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E16
Arquitectura de sistemas operativos
SO
Qué hace un sistema operativo por dentro: arquitecturas de kernel, procesos, hilos y concurrencia, gestión de memoria y el diseño de Linux y Windows.
En este tema · 10 secciones
- Objetivos
- Sección 1 · Conceptos y funciones del SO
- Sección 2 · Arquitecturas de núcleo (kernel)
- Sección 3 · Gestión de procesos, hilos y concurrencia
- Sección 4 · Gestión de memoria
- Sección 5 · Arquitectura de UNIX/Linux y Windows Server
- Errores frecuentes
- Resumen exprés
- Esquema de repaso
- Mapa mental del tema
Objetivos
Al terminar este tema sabrás: (1) manejar la terminología y las funciones del sistema operativo; (2) distinguir las arquitecturas de núcleo (monolítico, microkernel, capas, híbrido); (3) explicar la gestión de procesos y la planificación (estados, algoritmos, hilos, concurrencia, interbloqueo); (4) describir la gestión de memoria (memoria virtual, paginación, segmentación); y (5) comparar las arquitecturas de UNIX/Linux y Windows Server. Complementa a la administración de servidores del tema 17 y a los sistemas operativos personales del tema 19.
⚠ Cae en examen. E16 es teórico y de bajo peso, pero conceptual: tipos de núcleo (monolítico vs microkernel), estados de un proceso, algoritmos de planificación, memoria virtual/paginación, interbloqueo (deadlock). Base teórica de la administración de sistemas.
Sección 1 · Conceptos y funciones del SO
El sistema operativo es el software de base que gestiona el hardware y ofrece servicios a las aplicaciones. Dos roles:
- Máquina extendida / virtual: oculta la complejidad del hardware ofreciendo una interfaz cómoda (llamadas al sistema).
- Gestor de recursos: reparte CPU, memoria, E/S y ficheros entre los procesos.
Funciones principales: gestión de procesos, de memoria, de ficheros, de E/S/dispositivos, de seguridad y red.
- Modo núcleo (kernel/privilegiado) vs modo usuario: las aplicaciones corren en modo usuario y solicitan servicios al kernel mediante llamadas al sistema (syscalls); el cambio se hace con una interrupción/trap.
Técnicas de gestión de la entrada/salida, según quién controla la operación:
| Técnica | Cómo funciona |
|---|---|
| Programada (por sondeo, polling) | La CPU controla directamente cada operación y espera activamente (consulta el estado del dispositivo en bucle) hasta que termina; desperdicia CPU |
| Por interrupciones | La CPU lanza la operación y sigue con otra tarea; el dispositivo la interrumpe al terminar |
| DMA (Direct Memory Access) | Un controlador transfiere bloques entre el dispositivo y la memoria sin pasar por la CPU en cada dato; la CPU configura y controla la transferencia y se entera de que ha terminado normalmente por una interrupción (o por sondeo). La E/S mapeada en memoria es otro eje distinto del sondeo y las interrupciones (cómo se accede a los registros del dispositivo) |
⚠ Cae en examen. El SO es máquina extendida (abstrae el hardware) y gestor de recursos. Modo núcleo (privilegiado) vs modo usuario; el puente son las syscalls. E/S programada = la CPU espera activa; interrupciones = avisa el dispositivo; DMA = transfiere sin la CPU.
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