Tema 38: Sistemas operativos

Dirección General de la Policía (Ministerio del Interior) · Policía Nacional · Escala Básica, categoría de Policía

Resumen

Un sistema operativo es el conjunto de programas que gestiona los recursos del ordenador (procesador, memoria, almacenamiento y periféricos) y hace de intermediario entre el hardware, las aplicaciones y el usuario. Su parte central es el núcleo o kernel, que se carga al arrancar y tiene control total sobre la máquina. Sus funciones básicas son: gestión de procesos (decide qué programa usa el procesador y durante cuánto tiempo; la planificación permite la multitarea), gestión de la memoria (asigna y libera la memoria principal y usa memoria virtual en disco cuando la RAM no basta), gestión de archivos (organiza cómo se guardan, nombran y protegen los datos), gestión de la entrada y salida (controla los dispositivos mediante controladores o drivers), seguridad y protección (usuarios, contraseñas, permisos) e interfaz de usuario, sea de línea de comandos (CLI) o gráfica (GUI).

Tipologías. Según el número de usuarios, los sistemas son monousuario o multiusuario; según las tareas simultáneas, monotarea o multitarea; según los procesadores, monoprocesador o multiprocesador; y hay sistemas de tiempo real, que deben responder en un plazo garantizado (control industrial, aviónica). También se distinguen los sistemas de escritorio, los de servidor, los móviles y los empotrados. Por su licencia pueden ser propietarios (Windows, macOS, iOS) o libres y de código abierto (Linux, la base de Android).

MS-DOS y UNIX. MS-DOS (Microsoft Disk Operating System) fue el sistema de los primeros ordenadores personales compatibles con el IBM PC, a partir de 1981: monousuario, monotarea y con interfaz de línea de comandos (órdenes como DIR, COPY o CD). Usaba el sistema de archivos FAT, con nombres de archivo de formato 8.3 (hasta ocho caracteres, un punto y una extensión de tres). UNIX nació en 1969 en los Laboratorios Bell de AT&T (Ken Thompson y Dennis Ritchie) y se reescribió en lenguaje C, lo que lo hizo portable. Es multiusuario y multitarea, organiza los archivos en un árbol único que parte de la raíz «/» y trata los dispositivos como archivos. De él descienden o se inspiran BSD, Linux y macOS.

Linux y Windows. Linux es, según su web oficial kernel.org, un clon de UNIX escrito desde cero por Linus Torvalds con la ayuda de programadores de todo el mundo; el núcleo se publicó en 1991 y se distribuye con licencia libre GPL. Lo que usa la gente es una distribución (Debian, Ubuntu, Fedora, Red Hat...), que une el núcleo con herramientas y programas. El administrador con todos los permisos es el usuario root. Windows, de Microsoft, empezó en 1985 como entorno gráfico sobre MS-DOS; las versiones actuales descienden de Windows NT, un núcleo independiente de MS-DOS. Su sistema de archivos principal es NTFS. Windows 10 llegó al fin de su soporte el 14 de octubre de 2025; la versión actual es Windows 11.

macOS. Es el sistema de los ordenadores Mac de Apple. Desde Mac OS X (2001) se basa en Darwin, un sistema de tipo UNIX con núcleo XNU y componentes de BSD, por eso tiene terminal y comandos UNIX. Su sistema de archivos es APFS (Apple File System), el predeterminado desde macOS 10.13 High Sierra (2017), que sustituyó a HFS+ y está pensado para unidades SSD, con cifrado, instantáneas (snapshots) y copia eficiente. Utilidad de Discos permite además formatear en MS-DOS (FAT) y ExFAT para intercambiar datos con Windows.

Sistemas operativos móviles. iOS es el sistema de Apple para el iPhone, presentado en 2007; es propietario y cerrado, las aplicaciones se instalan desde la App Store y comparte base con macOS (Darwin). Android lo desarrolla Google a partir del núcleo Linux; su código se publica como Android Open Source Project (AOSP), lo que permite que muchos fabricantes lo adapten a sus teléfonos. Sus aplicaciones se distribuyen en paquetes APK o AAB, sobre todo a través de Google Play.

Sistemas de almacenamiento. La memoria principal (RAM) es rápida pero volátil: se borra al apagar. El almacenamiento secundario conserva los datos: discos duros magnéticos (HDD), con platos que giran y un cabezal; unidades de estado sólido (SSD), con memoria flash sin piezas móviles, más rápidas y resistentes a golpes; memorias USB y tarjetas; soportes ópticos (CD, DVD, Blu-ray) y cintas magnéticas, usadas para copias de seguridad. Según cómo se conectan: DAS (almacenamiento conectado directamente al equipo), NAS (dispositivo de red que sirve archivos a varios equipos) y SAN (red dedicada que ofrece almacenamiento por bloques a servidores). La nube guarda los datos en servidores de un proveedor. Los sistemas RAID combinan varios discos: RAID 0 reparte los datos (más velocidad, ninguna redundancia), RAID 1 los duplica en espejo y RAID 5 reparte datos y paridad entre al menos tres discos, de modo que soporta el fallo de uno.

Sistemas de archivos. Definen cómo se organizan los datos en un volumen: nombres, carpetas, atributos, permisos y espacio libre. Antes hay que particionar el disco. Con la tabla MBR solo caben cuatro entradas de partición (para más se usa una partición extendida con unidades lógicas); con GPT, asociada a UEFI, la especificación permite muchas más y Windows admite hasta 128. Los sistemas de archivos más citados son: FAT32, muy compatible pero con un límite de 4 GB por archivo; exFAT, pensado para memorias flash, que usa 64 bits para el tamaño y supera ese límite; NTFS, el de Windows, con registro de transacciones (journaling), permisos por usuario (listas de control de acceso), cifrado y compresión; ext4, el habitual en Linux, también con journaling; y APFS, el de Apple. Una memoria USB formateada en FAT32 no puede guardar un vídeo de 5 GB aunque tenga espacio libre.

Claves para el examen

• El núcleo o kernel es la parte central del sistema operativo.
• Funciones: procesos, memoria, archivos, entrada/salida, seguridad e interfaz.
• Memoria virtual: uso del disco como extensión de la RAM.
• MS-DOS: monousuario, monotarea, línea de comandos, FAT y nombres 8.3.
• UNIX: 1969, Laboratorios Bell (Thompson y Ritchie); multiusuario y multitarea; raíz «/».
• Linux: núcleo de Linus Torvalds (1991), licencia GPL, distribuciones; superusuario root.
• Windows actual desciende de Windows NT; sistema de archivos NTFS. Windows 10 sin soporte desde el 14/10/2025.
• macOS: base Darwin (tipo UNIX); APFS por defecto desde macOS 10.13.
• Android: núcleo Linux y código abierto (AOSP). iOS: Apple, propietario, App Store.
• RAM volátil; HDD magnético; SSD flash sin piezas móviles.
• NAS sirve archivos por la red; SAN ofrece bloques en una red dedicada.
• RAID 0 reparte (sin redundancia), RAID 1 espejo, RAID 5 paridad (mínimo tres discos).
• MBR: cuatro entradas de partición. GPT: Windows admite 128 particiones.
• FAT32: archivos de 4 GB como máximo; exFAT supera el límite; NTFS y ext4 con journaling.

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