Presentación Estratos o Capas de los Sistemas Operativos

Sistemas Electrónicos para Informática

Santiago Monfil Emilio Alajeandro 23TE0030

Presentación

Estratos o capas de los sistemas Operativos

Medina Cantellano Janeth 23TE0076

En esta presentación hablaremos sobre los sistemas operativos ya que son fundamentales para gestionar el hardware y software de un ordenador, actuando como intermediarios entre el usuario y el hardware. Se organizan en capas, cada una con funciones específicas que garantizan el funcionamiento eficiente del sistema, desde la gestión de procesos y memoria hasta la interfaz de usuario.

Introducción

Función Principal

• Administrar los recursos del sistema (CPU, memoria, almacenamiento, etc.)

• Proveer una interfaz de usuario para interactuar con el hardware.

Ejemplos: Windows, Linux, macOS, Android, iOS.

Un sistema operativo (SO) es un software que actúa como intermediario entre el hardware de la computadora y el usuario final, gestionando los recursos de hardware y proporcionando servicios comunes a los programas de aplicación.

Sistemas Operativos

Arquitectura de Capas de los Sistemas Operativos

• Modularidad: Facilita el desarrollo y mantenimiento.

• Encapsulamiento: Cada capa puede ser modificada sin afectar las demás.

• Seguridad y aislamiento: Restringe el acceso directo al hardware.

La arquitectura en capas divide un sistema operativo en diferentes niveles o estratos, donde cada capa tiene una responsabilidad específica y está construida sobre la capa anterior

Objetivo

Gestion de Procesos

• Descripción: Se encarga de la creación, planificación y terminación de procesos.
• Función: Asegura que los procesos se ejecuten de manera eficiente y sin conflictos.
• Su principal responsabilidad es controlar y coordinar la ejecución de los procesos en el sistema.

Capas principales de un Sistema Operativo

Núcleo (Kernel)

Hardware

• Descripción: Corazón del sistema operativo.
• Funciones:
• Gestión de procesos.
• Gestión de memoria.
• Gestión de dispositivos(Drivers).
• Gestión de archivos y sistemas de archivos.

• Interacción: Se comunica directamente con el hardware.

• Descripción: Base del sistema operativo.
• Componentes fisicos: CPU, memoria, dispositivos de almacenamiento, periféricos, dispositivos de entrada/salida, etc.
• Función: Proporcionar los recursos físicos necesarios para el funcionamiento del sistema.

• Proporciona la base sobre la cual el sistema operativo se ejecuta.

Servicios del Sistema

• Descripción: Proporciona servicios a aplicaciones y usuarios.
• Funciones:
• Gestión de archivos.
• Gestión de redes.
• Seguridad y control de acceso.

Proporciona herramientas y servicios adicionales que facilitan la administración y el control del sistema.

Capas principales de un Sistema Operativo

Gestión de Archivos

Gestión de Memoria

• Descripción: Controla la creación, eliminación y acceso a los archivos.
• Función: Proporciona una estructura para almacenar y organizar datos en dispositivos de almacenamiento.
• Es fundamental para organizar, almacenar y acceder a los datos de manera eficiente.

• Descripción: Controla la creación, eliminación y acceso a los archivos.
• Función: Proporciona una estructura para almacenar y organizar datos en dispositivos de almacenamiento.
• Es crucial para asegurar que los recursos de memoria se utilicen de manera eficiente y efectiva.

Capas principales de un Sistema Operativo

Aplicaciones de Usuario

Interfaz de Usuario

• Descripción: Incluye programas de aplicación como navegadores web, editores de texto, juegos, etc.
• Función: Contiene aplicaciones que utilizan los servicios del sistema operativo.
• Interacción: Estas aplicaciones interactúan con el sistema operativo a través de llamadas al sistema y APIs.

• Ejemplos: Software de productividad, navegadores web, juegos.

• Descripción: Es la capa más alta y es la que interactúa directamente con el usuario.
• Función: Proporciona herramientas y interfaces para que los usuarios puedan interactuar, como las interfaces gráficas y las líneas de comandos.
• Tipos:
• Interfaz de Línea de Comandos (CLI): ej. Bash, PowerShell.
• Interfaz Gráfica de Usuario (GUI): ej. Windows Explorer, macOS Finder.

Ejemplos de Sistemas Operativos en Capas

• Unix/Linux: Sigue una estructura de capas con un núcleo monolítico (kernel) y herramientas de usuario en capas superiores.

• Windows NT: Utiliza una arquitectura híbrida que incorpora capas pero también permite algunas funciones directas entre ellas para mejorar el rendimiento.

• macOS: Basado en Unix, con una estructura de capas que incluye un núcleo llamado XNU y componentes adicionales como el sistema gráfico.

Ventajas de la Arquitectura en Capas

• Modularidad: Facilidad para realizar modificaciones o actualizaciones en una capa sin afectar a las demás.

• Mantenibilidad: Permite localizar errores o fallos de forma más sencilla.

• Seguridad: Restringe el acceso directo al hardware y otros recursos críticos.

• Portabilidad: Hace que el sistema operativo sea más fácil de portar a diferentes plataformas de hardware.

Silberschatz, A., Galvin, P. B., y Gagne, G. (2018). Conceptos de Sistemas Operativos (10.ª ed.). Tanenbaum, A. S., y Bos, H. (2015). Sistemas Operativos Modernos (4.ª ed.).Documentación oficial de Linux Kernel.Microsoft Docs: Windows Kernel-Mode.Tanenbaum, A. y Escalona, R. (2009). Sistemas Operativos Modernos (3ra ed.) Madrid España. Prentice Hall. 3900

Referencias

La arquitectura en capas proporciona un enfoque estructurado para diseñar sistemas operativos, mejorando significativamente la modularidad, seguridad y mantenibilidad. Este enfoque permite dividir el sistema operativo en diferentes niveles, cada uno con responsabilidades específicas, lo que facilita la identificación y resolución de problemas, así como la implementación de mejoras y actualizaciones. Comprender estas capas es crucial para los desarrolladores, ya que les permite diseñar aplicaciones más eficientes y seguras. Además, este conocimiento facilita el aprendizaje y la gestión del sistema operativo, permitiendo a los desarrolladores optimizar el rendimiento y la seguridad de sus aplicaciones. En resumen, la arquitectura en capas no solo mejora la calidad del sistema operativo, sino que también potencia las habilidades de los desarrolladores en la creación de software robusto y seguro.

Conclusión