¿Qué Hacen los Sistemas Operativos?

¿Qué Hacen los Sistemas Operativos?

• Un sistema operativo (SO) es un software que administra el hardware de una computadora y proporciona una base para ejecutar aplicaciones.
• El SO actúa como intermediario entre el usuario y los recursos de hardware.
• Sus funciones principales incluyen la gestión de recursos (CPU, memoria, almacenamiento, E/S), la interacción usuario-sistema (GUI o CLI) y la ejecución de programas.
• Desde la vista del usuario, el SO facilita una interacción sencilla y eficiente con el sistema.
• Desde la vista del sistema, el SO optimiza la administración del hardware y los recursos computacionales.

Organización del Sistema de Cómputo

• Los sistemas computacionales están formados por hardware (CPU, memoria, E/S), el sistema operativo, programas de aplicación y usuarios.
• El hardware incluye la CPU, la memoria y los dispositivos de entrada/salida.
• El sistema operativo es el software que gestiona el hardware y proporciona servicios.
• Los programas de aplicación son aplicaciones como procesadores de texto, navegadores y videojuegos.
• Los usuarios interactúan con la computadora.

Arquitectura del Sistema de Computadoras

• Existen sistemas monoprocesador con una sola CPU.
• Tambien existen sistemas multiprocesador con varias CPUs que trabajan en conjunto.
• Sistemas en clúster donde varias computadoras conectadas trabajan como una sola unidad.

Operaciones del Sistema Operativo

• La multiprogramación permite ejecutar múltiples programas en la memoria simultáneamente para maximizar el uso de la CPU.
• La multitarea alterna rápidamente entre tareas para proporcionar una experiencia fluida al usuario.
• El modo dual (usuario y kernel) protege el sistema restringiendo las operaciones críticas al modo kernel.

Administración de Recursos

• El SO gestiona procesos (creación, ejecución, terminación), memoria (asignación a programas), sistema de archivos (organización y acceso a datos), almacenamiento masivo (uso de discos duros y SSD), caché (almacenamiento temporal) y sistema de E/S (control de periféricos).
• La gestión de procesos abarca la creación, ejecución y terminación de procesos.
• La gestión de memoria implica la asignación eficiente a los programas en ejecución.
• La gestión del sistema de archivos organiza y da acceso a los datos en almacenamiento secundario.
• La gestión del almacenamiento masivo optimiza el uso de discos duros y unidades SSD.
• La gestión de caché implica el almacenamiento temporal de datos para mejorar el rendimiento.
• La gestión del sistema de entrada/salida controla los dispositivos periféricos

Seguridad y Protección

• El SO implementa protección contra accesos no autorizados.
• El SO tambien se encarga de la prevención de errores y ataques de software malicioso.
• El SO realiza la restricción de permisos para usuarios y programas.

Virtualización

• La virtualización permite ejecutar múltiples sistemas operativos en una misma máquina física.
• Se utiliza en servidores y entornos de desarrollo para mejorar la eficiencia y el aislamiento entre aplicaciones.

Sistemas Distribuidos

• Un sistema distribuido consiste en múltiples computadoras conectadas en red que colaboran para realizar tareas de manera eficiente.
• Se utilizan en aplicaciones empresariales y servicios en la nube.

Estructuras de Datos en el Kernel

• El sistema operativo usa listas, pilas y colas para manejar procesos en ejecución.
• Se usan árboles y mapas hash para gestionar archivos y permisos.
• Se usan Bitmaps para el seguimiento del uso de memoria.

Entornos de Computación

• Los sistemas operativos están presentes en computación tradicional (PC y servidores), computación móvil (smartphones y tablets), cliente-servidor (redes corporativas y servicios en la nube), computación en la nube (infraestructura virtualizada) y sistemas embebidos en tiempo real (electrodomésticos y automóviles).

Sistemas Operativos de Código Abierto

• Los sistemas operativos de código abierto permiten a los usuarios modificar y mejorar el software.
• GNU/Linux es popular en servidores y dispositivos embebidos.
• BSD UNIX es la base de sistemas como macOS.
• Solaris es un sistema UNIX de alto rendimiento para servidores.