¿Qué es un Sistema Informático?

Un sistema informático es un sistema que permite almacenar y procesar información. Se compone de:

• Hardware
• Software
• Personal informático (Humano)

¿Qué es un Sistema Operativo y Cuáles son sus Funciones?

Un sistema operativo es un conjunto de programas que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware del ordenador. Gestiona los recursos del sistema y optimiza su uso, administrando el equipo y los periféricos.

Funciones Principales de un Sistema Operativo

• Control de la ejecución de los programas.
• Administración de periféricos.
• Gestión de permisos y de usuarios.
• Control de concurrencia.
• Control de errores.
• Administración de memoria.
• Control de seguridad.

Cambio de Contexto en Sistemas Operativos

¿Qué es y para qué sirve?

El cambio de contexto ocurre cuando un proceso es expulsado de la CPU por algún motivo. Sirve para guardar el estado del proceso actual y permitir la ejecución de otro.

Información Guardada y Cargada

Se guarda la instrucción en la que se quedó el proceso y sus variables. El Bloque de Control de Proceso (BCP) contiene:

• PID (Identificador de Proceso)
• Estado del proceso
• Variables
• Contador de programa

Estructura de un Sistema Operativo: Niveles y Características

La estructura de un sistema operativo se organiza en niveles, cada uno con funciones específicas:

1. Nivel 1: Gestión del procesador
2. Nivel 2: Gestión de memoria
3. Nivel 3: Gestión de procesos
4. Nivel 4: Gestión de dispositivos
5. Nivel 5: Gestión de la información

Características de los Niveles

• Cada nivel realiza un subconjunto de funciones.
• Cada nivel utiliza las funciones del nivel inferior más cercano a la máquina.
• Interfaces bien definidas permiten modificar un nivel sin afectar a los demás.

Gestión de Procesos

Consiste en la creación, destrucción, intercambio de mensajes, y arranque de los procesos.

Gestión de Memoria

Se encarga de repartir la memoria disponible entre los procesos.

Técnicas de Gestión de Memoria No Contigua

• Paginación: Divide la memoria del proceso en partes iguales (páginas) y las asigna a marcos de memoria principal.
• Segmentación: Divide la memoria del proceso en partes variables (segmentos) y las asigna a la memoria principal.

Problemas en la Asignación de Memoria con Múltiples Particiones

• Fragmentación Externa: Hay suficiente espacio de memoria, pero no es contiguo (existen huecos). Solución: Compactación.
• Fragmentación Interna: Parte de la memoria asignada a un proceso queda sin utilizarse.

«Paginación = Fragmentación interna»

«Segmentación = Fragmentación externa»

Direcciones Físicas y Lógicas

• Direcciones Físicas: Direcciones reales de la memoria principal, donde se lee o escribe realmente.
• Direcciones Lógicas: Direcciones del programa antes de conocer su ubicación en la memoria principal.

Memoria Virtual

Técnica que permite ejecutar procesos que no caben completamente en la memoria principal. La parte del proceso que no cabe, o los procesos que esperan entrar, se almacenan en memoria secundaria. Se realiza un intercambio entre memoria secundaria y principal según sea necesario.

Swapping

Mecanismo de intercambio de programas entre la memoria principal y la secundaria, simulando un sistema multitarea.

Modos de Uso de un Sistema Operativo

• Modo texto
• Modo gráfico

Gestor de Arranque

Programa que se ejecuta antes del sistema operativo y permite elegir qué sistema operativo ejecutar si hay varios instalados.

Diagrama de Estados de los Procesos

Estados

• Nuevo: El proceso se crea y se le asigna información, creando el BCP.
• Ejecución: El proceso ejecuta instrucciones y tiene la CPU.
• Preparado: El proceso espera su turno para usar la CPU.
• Bloqueado: El proceso está retenido por diversas causas (ej., esperando un recurso).
• Terminado: El proceso finaliza su ejecución o es eliminado por un error.

Transiciones

• Preparado-Ejecución: El planificador escoge un proceso para usar la CPU.
• Ejecución-Preparado: El proceso abandona la CPU involuntariamente (tiempo agotado o proceso de mayor prioridad).
• Ejecución-Bloqueado: El proceso abandona la CPU voluntariamente (espera un evento).
• Bloqueado-Preparado: El evento que esperaba el proceso finaliza.
• Ejecución-Terminado: El proceso finaliza o es eliminado.