Operating Systems (OS)

[_Neptunno_]

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Un Sistema Operativo (SO o en ingles OS de operating system) es un conjunto de programas de un sistema informático que administra y gestiona los recursos físicos del hardware, provee servicios para la ejecución de los programas de aplicación (software) y controla la interfaz de usuario. Los SO, llamados a veces núcleos o kernels, se ejecutan en modo privilegiado respecto al resto de programas del entorno y son fundamentales para el funcionamiento del equipo.
Uno de los propósitos del sistema operativo es gestionar los recursos de localización y protección de acceso del hardware, algo que alivia a los programadores de aplicaciones para no tener que tratar con estos detalles, es como si fuera el intermediario entre la parte física y los programas
La mayoría de aparatos electrónicos de la vida cotidiana que requieran de un microprocesadores para funcionar lleva incorporado un SO. Para su gestión ese sistema se puede gestionar mediante interfaces gráficas de usuario, entornos de escritorio, gestores de ventanas o líneas de comandos, dependiendo de la naturaleza del aparato.
El sistema operativo de escritorio dominante es Microsoft Windows, macOS de Apple Inc ocupa el segundo lugar y las variedades de GNU/Linux ocupan en conjunto un tercer lugar. En el sector móvil (Smatphones y tablet) Android tiene la mayor posición, seguidas de iOS(Apple). Las distribuciones Linux son dominantes en los sectores de servidores y supercomputación.
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Los Sistemas Operativos pueden clasificarse según diversos criterios:
•\t Según su criterio de administración de tareas. Existen Sistemas Operativos monotareas, que permiten la ejecución de un único programa por vez (excepto los procesos del propio SO), hasta su finalización o interrupción; y aquellos multitareas que administran los recursos de la CPU para permitir una cierta sensación de simultaneidad.
•\t Según su criterio de administración de usuarios. Similarmente, existen SO monousuarios, que limitan la ejecución a los programas de un usuario, y multiusuarios que permiten la ejecución simultanea de programas de diversos usuarios.
•\t Según su manejo de recursos. Existen SO centralizados, que limitan su área de influencia a una sola computadora o sistema; otros distribuidos, que permiten manejar numerosos equipos a la vez.
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Ejemplos de Sistemas Operativos:
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1. Microsoft Windows. Sin duda el más popular de los SO, aunque realmente se trate de un conjunto de distribuciones (un entorno operativo) construidas para brindar a Sistemas Operativos más antiguos (como el MS-DOS) de una interfaz gráfica de soporte y un conjunto de herramientas de software. Su primera versión apareció en 1985 aunque fue con Windows 95, diez años mas tarde, el momento de inflexión donde Microsoft comenzó a sentar las base de lo que fueron y son sus SO. Cuando aparecio Windows 95 por fin los usuarios pudieran tener acceso a una gran cantidad de funciones sin necesidad de conocer lenguajes de programación. Tres años después, con Windows 98, MS terminó de acercar a los usuarios domésticos la informática de forma amigable ylos interconecto a través de internet.

2. GNU/Linux. Este término alude a la utilización combinada del kernel libre de la familia de Unix llamado “Linux”, junto a la distribución GNU, también libre. El resultado es uno de los principales protagonistas del desarrollo de software libre, cuyo código fuente puede ser empleado, modificado y redistribuido a libertad.

3. UNIX. Este sistema operativo portable, multitarea y multiusuario fue desarrollado tempranamente en 1969 por un grupo de empleados de los laboratorios Bell de AT&T y a lo largo de los años sus derechos de copyright han pasado de una empresa a otra. Despues de una larga batalla legal, está en manos de Novell. En realidad se trata de una familia de SO semejantes, muchos de los cuales han hecho vida comercial y otros son de formato libre. Linux y MacOS X son ejemplos de sistemas Unix.
   Hoy en día los sistemas operativos Unix son ampliamente utilizados en multitud de dispositivos que abarcan desde los supercomputadores más capaces hasta los teléfonos móviles más populares, pasando por los ordenadores que utilizamos diariamente en nuestros escritorios.
   La filosofía de los sistemas Unix se caracteriza por:
   •\tUn sistema de ficheros jerárquico.
   •\tUna gran colección de pequeños programas que pueden trabajar en serie.
   •\tEl uso de ficheros de texto para almacenar los datos.
   •\tTratar los dispositivos como ficheros.

4. Fedora. Se trata esencialmente de una distribución de Linux para propósitos generales, surgida luego de la descontinuación de Red Hat Linux, con la cual está muy vinculado pero que surgió como un proyecto comunitario. Es otro nombre indispensable a la hora de hablar de software libre y códigos abiertos, en sus tres versiones principales: Workstation, Cloud y Server.

5. Ubuntu. Basado en GNU/Linux, este Sistema Operativo libre y de código abierto toma su nombre de la filosofía surafricana enfocada en la lealtad del hombre hacia el resto de la especie. En ese sentido, Ubuntu está orientado hacia la facilidad y la libertad de uso, si bien Canonical, la empresa británica que posee sus derechos, subsiste en base a servicios técnicos vinculados con el programa.

6. MacOS. El sistema operativo de la Machintosh, también conocido como O S X o Mac OS X, cuyo entorno está basado en el Unix y es desarrollado y vendido como parte de los computadores de la marca Apple desde 2002. Parte de esta familia de software fue liberada por Apple como un Sistema Operativo abierto y de código libre llamado Darwin, al que luego añadieron componentes como el Aqua y el Finder, para obtener la interfaz en que se basa el Mac OS X, su versión más reciente.

7. Debian. Con núcleo de Linux y herramientas de GNU, este SO libre se ha construido desde 1993 a partir de la colaboración de miles de usuarios de lo largo y ancho del mundo, reunidos bajo la bandera del “Proyecto Debian”, alejados de todo tipo de comercialización de software y operan de manera independiente.

8. Solaris. Otro Sistema Operativo tipo Unix, creado en 1992 por Sun Microsystems y empleado hoy en día para arquitecturas de sistema SPARC (Scalable Processor Architecture) y x86, frecuentes en servidores y estaciones de trabajo. Es una versión oficialmente certificada de Unix cuya versión liberada se llama OpenSolaris.

9. BeOS. Desarrollado en 1990 por Be Incorporated, es un Sistema Operativo para PC orientado a la maximización del rendimiento multimedia. Se ha dicho que estaba basado en Unix, debido a la inclusión de la interfaz de comandos Bash, pero no es así: BeOs cuenta con un micronúcleo modular original, sumamente optimizado para el manejo de audio, video y gráficos animados. Además, a diferencia de Unix, es monousuario.

10. Haiku. Sistema Operativo de código abierto centrado en los aspectos personales de la informática y en el multimedia, inspirado en el BeOS (Be Operating System), con el que es compatible. Su gran particularidad estriba en la posibilidad de generar las propias distribuciones de cada usuario. Se encuentra actualmente en desarrollo.

11. Chrome OS. Actualmente en estado de proyecto, se supone el Sistema Operativo de la empresa Google, basado en la web y en un código abierto de núcleo Linux, orientado inicialmente a miniportátiles con procesadores de tecnología ARM o x86. Este proyecto fue anunciado en 2009, luego de que el explorador Google Chrome y su proyecto de código abierto Chromium OS arrojaran muy positivos resultados de mercado. Como instalar Chrome OS: Link.

12. MS-DOS. Fue uno de los más populares Sistemas Operativos para computadoras personales IBM en la década de 1980 hasta mediados de los 90. Operaba en base a una serie de comandos internos y externos, en una interfaz monocromática de líneas de comando muy característica. Sus siglas significan MicroSoft Disk Operating System (Sistema Operativo de Disco de MicroSoft).

13. FreeBSD. Sistema operativo de código abierto usado para alimentar servidores modernos, escritorios y plataformas embebidas para computadoras basado en las CPU de arquitectura x86, Intel 80386, Intel 80486 (versiones SX y DX), y Pentium. En la actualidad se ejecuta en once arquitecturas distintas como Alpha, AMD64, IA-64, MIPS, PowerPC y UltraSPARC. FreeBSD está basado en BSD-Lite versión 4.4 del Computer Systems Research Group (CSRG) de la Universidad de California en Berkeley siguiendo la tradición que ha distinguido el desarrollo de los sistemas BSD.

14. ReactOS. Sistema operativo de código abierto, el cual tiene la principal función de ser una especie de clon de Windows. ReactoOS no es un clon de Windows más ni un simple sistema linux con Skin de Windows, sino que es un sistema que copia la arquitectura de Windows NT con el objetivo de ejecutar drivers, aplicaciones y demás software que hasta ahora solo estaba reservado para Windows.
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[cobito]

To complement this information a bit, the Hardlimit translation team has subtitled a chapter of The Computer Chronicles dedicated to operating systems from 1984 where they talk about the popular CP/M, the newcomer MS-DOS and the almighty UNIX. All seasoned with some theoretical concepts that are still valid today.

Skipping the headers, the program starts at second 55.

[_Neptunno_]

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Monolithic Kernel
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A monolithic kernel is a framework of an operating system that has all the privileges to access input/output (I/O) devices, memory, hardware interrupts, and the CPU stack. Monolithic kernels tend to be larger (it is programmed in a non-modular way and can be of considerable size) than other kernels because they deal with many aspects of computer processing at the lowest level and therefore have to incorporate code that interacts with many devices, I/O and interrupt channels, and other hardware operators.

This form of kernel is the basis for Linux, Unix, MS-DOS, and Mac OS. Newer operating systems generally use a hybrid kernel to allow for easier maintenance and improvements to the operating system.

All functional components of the kernel have access to all its internal data structures and routines. Therefore, an error in a routine could propagate to the entire system.

The alternative is to have a microkernel structure, where functional parts are divided into separate units with strict communication mechanisms between them. The downside of microkernel systems is their poor performance due to the constant passing of messages between different services.

Monolithic kernels retain full privilege access over the various components under their control. These include:

• File systems
• Inter-process communication
• I/O and device management
• Fundamental process management.
• Hardware

The reason newer kernel architectures, such as the microkernel or hybrid kernel design, are preferred is that the larger the kernel becomes, the more functions it must assume. This makes the code cumbersome and slower to load. Another drawback of the monolithic kernel design is that the kernel code must be modified to add features, correct errors, etc. This can mean a complete update of the operating system, which is more costly.
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Microkernel
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A microkernel (microkernel or μkernel) is a type of operating system kernel that provides a set of minimal primitives or system calls to implement basic services, such as address spaces, communication between processes, and basic scheduling.
All other services (memory management, file system, I/O operations, etc.), which are generally provided by the kernel, run as user-space server processes.
Only the absolutely essential functions of the operating system kernel should remain in the microkernel.
Some tasks of the microkernel:

• Handling interruptions in the system, from physical devices.
• Handles processor exceptions.
• Provides support for recovering a system with some power failure failure.

The main advantages of its use are the reduction of complexity, the decentralization of failures, and the ease of creating and debugging device drivers, which improves fault tolerance and elevates portability between hardware platforms.

Some operating systems with microkernels:

• AIX
• AmigaOS
• Amoeba
• Minix
• Hurd
• MorphOS
• L4
• Netkernel
• RaOS
• RadiOS
• ChorusOS
• QNX
• SO3
• Symbian
• SymbOS
• Zircon
• AmayaOS
• RedoxOS

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Hybrid Kernel
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The hybrid kernel is an architecture that is based on a combination of the microkernel and monolithic kernel architectures. This kernel approach combines the speed and simpler design of the monolithic kernel with the modularity and security of execution of the microkernel.
Basically, it is a microkernel that has some «non-essential» code in kernel space, so that it runs faster than it would if it were in user space.
A hybrid kernel runs some services in kernel space to reduce the performance overhead of a traditional microkernel, while still running kernel code as user-space servers. For example, a hybrid kernel design may keep virtual file systems and bus controllers within the kernel and file system controllers and storage controllers as user-mode programs outside the kernel. Such a design maintains the performance and design principles of a monolithic kernel.
Examples of OS with hybrid kernels

• Microsoft Windows NT, used in all systems that use the Windows NT codebase
• XNU (used in Mac OS X)
• DragonFlyBSD
• ReactOS

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