Arquitectura y Gestión de Sistemas Operativos: Conceptos Fundamentales

Componentes Esenciales de un Sistema Operativo

Los sistemas operativos se estructuran en diferentes niveles o módulos, cada uno con responsabilidades específicas para garantizar el correcto funcionamiento del sistema y la gestión eficiente de los recursos.

• Nivel 1: Gestión del Procesador

  Este nivel se ocupa de la gestión de la CPU. En los sistemas operativos multiproceso, este nivel se encarga de compartir la CPU entre los distintos procesos, realizando funciones de sincronización, conmutación de la CPU y gestión de interrupciones.

• Nivel 2: Gestión de Memoria

  Este nivel es el encargado de repartir la memoria disponible entre los procesos. Se realizan funciones de asignación y liberación de memoria, y el control de violación de acceso a zonas de memoria no permitidas.

• Nivel 3: Gestión de Procesos

  Este nivel es el encargado de la creación y destrucción de procesos, el intercambio de mensajes entre ellos, su detección y arranque.

• Nivel 4: Gestión de Dispositivos

  En este nivel se realiza la gestión de las entradas/salidas (E/S) en función de los dispositivos existentes. Entre otras, se encarga de las funciones de creación de procesos de E/S, asignación y liberación de dispositivos de E/S y planificación de la E/S.

• Nivel 5: Gestión de la Información

  El objetivo de este nivel es gestionar el espacio de nombres lógicos y la protección de la información, realizando funciones de creación y destrucción de ficheros y directorios, apertura y cierre de ficheros, lectura y escritura de ficheros y protección de acceso.

Conceptos Clave en la Gestión de Memoria y Procesos

Swapping

Cuando el sistema operativo necesite un bloque de datos que no se encuentre en la memoria, tiene que pasar un bloque de memoria al disco y traerse del disco el bloque de datos que necesita, decidiendo dónde ubicarlo.

Fragmentación de Memoria

La fragmentación es un fenómeno que ocurre en la gestión de memoria y puede ser de dos tipos:

• Fragmentación Interna

  Se debe a la diferencia de tamaño entre la partición de memoria y el objeto residente en ella. Una posible solución a la fragmentación interna sería la asignación dinámica de memoria.

• Fragmentación Externa

  Se debe al desaprovechamiento de memoria entre particiones no contiguas. Para solucionar la fragmentación externa, sería necesario poder reubicar programas en tiempo de ejecución.

Algoritmo FIFO (First-In, First-Out)

Este algoritmo de planificación de procesos se caracteriza porque no se libera la CPU hasta que no termina el proceso en ejecución. Los tiempos de respuesta varían fuertemente de un momento a otro, según el orden de llegada a la CPU de los procesos.