Componentes de un Sistema Operativo.

Componentes de un Sistema Operativo

Pablo Sánchez Rivera

Fundamentos de Sistemas Operativos

Instituto IACC

06 de abril de 2016

Definición de Sistema Operativo:

El sistema operativo se considera que es el software más importante de un computador, es el encargado de la comunicación entre hardware y software.

Del hardware y su relación con el sistema operativo podemos destacar que el sistema operativo controla las operaciones del computador y los servicios que nos permiten utilizar la CPU y los recursos del equipo, como el disco duro y otros dispositivos como teclado, impresoras, mouse, etc. Por otra parte, del Software podemos destacar que el sistema operativo es el encargado de administrar la interfaz de usuario y todas las aplicaciones que requiere el usuario para cumplir con sus labores diarias, procesar texto, planillas de cálculo, correo electrónico, etc.

Resumiendo, podemos decir que el sistema operativo es un gran gestor de recursos, el que administra ordenando y controlando procesadores, memorias y dispositivos de entrada/salida y proporciona la base para el funcionamiento de todos programas que utilizaremos, logrando el correcto funcionamiento de todos ellos.

Funciones de los Sistemas Operativos:

El sistema operativo tiene como objetivo principal el manejo de 6 funciones básicas para lograr una correcta administración de todos los componentes de un computador desde el control y ordenamiento de la información, y también las partes de hardware como memorias y los dispositivos de entrada y salida, a continuación nombraremos estas 6 funciones fundamentales:

• Procesos: son programas de ejecución, que tienen asociado un espacio de dirección que contiene el programa ejecutable con sus datos y su pila y una lista de ubicación de memoria con un valor mínimo y máximo predeterminado y a la vez un conjunto de recursos que usualmente incluyen registros. Se puede resumir que un proceso es un contenedor que almacena toda la información para ejecutar un programa correctamente.
• Espacio de direcciones: los computadores utilizan un espacio de memoria para mantener los programas en ejecución. En un sistema operativo simple solo se ejecuta un programa a la vez, por lo que para ejecutar otro debe cerrarse el primero, para los sistemas operativos que ejecutan más de un programa a la vez se necesita implementar un mecanismo de protección a nivel de hardware que es controlado por el sistema operativo para evitar que se interfieran entre sí.
• Archivos: una las principales funciones de un sistema operativo es el manejo de archivos (crear, eliminar, leer y editar). El sistema operativo entrega un lugar donde almacenarlos que se denominan directorios, que agrupan los archivos según la necesidad el sistema operativo entrega a cada archivo un nombre de ruta único para que se pueda ubicar este archivo en el directorio.
• Entrada / Salida: los computadores cuentan con dispositivos físicos que permiten entradas y generan salidas, es tarea del sistema operativo administrar estos recursos

• Dispositivos de entrada: teclado, mouse, lector de barras, etc…
• Dispositivos de salida: impresoras, monitores.

• Protección: El sistema operativo provee y administra la seguridad y protección de los todos la información de vital importancia para su dueño, como por ejemplo, correos electrónicos, archivos de texto, fotografías, etc.
• Shell: es el código que realiza llamadas del sistema, que no forman parte del sistema operativo aun cuando son importantes para su funcionamiento entre los que podemos nombrar a editores, compiladores ensambladores e intérpretes de comando también podemos decir que actúa como intermediario entre el usuario y el sistema operativo.

Tipos de Sistemas Operativos

Desde la creación y utilización de los sistemas operativos han existido una gran variedad de ellos, a continuación se mencionan algunos de los más destacados:

• Sistemas operativos mainframe: orientados hacia el procesamiento de gran cantidad de trabajos a la vez, por lo que requieren muchas operaciones de entrada y salida.
• Sistemas operativos de servidores: su función principal es dar servicio a múltiples usuarios a través de una red y permiten compartir recursos de software y hardware, como Linux Red Hat o Windows Server.
• Sistemas operativos de multiprocesadores: estos son una variación de los sistemas operativos de servidores con enfoque en procesos de comunicación, conectividad y consistencia, son utilizados en sistemas con varios computadores conocidos como multiprocesadores, existiendo una gran variedad sistemas operativos que trabajaban con multiprocesadores, como Linux y Windows.
• Sistemas operativos de computadores personales: principalmente diseñado para dar soporte a un solo usuario, y utilizado principalmente para procesamiento de texto y acceso a internet.
• Sistemas operativos de computadoras de bolsillo: estos generalmente están en dispositivos como teléfonos celulares con sus principales usos como fotografía digital y acceso a internet. Los más conocidos son Android, iOS y Windows Mobile.
• Sistemas operativos integrados (embedded): su uso está dado para dispositivos que no son considerados como computadores, estos no aceptan instalar software por parte del usuario. Por ejemplo: hornos de microondas y lavadoras.

Estructuras de Un sistema Operativo

Desde el punto de vista abstracto, la estructura en un sistema operativo tiene 3 partes principales:

1. El núcleo o kernel, que se considera el corazón del sistema operativo es el encargado de controlar las operaciones del computador y entrega las funciones y servicios que permiten utilizar la CPU y los recursos del equipo.
2. Los programas que no pertenecen al kernel, estos programas no interactúan con el hardware del equipo, sino que utilizan los recursos de los programas de kernel.
3. Los programas de interfaz de usuario, proporcionan interfaz de línea de comandos o interfaz grafica, que le permiten al usuario interactuar para el uso de recursos y servicios. En estos programas de interfaz usuario podemos destacar el Shell y que nos ayuda a la ejecución de programas como el navegador web, procesadores de texto, entre otros y nos da la base para el funcionamiento de todas  las aplicaciones de software.

De las estructuras de sistemas operativos podemos diferenciarlas en las siguientes:

1. Sistemas Operativos con estructura monolítica: los primeros sistemas operativos tenían esta estructura las cuales solo tenían un módulo o núcleo. Esto quiere decir que existían el hardware de la maquina, su sistema operativo y el programa del usuario con su correspondiente interfaz lo que permitía realizar operaciones únicas.

1. Sistemas Operativos Basados en kernel: el que nos brinda un conjunto de funciones y servicios para apoyar el funcionamiento del sistema operativo. Si queremos dar una visión abstracta de este tipo de sistema operativo, podríamos decir que esta el hardware y su sistema operativo conteniendo el kernel, los módulos no kernel y la interfaz de usuario, la que nos da la comunicación con los programas que utiliza el usuario.

De estos sistemas operativos basados en kernel podemos mostrar estos 2 ejemplos:

1. Arquitectura de UNIX: sistema operativo que tiene 2 componentes, la administración de archivos y la de procesos que son activados por interrupciones a nivel de hardware y llamadas por los programas no kernel del sistema operativo.

1. Arquitectura de Windows: La capa de abstracción de hardware se comunica con el hardware y el kernel junto con los controladores de dispositivos administran múltiples procesadores y las interfaces que E/S, lo que protege a kernel de las arquitecturas específicas lo que da una gran portabilidad.

1. Sistemas Operativos Basados en microkerrnel: la estrategia de código dependiente de la arquitectura kernel, proporciona una buena portabilidad, pero también incluye código independiente que requiere un kernel de gran tamaño lo que resulta en una desventaja a lo que portabilidad se requiere, por lo mismo microkernel fue desarrollado para superar estas desventajas. Microkernel es una parte central del código del sistema operativo que aumenta la portabilidad y confiabilidad de este.

Referencias

IACC (2014). Componentes de un sistema operativo. Fundamentos de Sistemas Operativos. Semana 1.

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