Sistemas Operativos - Conceptos Clave

Study Notes

UT 3: Sistemas Operativos. Instalación

Esta unidad trata sobre la instalación de sistemas operativos.
El software es un conjunto de programas que se ejecutan en el ordenador.
Un programa es un conjunto de instrucciones para ejecutar tareas sobre datos.
El sistema operativo es un software esencial que gestiona los recursos hardware para que otros programas puedan funcionar.
Existen distintos tipos de software: software de sistema (el sistema operativo), software de programación (lenguajes de programación) y software de aplicación (programas para el usuario final).
El software de sistema se usa para administrar el equipo informático.
El sistema operativo gestiona el hardware y proporciona una interfaz para los usuarios.
Los componentes básicos del sistema operativo son el núcleo (kernel), los servicios, y el intérprete de órdenes (Shell)
El núcleo (kernel) interactúa con el hardware directamente y controla los recursos.
Los servicios administran los recursos de hardware como memoria, procesador, disco, etc.
El intérprete de órdenes (Shell) proporciona una interfaz para los usuarios para interactuar con el sistema operativo.
La gestión del procesador, permite la creación y finalización de procesos.
El controlador de recursos o secciones críticas asegura el control de acceso a los recursos compartidos
La gestión de la memoria es fundamental para la ejecución de los programas.
La gestión del sistema de archivos permite al sistema operativo almacenar, recuperar y organizar información.
La gestión de E/S (Entrada/Salida) administra la comunicación entre el sistema y los dispositivos periféricos.
La virtualización permite la ejecución de más de un sistema operativo dentro de un solo equipo.

Componentes de un sistema operativo

Núcleo (Kernel): interactúa directamente con el hardware
Servicios: gestiona los recursos
Intérprete de órdenes (Shell): interfaz para los usuarios

Historia de los sistemas operativos

Primera generación (1943-1955): Tubos de vacío, tableros, el usuario se encargaba de la gestión del programa.
Segunda generación (1956-1963): Transistores, sistemas por lotes.
Tercera generación (1963-1979): Circuitos integrados, multiprogramación, sistemas operativos más complejos.
Cuarta generación (1980-actualidad): Computadoras personales, SO de propósito general, SO distribuidos, SO de escritorio.

Funciones de un sistema operativo

Gestión del procesador
Gestión de la memoria
Gestión del sistema de archivos
Gestión de la entrada/salida (E/S)

API (Interfaz de programación de aplicaciones)

Interfaz para que los programas puedan acceder a los servicios del sistema operativo.

Gestión de procesos

Es un programa en ejecución, con código y datos, que consume recursos.
Un programa es una entidad pasiva pero un proceso es una entidad activa.
Los sistemas modernos permiten múltiples procesos en ejecución concurrentemente.
La gestión de procesos involucra estados como nuevo, listo, ejecución, bloqueado y terminado.
El ciclo de vida del proceso implica varias transiciones entre esos estados.

Cambio de contexto

Guardar el estado actual de un proceso.
Cargar el estado de un nuevo proceso.

Diferencias entre proceso e hilo

Hilo es una unidad pequeña de ejecución dentro de un proceso.
Los procesos son multi-hilo en los sistemas operativos actuales.
Los hilos comparten recursos como datos y código dentro del mismo proceso.

Tipos de Licencias de Software

Licencia: contrato entre el desarrollador y el usuario para especificar derechos y obligaciones.
Patente: derechos otorgados por un gobierno para un inventor.
Copyright: protección legal de las obras originales.

Métodos de Clasificación de los sistemas operativos

Por el modo de administración de usuarios (monousuario, multiusuario)
Por el modo de administración de tareas (monotarea, multitarea).
Por el número de procesos (monoproceso, multiproceso).
Según su estructura (monolítico, estructurado por capas, etc.)
Según su disponibilidad (libre, propietario).

Gestión de memoria

El gestor de memoria controla las partes de memoria usada.
Decide qué procesos o datos se cargan.
Asigna y libera espacio de memoria.
Protege el espacio de memoria de accesos indebidos

Métodos de asignación de memoria

Continua (contigüa): áreas contiguas de memoria.
No continua (no contigüa): paginación, segmentación.
Memoria virtual: parte del disco duro utilizada para intercambio con la memoria principal.

Paginación

Memoria principal dividida en frames (marcos), y el programa en páginas.
Las páginas se pueden cargar o liberar en diferentes marcos.
Algoritmos para reemplazo de páginas (FIFO, LRU).
Permite evitar fragmentación.

Segmentación

El programa se divide en segmentos de tamaño variable.
Los segmentos pueden estar en marcos contiguos o no en la memoria principal

Virtualización

Permite ejecutar varios sistemas operativos en una sola máquina.
El hypervisor actúa como intermediario entre el hardware y los sistemas operativos invitados.
Permite la abstracción de los recursos del hardware.