El sistema operatiu és el conjunt dels diferents programes que controlen el funcionament d'un ordinador. Les seves funcions, entre d'altres, consisteixen a gestionar les transferències d'informació internes, procurar la comunicació de l'ordinador amb els operadors, controlar l'execució dels programes amb la detecció dels errors, encadenar automàticament les feines, optimitzar els recursos (memòria, unitat aritmètica, etc.), carregar i descarregar automàticament els programes en funció de l'espai de memòria i dels diferents perifèrics.
El sistema operatiu és el programari responsable de gestionar els recursos en un terminal (ja sigui un ordinador personal, un telèfon mòbil, etc.). El sistema operatiu actua com a amfitrió dels diversos programes d'aplicació que normalment corren sobre una màquina. Una de les principals funcions és gestionar els detalls de l'operació del maquinari, de manera que els diversos programes no se n'hagin d'ocupar, alleugerint i fent més fàcil així el procés de programació d'aquestes aplicacions. La gran majoria d'ordinadors, des de telèfons mòbil, ordinadors personals, videoconsoles fins a supercomputadors, usen algun tipus de sistema operatiu.
Els sistemes operatius ofereixen diversos serveis als programes d'aplicació i als usuaris. Les aplicacions poden accedir a aquests serveis a través d'API (application programming interfaces o interfície de programació d'aplicacions) o a través de crides de sistema. En sistemes mòbils i d'escriptori, la GUI (interfície gràfica d'usuari) acostuma a formar part del sistema operatiu, mentre que en sistemes més grans i multiusuari, la GUI s'implementa com un programa a part del sistema operatiu. Per a les funcions del maquinari (hardware) com d'entrada (input) i sortida (output) i l'assignació de memòria, el sistema operatiu actua com a intermediari entre els programes d'aplicació i el maquinari de l'equip. p. 6. p. 1
Alguns dels sistemes operatius més comuns són Microsoft Windows, GNU/Linux, Mac OS X; també Solaris. Microsoft Windows és el que té amb diferència més quota de mercat en els segments d'ordinadors de sobretaula i portàtils; Microsoft Windows és una família de sistemes operatius propietaris més utilitzat en els ordinadors personals i és el més habitual dels sistemes operatius per a ordinadors personals, amb un 90% de la quota de mercat. Per altra banda, en el segment de servidors i sistemes encastats, l'ús està dividit entre diversos sistemes operatius. Per la llista completa de sistemes operatius vegeu llista de sistemes operatius. miniatura|center|400px|El SO fa d'enllaç entre les aplicacions i el maquinari
Història dels sistemes operatius
Dècada del 1950 A mitjans de la dècada dels 1950 va aparèixer el transistor i va permetre construir computadors molt més fiables, petits i ràpids. Els càlculs es duien a terme en l'ordre dels microsegons o, el que és mateix, els processadors amb prou feines arribaven a velocitats d'un MHz. Això va permetre que es poguessin fabricar computadors comercials. Degut a l'alt preu dels primers computadors els primers usuaris van ser les grans corporacions i les institucions com l'exèrcit, les universitats i els governs.
Vistes les millores a nivell de maquinari, es va fer necessari desenvolupar els primers programes que permetessin rendibilitzar l'ús d'aquestes noves tecnologies. Van aparèixer els primers llenguatges de programació (FORTRAN, Pascal, Cobol…) i els primers programes per al desenvolupament d'aplicacions (carregadors, muntadors, compiladors, biblioteques de funcions matemàtiques i rutines per al controls de dispositius d'E/S). Aquests primers sistemes ja utilitzaven doncs les passes habituals del desenvolupament d'aplicacions amb llenguatges compilats (creació del codi font, compilació, execució i depuració). Aquests elements de programari normalment no es consideren part del Sistema Operatiu però si que podem considerar un sistema operatiu molt rudimentari el conjunt de rutines per treballar amb els dispositius d'entrada i sortida juntament amb les aplicacions que permetien carregar els programes a l'ordinador.
Dècada del 1960 i 1970 En els anys 60 es van produir canvis notoris en diversos camps de la informàtica: la multiprogramació, les tecnologies del temps compartit i la del temps real, i multiprocessador.
Multiprogramació. En un sistema multiprogramat la memòria principal alberga a més d'un programa d'usuari. La CPU executa instruccions d'un programa, quan el que es troba en execució realitza una operació d'E/S, en lloc d'esperar que acabi l'operació d'E/S, es passa a executar un altre programa. D'aquesta forma és possible, tenint emmagatzemat un conjunt adequat de tasques en cada moment, utilitzar de manera òptima els recursos disponibles.
Temps compartit. En aquests sistemes els programes dels diferents usuaris resideixen en la memòria. En realitzar una operació d'E/S els programes cedeixen la CPU a un altre programa, igual que en la multiprogramació. Però, a diferència d'aquesta, quan un programa fa un cert temps que s'està executant el sistema operatiu el deté perquè s'executi una altra aplicació.
Temps real. Aquests sistemes s'utilitzen en entorns on s'han d'acceptar i processar en temps molt breus un gran nombre de successos, la majoria externs a l'ordinador. Si el sistema no respecta les restriccions de temps en què les operacions han de lliurar el seu resultat es diu que ha fallat. El temps de resposta al seu torn ha de servir per resoldre el problema o fet plantejat. El processament d'arxius es fa d'una forma contínua, ja que es processa el fitxer abans que entre el següent, els seus primers usos van ser i continuen sent en telecomunicacions.
Multiprocessador. En els monoprocessadors, dos programes poden ser executats de manera simultània i, potencialment, poden interferir-se entre si, concretament en l'acció de les lectures i escriptures en memòria. Hi ha dues arquitectures que resolen aquests problemes: l'arquitectura NUMA –on cada processador té accés i control exclusiu a una part de la memòria–, i l'arquitectura SMP, on tots els processadors comparteixen tota la memòria. Cada microprocessador té la seva pròpia memòria cau local. Perquè un multiprocessador operi correctament necessita un sistema operatiu especialment dissenyat per a això. La majoria dels sistemes operatius actuals tenen aquesta capacitat.
Els sistemes operatius desenvolupats en aquest període, a més de l'Atles Supervisor i l'OS/360, a mitjans dels 60 apareix Multics, sistema operatiu multiusuari i multitasca desenvolupat pels laboratoris Bell d'AT&T i Unix, convertint-lo en un dels pocs SO escrits en un llenguatge d'alt nivell. En el camp de la programació lògica es va donar a llum la primera implementació de Prolog, i en la revolucionària orientació a objectes, Smalltalk i linux
El sistema operatiu SCOPE de procés per lots (Batch) es va usar en aplicacions científiques. Posteriorment va aparèixer el KRONOS (posteriorment NOS, acrònim en anglès per sistema operatiu per xarxes) desenvolupat per Control Data i la Universitat de Minnesota a la dècada dels 70 suportant temps compartit i per lots simultàniament. El sistema operatiu PLATO va ser àmpliament usat als EUA en tasques de simulació gràfica per entrenament i ensenyament.
MULTICS (múltiplex Information and Computing Service): Originalment era un projecte cooperatiu liderat per Fernando J. Corbató del MIT, amb General Electric i els laboratoris Bell, que va començar als anys 60, però els laboratoris Bell van abandonar el 1969 per començar a crear el sistema UNIX. Es va desenvolupar inicialment per al mainframe GE-645, un sistema de 36 bits; després va ser suportat per la sèrie de màquines Honeywell 6180. Va ser un dels primers. A més, els traduïa a instruccions d'alt nivell destinades a BDOS. BDOS (Basic Disk Operating System): Traductor de les instruccions en trucades a la BIOS.
Dècada del 1980 Amb la creació dels circuits LSI (integració a gran escala), xips que contenien milers de transistors en un centímetre quadrat de silici, va començar l'auge dels ordinadors personals. En aquests es va deixar una mica de banda el rendiment i es va buscar més que el sistema operatiu és amigable, sorgint menús, i interfícies gràfiques. Això reduïa la rapidesa de les aplicacions, però es tornaven més pràctics i simples per als usuaris. En aquesta època, van seguir utilitzant llenguatges ja existents, com Smalltalk o C, i van néixer altres nous, dels quals es podrien destacar: C++ i Eiffel dins del paradigma de l'orientació a objectes, i Haskell i Miranda en el camp de la programació declarativa. Un avenç important que es va establir a mitjans de la dècada de 1980 va ser el desenvolupament de xarxes de computadores personals que corrien sistemes operatius en xarxa i sistemes operatius distribuïts. En aquesta escena, dos sistemes operatius eren els majoritaris: MS-DOS (Micro Soft Disk Operating System), escrit per Microsoft per a IBM PC i altres ordinadors que utilitzaven la CPU Intel 8088 i els seus successors, i UNIX, que dominava en els ordinadors personals que feien ús del Motorola 68000.
El llançament oficial de l'ordinador Macintosh el gener de 1984, al preu de 1.995 dòlars EUA (després canviat a 2.495 dòlars) . Incloïa el seu sistema operatiu Mac OS la característiques noves era una GUI (Graphic User Interface), Multitasca i Mouse. Va provocar diferents reaccions entre els usuaris acostumats a la línia d'ordres i alguns ratllant l'ús del Mouse com joguina. [Edita] MS-DOS
El 1981 Microsoft va comprar un sistema operatiu anomenat QDOS que, després de realitzar unes poques modificacions, es va convertir en la primera versió de MS-DOS (MicroSoft Disk Operating System). A partir d'aquí es van succeir una sèrie de canvis fins a arribar a la versió 7.1, versió 8 en Windows Milenium, a partir de la qual MS-DOS va deixar d'existir com un component del sistema operatiu.
A mitjans dels anys 80 es crea aquest sistema operatiu, però no és fins a la sortida de Windows 95 que se'l pot considerar un sistema operatiu, només era una interfície gràfica del MS-DOS. Avui en dia és el sistema operatiu més difós en l'àmbit domèstic encara que també hi ha versions per a servidors com Windows NT. Microsoft ha dissenyat també algunes versions per superordinadors, però sense gaire èxit. Anys després es va fer el Windows 98 que era el més eficaç d'aquesta època Després es crearia el sistema operatiu de Windows ME (Windows Millenium Edition) aproximadament entre l'any 1999 i l'any 2000. Un any després es crearia el sistema operatiu de Windows 2000 en aquest mateix any. Després li seguiria el sistema operatiu més utilitzat en l'actualitat, Windows XP i altres sistemes operatius d'aquesta família especialitzats en les empreses. Ara el més recent és Windows 7 (Windows Seven) que va sortir al mercat el 22 d'octubre del 2009, deixant enrere al Windows Vista, que va tenir innombrables crítiques durant el poc temps que va durar en el mercat. Ara s'estan desenvolupant actualitzacions de Windows 7.
Dècada del 1990 La gran novetat és l'aparició de GNU/Linux. Aquest sistema és similar a Unix, basat en l'estàndard POSIX, un sistema que en principi treballava sols en mode de línia d'ordres. La incorporació de les Xlib i l'evolució dels gestors de finestres permet l'opció d'utilitzar un entorn d'escriptori com ara LXDE, GNOME, KDE, XFCE. Recentment GNU/Linux disposa de programes que converteixen les finestres en un entorn 3D com ara Beryl o Compiz, i això permet utilitzar Linux d'una manera visual atractiva.
Funcions bàsiques Els sistemes operatius, en la seva condició de capa programari que possibiliten i simplifica el maneig de la computadora, ocupen una sèrie de funcions bàsiques essencials per a la gestió de l'equip. Entre les més destacables, cadascuna exercida per un component intern (mòdul en nuclis monolítics i servidor en micronuclis), podem ressenyar les següents:
Proporcionar més comoditat en l'ús d'un computador.