Sistema informático: componentes, funciones y estructura del sistema operativo

Componentes básicos del sistema informático

El sistema informático está compuesto por tres componentes básicos:

• Componente hardware (HW)

  Incluye placas, circuitos integrados y demás elementos físicos.

• Componente lógico — software (SW)

  Permite disponer de un lenguaje para comunicarse con el hardware. Existen dos tipos de software:

  • Software de base: conjunto de programas para que el hardware tenga capacidad de trabajar. Recibe el nombre de sistema operativo (SO).
  • Software de aplicación: programas que maneja el usuario.

• Componente humano

  Son las personas que participan en la dirección, diseño, desarrollo, implantación y explotación de un Sistema de Información (SI).

Recursos gestionados por el sistema operativo

Los recursos de hardware y software que gestiona el sistema operativo (SO) son:

• Procesador
• Memoria interna
• Periféricos de E/S (entrada/salida)
• Información

Objetivos del sistema operativo

El SO tiene dos objetivos principales:

• Seguridad: debe actuar contra cualquier manipulación extraña que pudiera dañar la información y llevar a cabo la recuperación de errores.
• Abstracción: ocultar los detalles de más bajo nivel intentando dar una visión más sencilla y global, ofreciéndoles a los usuarios operaciones para manipular dichas estructuras ocultas.

Funciones del sistema operativo

Las funciones principales del Sistema Operativo son:

• Control de ejecución de los programas: acepta los trabajos, administra la manera en que se realizan, asigna recursos y los conserva hasta su finalización.
• Administración de periféricos: coordina y manipula los dispositivos conectados al equipo.
• Gestión de permisos: adjudica los permisos de acceso a los usuarios y evita que las acciones de uno afecten al trabajo de otro.
• Control de concurrencia: establece prioridades cuando diferentes procesos solicitan el mismo recurso.
• Control de errores: gestiona los errores de hardware y la pérdida de datos.
• Administración de memoria: asigna memoria a los procesos y gestiona su uso.
• Control de seguridad: debe proporcionar seguridad tanto para los usuarios como para el software y la información almacenada en los sistemas.

Estructura del sistema operativo: 5 niveles

La estructura del SO se organiza en 5 niveles (N1 a N5):

• N1 — Gestión del procesador

  En este nivel se encuentra el kernel, que es la parte del SO encargada de la gestión de la CPU. Se ocupa de funciones básicas como:

  • Comunicación y conmutación de procesos.
  • Control de interrupciones.
  • Manejo de condiciones de error.

• N2 — Gestión de memoria

  Encargado de repartir la memoria disponible entre los procesos. Realiza funciones de asignación y liberación de memoria y controla la violación de acceso a zonas de memoria no permitidas.

• N3 — Gestión de procesos

  Responsable de la creación y destrucción de procesos, del intercambio de mensajes y de la detección y arranque de los mismos.

• N4 — Gestión de dispositivos

  Realiza la gestión de la E/S en función de los dispositivos existentes. Se encarga de la creación de procesos (relacionados con E/S), asignación y liberación, y planificación de E/S.

• N5 — Gestión de información

  Se encarga de gestionar el espacio de nombres lógicos utilizados para simplificar el acceso a los recursos de forma totalmente transparente para el usuario. Además, realiza la protección de la información mediante funciones de:

  • Creación y destrucción de ficheros y directorios.
  • Lectura y escritura.
  • Protección de acceso.

Resumen

En conjunto, hardware, software y componente humano conforman el sistema informático. El sistema operativo actúa como intermediario, gestionando recursos, proporcionando seguridad y ocultando complejidad mediante abstracción para que los usuarios y las aplicaciones interactúen de forma ordenada y segura.