5. Servicios del sistema
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Un sistema operativo proporciona un entorno para la ejecución de programas. Ese entorno debe proporcionar ciertos servicios a los programas y a los usuarios de esos programas. Estos servicios son proporcionados gracias al funcionamiento coordinado de los diferentes componentes del sistema.
Aunque cada sistema operativo proporciona servicios diferentes, es posible identificar unas pocas clases comunes.
5.1. Servicios que garantizan el funcionamiento eficiente del sistema
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Asignación de recursos. Cuando hay múltiples usuarios o múltiples trabajos ejecutándose los recursos deben ser asignados a cada uno de ellos.
Ejemplos de estos recursos son la CPU —asignada por el planificador de la CPU del gestor de procesos— la memoria principal —asignada por el gestor de memoria— y el almacenamiento de archivos —asignada por el sistema de archivos y el gestor del almacenamiento secundario—. Esta asignación debe hacerse con el fin de garantizar la máxima eficacia del sistema.
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Monitorización. Es normal querer hacer seguimiento de los recursos que los usuarios usan y en qué cantidad. Esto puede ser útil para facturar a los usuarios por el uso de los recursos —por ejemplo, facturar por el tiempo de CPU— para configurar el sistema mejorando el rendimiento o para limitar cuánto de cada recurso puede usar cada usuario como máximo.
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Protección y seguridad. Protección implica asegurar que el acceso a los recursos del sistema está controlado. Por ejemplo, que la información almacenada en un sistema multiusuario solo pueda ser accedida por su propietario o que un proceso no pueda interferir con otro o con el sistema operativo. La seguridad del sistema respecto a los agentes exteriores también es importante. Empieza obligando a los usuarios a autenticarse en él para obtener acceso a los recursos del mismo, pero incluye defender de intentos de acceso inválidos a través de la red.
5.2. Servicios útiles para el usuario
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Interfaz de usuario. Los sistemas operativos diseñados para que los usuarios interactúen con ellos deben proporcionar una interfaz de usuario adecuada, que puede tener diferentes formas según el propósito del sistema.
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Operaciones de E/S. Un programa puede necesitar realizar operaciones de E/S que pueden involucrar a archivos o a dispositivos de E/S. Por eficiencia y protección un usuario, normalmente los procesos no puede tener acceso directo a los dispositivos; por lo que el sistema operativo debe proporcionar medios para solicitar estas operaciones a los componentes correspondientes del sistema operativo.
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Manipulación de sistemas de archivos. Los programas necesitan leer y escribir archivos y directorios, crearlos y borrarlos por nombre, buscar un archivo dado y listar información acerca del mismo.
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Comunicaciones. Los procesos necesitan poder intercambiar información entre ellos, tanto si se ejecutan en el mismo ordenador, como en diferentes equipos unidos por una red.
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Detección de errores. El sistema operativo necesita tener conocimiento de los posibles errores y para cada tipo de error debe tomar la acción apropiada para asegurar una computación consistente y segura. Por ejemplo, puede haber errores del hardware —como fallos de energía o errores en la memoria— en la E/S —como errores de paridad o falta de papel en la impresora— y en los programas de usuario —como desbordamientos aritméticos o accesos ilegales a la memoria—.
5.3. Interfaz de usuario
La interfaz de usuario es un servicio fundamental para todos los sistemas diseñados para que los usuarios interactúen con ellos directamente, por lo que nos vamos a detener un poco más en él.
Las interfaces de usuario pueden ser de diferentes tipos:
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Interfaz de línea de comandos o intérprete de comandos, que permite que los usuarios introduzcan directamente los comandos que el sistema operativo debe ejecutar. En algunos sistemas este tipo de interfaz se incluye dentro del núcleo, pero en la mayor parte —como MS-DOS y UNIX— se trata de un programa especial denominado shell que se ejecuta cuando un usuario inicia una sesión.
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Interfaz de proceso por lotes, en la que los comandos y directivas para controlar dichos comandos se listan en archivos que posteriormente pueden ser ejecutados. Este tipo de interfaz es la utilizada en sistemas no interactivos, como los antiguos sistemas de procesamiento por lotes y los sistemas multiprogramados.
También suele estar disponible en los sistemas de tiempo compartido y en los sistemas de escritorio modernos, junto con algún otro tipo de interfaz de usuario. Por ejemplo, la shell de los sistemas UNIX permite indicar comandos uno a uno —de forma interactiva— pero también permite usar scripts —un archivo con una lista de órdenes para que se ejecuten automáticamente de principio a fin—.
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Interfaz gráfica de usuario o GUI (Graphical User Interface) que permite a los usuarios utilizar un sistema de ventanas y menús controlable mediante el ratón.
Puesto que la interfaz de usuario puede variar de un sistema a otro, y de un usuario a otro dentro del mismo sistema, no se suele etiquetar como un componente básico del sistema operativo, sino como un servicio ofrecido por el sistema operativo.
Aparte de la interfaz de usuario, cualquier sistema operativo moderno incluye una colección de programas del sistema. El papel de estos programas del sistema es proporcionar un entorno conveniente para la ejecución y desarrollo de programas. Entre los programas del sistema se suelen incluir aplicaciones para manipular archivos y directorios, programas para obtener información sobre el estado del sistema —como la fecha y hora o la memoria y el espacio en disco disponible— herramientas de desarrollo —como intérpretes, compiladores, enlazadores y depuradores— programas de comunicaciones —como clientes de correo electrónico y navegadores web— etc.
Además, muchos sistemas operativos disponen de programas que son útiles para resolver los problemas más comunes de los usuarios. Entre estos programas se suelen incluir: editores de archivos de texto y procesadores de texto, hojas de cálculo, sistemas de base de datos, juegos, etc. A esta colección de aplicaciones se la suele conocer con el término de utilidades del sistema o programas de aplicación.