ejemplo, aunque Windows 3.x puede utilizar sólo el sistema de archivos FAT16, Windows 2000 puede usar FAT16, FAT32, o el New Technology File System (NTFS).
El sistema de archivos determina las convenciones de nombrado de archivos y el formato para especificar un camino, o ruta, hasta la ubicación del archivo. Estas reglas para nombrar archivos varían dependiendo del sistema de archivos e incluyen varios temas.
- Cantidad máxima de caracteres permitida en un nombre de archivo
- Longitud máxima de las extensiones o sufijos de los archivos
- Si se permiten espacios entre palabras en un nombre de archivo
- Si los nombres de archivos son sensibles al uso de mayúsculas y minúsculas
- Qué caracteres son legales para su uso en nombres de archivo.
El formato para especificar la ruta
SISTEMAS OPERATIVOS DE ESCRITORIO COMUNES
Durante los últimos veinte años, los sistemas operativos de escritorio han evolucionado para incluir GUIs sofisticadas y potentes componentes de networking como se muestra en la Figura
Microsoft Disk Operating System (MS-DOS) es un OS obsoleto que todavía se utiliza para soportar aplicaciones de negocios heredadas. Las versiones de Windows anteriores a Windows 95 eran esencialmente interfaces del usuario para DOS.
- Microsoft Windows incluye Windows 95, 98, ME, NT, 2000 y XP.
- Apple Macintosh OS (Mac OS) incluye OS 8, OS 9 y OS X (OS 10).
- Linux incluye distribuciones de varias compañías y grupos, como por ejemplo Red Hat, Caldera, Santa Cruz Operation (SCO), SuSE, Slackware, Debian y otros.
- UNIX incluye HP-UX, Sun Solaris, Berkeley System Distribution (BSD), y otros.
Hoy, los desarrolladores y usuarios de OS por igual reconocen a Internet como centro de la informática. Puesto que el networking e Internet se han convertido en parte tan integral del uso de una computadora, el sistema operativo de escritorio converge rápidamente con el sistema operativo de red
Microsoft Windows y Mac OS pueden remontar sus raíces a las primeras PCs de escritorio. Las últimas versiones de estos OSs tienen potentes componentes NOS en su núcleo. Windows XP está armado sobre tecnología NOS de Microsoft (NT y 2000), mientras que Mac OS está armado en torno a UNIX. UNIX es considerado el primer NOS. Y al igual que a UNIX, la industria de la Tecnología de la Información (IT) siempre ha considerado a Linux antes como a un NOS, y en segundo lugar como a un sistema operativo de escritorio
¿Son Windows, Linux y UNIX software de escritorio o software de servidor de red? La respuesta a esa pregunta depende de varios factores, incluyendo la versión específica del OS, los componentes instalados, y la configuración del sistema. En las secciones que siguen, Microsoft Windows y Linux se tratan como sistemas operativos de escritorio. Windows 2000 y Linux se tratan en términos de sistemas operativos de red posteriormente en este curso
Estaciones de Trabajo Una estación de trabajo Linux, también conocida como computadora de escritorio, es un sistema que comúnmente es una computadora autónoma que consiste en un monitor, teclado y mouse. Más a menudo una estación de trabajo se configurará con una conexión de red también, pero éste no es un requisito para una estación de trabajo o computadora de escritorio. La Figura muestra un ejemplo de una estación de trabajo típica sobre la que puede correr Linux.
Al evaluar los requisitos apropiados para una estación de trabajo Linux, es importante tener en cuenta que el usuario requrirá hardware y software específico instalados en el sistema. Por ejemplo, los requisitos para un sistema de baja potencia, que una persona podría necesitar para tareas simples como procesamiento de texto, no será un sistema con una unidad central de procesamiento (CPU) muy rápida o grandes cantidades de memoria y espacio en el disco duro. No obstante, estos requisitos para un sistema de alto desempeño para una persona que necesita hacer tareas más complejas, como edición de video o simulaciones científicas de alto consumo de recursos, serán mayores. Este sistema de alto desempeño tendrá de hecho un procesador muy rápido así como grandes cantidades de memoria rápida y espacio en el disco rígido.
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