Tipos de Sistemas Operativos


Artículo actualizado con fecha 12/11/2014


Sistemas Monotarea o Monoprogramados.


Como su nombre señala, sobre un sistema monotarea sólo es posible ejecutar uno (digamos A) de los procesos cargados en memoria principal. Cuando A finalice por completo, el sistema operativo dará paso al siguiente proceso (digamos B), y así sucesivamente. Luego vemos que los procesos se ejecutan en serie, es decir, se trata de un sistema de explotación secuencial.


Sistemas Multitarea o Multiprogramados.


Ofrecen soporte para la ejecución en paralelo (simultánea) de varios procesos. Si la computadora dispone de una CPU para cada proceso, entonces hablamos de paralelismo real. En cambio, si la computadora tiene una única CPU, al sistema operativo no le quedará más remedio que repartir el tiempo de ejecución de esa única CPU entre todos los procesos puestos en explotación, con el objetivo de aproximarse lo más posible a lo que sería la situación ideal: paralelismo real. En la práctica lo que se hace es intercalar la ejecución de pequeños fragmentos de los procesos en explotación. Por tanto, cada proceso concluirá cuando lo haga la última instrucción-máquina del último de sus fragmentos. Hablamos, así, de paralelismo virtual o paralelismo emulado.

Algunos sistemas operativos multitarea van más allá y descomponen cada proceso en unidades de ejecución llamadas hebras (hilos, procesos ligeros, subprocesos o threads), a las cuales aplican el concepto de multitarea. En la práctica ello supone que la CPU ejecute fragmentos de hebras, en lugar de fragmentos de procesos completos. Una ventaja de estos sistemas, referidos como multihebra, es que el cambio entre hebras tiene un coste temporal reducido.

En el contexto de los sistemas operativos multitarea es frecuente el uso del término concurrencia para referirse tanto al paralelismo real, como al paralelismo virtual o emulado.


Sistemas Monousuario o Monopuesto


Se dice sistema operativo monousuario de aquel que, o bien sólo contempla el uso de la computadora por parte de un usuario; o aún cuando gestione formalmente varios usuarios, sólo uno de ellos pueda interactuar con la máquina en cada instante de tiempo.


Sistemas Multiusuario o Multipuesto

Por contra, se llama sistema operativo multiusuario al que se instala sobre una computadora aislada (host) y permite el uso simultáneo de la misma por parte de dos o más usuarios.

Sistemas Monoprocesador o Monoproceso.


Dícese de aquellos sistemas operativos que sólo pueden gestionar un procesador. Así, con independencia del número de procesadores instalados en la computadora, todos los procesos (del sistema y de los usuarios) serán tomados siempre por el mismo procesador.


Sistemas Multiprocesador o Multiproceso.


A medida que crece el número de usuarios de un sistema de computación, o bien las necesidades de los mismos, crece también el número de procesos a ejecutar. Así las cosas puede llegar un momento en que un sistema operativo monoprocesador pueda verse «desbordado» en su labor. ¿Qué podemos hacer entonces?. Pues lo que ya se imagina usted… En primer lugar, y a nivel de hardware, incorporar más (y mejores) procesadores. En segundo lugar, «vestir» al sistema físico con un sistema operativo multiprocesador que sea verdaderamente capaz de aprovechar todos los procesadores instalados.

En cuanto al comportamiento del sistema operativo en presencia de múltiples procesadores, dos son las configuraciones básicas que han sido adoptadas: asimétrica (maestro/esclavo) y simétrica.

· Los sistemas operativos multiprocesador asimétricos (AMP) acaparan toda la potencia de cálculo de una CPU única (maestra) y desde allí dividen el potencial del resto de CPU´s (esclavas) entre los procesos de los usuarios.

· Los sistemas operativos multiprocesador simétricos (SMP) sitúan todas las CPU´s al mismo nivel, en el sentido de que todas ellas estarán disponibles para ejecutar tanto procesos del sistema, como procesos de los usuarios. Además, un mismo proceso podrá ser ejecutado por distintas CPU´s.


Sistemas Batch.


Los procesos que se ejecutan bajo la supervisión de un sistema operativo de tipo batch puro verifican:

· Son tratados en grupos (lotes) y ejecutados secuencialmente.

· No necesitan sus resultados de forma inmediata.

· Son ejecutados con muy poca prioridad.

· Durante su ejecución no interviene el usuario; éste se limita a lanzar los procesos y esperar una respuesta. Este aspecto los diferencia de los procesos interactivos u on-line. En este caso el usuario ejecuta un programa e interactúa con él mediante la terminal, tecleando la información que el programa solicite y examinando los resultados que van apareciendo.

· Aprovechan los tiempos en que el procesador está más ocioso para ejecutarse; por ejemplo, a la hora del almuerzo o por la noche.

Algunos ejemplos de procesos batch son:

- Copias de seguridad (backup) diarias.

- Emisión de un listado de clientes.

- Emisión de facturas.

- Los archivos .BAT de MS-DOS/Windows y los shell-scripts de Unix/Linux.

- Un archivo de lotes que automatice las fases de desarrollo de un programa: edición, compilación, enlace, ejecución y depuración.

Otras denominaciones de sistemas batch incluyen sistemas de procesamiento por lotes y sistemas fuera de línea u off-line.


Sistemas de Tiempo Compartido.

Son sistemas multiusuario pensados desde sus orígenes (Unix) para ser explotados en modo interactivo o conversacional. En un sistema de tiempo compartido típico la columna vertebral de la planificación de procesos es el algoritmo RR.


Sistemas de Tiempo Real.

Los procesos que se ejecutan en el seno de un sistema operativo de tiempo real (RTS, Real Time System) requieren tiempos de respuesta muy exigentes (muy bajos). Dicho de forma más cruda: o los resultados se dan dentro de los márgenes de tiempo prestablecidos, o las consecuencias son muy trágicas para las personas, para las cosas, para los datos, etc.

Veamos algunos campos de aplicación:

- Lanzamiento de un satélite.

- Automoción.

- Navegación aérea.

- Monitorización médica.

- Transacciones bancarias.

- Control de procesos industriales.

- Armamento.

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