Sistemas operativos: funciones y arquitectura

El sistema operativo es un software principal, básico e imprescindible para que funcione un ordenador. Posee un conjunto de programas y funciones que sirven para gestionar el funcionamiento del hardware y que da servicios al resto del software, conformando un entorno integrado de trabajo para el usuario.

Sus funciones principales son:

  • Proveer de formas de comunicación entre el usuario y el equipo, ofreciendo elementos visuales, como las ventanas, los iconos o los botones, y otra serie de mecanismos. Es lo que se denomina interfaz de usuario, que aunque normalmente es gráfica, en los sistemas operativos que se manejan sólo con comandos es textual.
  • Controlar el funcionamiento de los dispositivos que forman parte del ordenador, tanto internos como externos. Con ello el usuario los utiliza sin preocuparse de su funcionamiento interno.
  • Gestionar tanto la instalación como la ejecución de los distintos programas instalados, administrando los recursos de hardware que utilizan (memoria, microprocesador, etc.) y controlando que su funcionamiento sea correcto.
  • Controlar el proceso de almacenamiento de información en las distintas unidades de almacenamiento, así como los movimientos de información que se producen en el sistema.

Arquitectura de un sistema operativo

El sistema operativo es un software complejo que se encarga de que funcionamiento del equipo sea el correcto. Al usuario le ofrece una interfaz para controlarlo y una serie de aplicaciones y utilidades con las que gestionarlo. Pero el funcionamiento debajo de todo esto es mucho más complicado. Se encarga, por ejemplo, de que puedan ejecutarse a la vez varios programas en el microprocesador sin que el usuario note interrupciones en ellos, de que se puedan tener distintos ficheros y programas cargados en la memoria sin que haya errores, que la pulsación de una tecla se traduzca en una operación en el equipo, de que se quede correctamente guardada la información, que se puedan instalar nuevos programas, etc. y todo ello sin que el usuario tenga que preocuparse por su funcionamiento interno.

Un sistema operativo se considera clásicamente estructurado en tres capas:

  • Núcleo o kernel: Se trata de la parte del sistema operativo dedicada a comunicarse directamente con el hardware de la máquina. Se dice que es software de bajo nivel pues el tipo de operaciones que se realizan son instrucciones sencillas a los dispositivos.
  • Servicios: Sirve de capa intermedia entre el software de bajo nivel y el de alto. Ofrece una serie de operaciones a las capas más altas para la gestión de recursos en el equipo, pero con instrucciones más complejas y sofisticadas que equivalen a muchas pequeñas operaciones sobre el hardware. Aquí estarían la gestión de memoria, la de procesos o la posibilidad de comunicarse con los dispositivos.
  • Interfaz de usuario o shell: Es la parte que el usuario trata directamente. Sería el conjunto de operaciones que nos permite realizar directamente el sistema operativo, con sus iconos, ventanas y menús. Aquí se hace uso de los servicios.

Los distintos programas que utiliza el usuario se situarían por encima de los servicios, haciendo uso de ellos. No obstante, hay muchos que interactúan con la interfaz, y todos se abren a través de ellas. Podemos representar esta estructura con un esquema como el de abajo, donde la parte coloreada sería el sistema operativo.

Arquitectura del sistema operativo

Arquitectura del sistema operativo

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