Conceptos Fundamentales del Sistema Operativo: Procesos, Memoria y Virtualización

El Sistema Operativo (SO): Definiciones y Funciones Esenciales

Definición y Objetivos del Sistema Operativo

Sistema Operativo (SO)

Es un conjunto de programas que controlan el uso de los recursos del SO por parte de los programas de aplicación y proporciona dichos servicios.

Objetivos del SO

• Proporciona servicios básicos.
• Coordina los recursos del sistema.
• Proporciona interfaz de usuario sencilla.
• Proporciona seguridad para los usuarios.

Funciones Principales de un SO

Las tareas esenciales que realiza un Sistema Operativo incluyen:

• Gestión del procesador.
• Gestión de memoria.
• Gestión de dispositivos.
• Gestión de sistemas de ficheros.
• Gestión de seguridad.
• Gestión de redes.

Conceptos Clave de Ejecución y Memoria

Programa

Es estático, compuesto por uno o más ficheros de ordenador.

Proceso

Es un programa cargado en memoria por el SO. Los estados de los procesos son:

• Ejecución
• Espera
• Bloqueado

Memoria

Recurso limitado donde los procesos leen y escriben.

Memoria Virtual

Es el uso de almacenamiento secundario como memoria. El proceso consiste en pasar contenidos de memoria temporal (sin usar) al almacenamiento secundario y viceversa cuando sea necesario.

Hiperpaginación

Es el proceso de utilizar más tiempo en la transferencia entre memoria y almacenamiento que en realizar el proceso.

Driver (Controlador)

Mecanismo de comunicación genérica entre el SO y el dispositivo en cuestión.

Gestión de Recursos y Seguridad

Gestión de Sistemas de Ficheros

El SO puede manejar múltiples dispositivos de almacenamiento masivo. Se gestiona mediante archivos organizados en una jerarquía: dentro de una raíz puede haber varios directorios, y los directorios pueden contener ficheros.

Gestión de Seguridad y Autenticación

La autenticación requiere que el usuario declare su identidad. El SO debe estar seguro de que el usuario es quien dice ser. El SO proporciona privilegios (ej. administrador).

Gestión de Redes

El SO proporciona:

• Mecanismos genéricos de acceso a los recursos de red.
• Gestión de errores producidos en la comunicación y reintento de la misma.
• Mecanismos de seguridad para el acceso a los recursos de red.

Clasificación y Virtualización de Sistemas Operativos

Tipos de Sistemas Operativos (SO)

Los SO se clasifican según diferentes criterios:

Según el número de usuarios

• Mono usuario
• Multiusuario

Según el número de procesos en ejecución simultánea

• Mono tarea
• Multitarea

Según el número de procesadores

• Monoprocesador
• Multiprocesador

Según el tipo de respuesta al usuario

• Por lotes
• Tiempo compartido
• Tiempo real

Máquinas Virtuales (MV)

Definición

Es un software que emula un ordenador.

Tipos de Máquinas Virtuales

• Sistema: Máquinas Virtuales de Hardware (ej. VirtualBox).
• Proceso: Máquinas Virtuales de Proceso (ej. Máquina Java).

Ventajas de la Virtualización

• Reducción de coste y espacio.
• Administración global centralizada.
• Aislamiento de fallos.
• Optimización de los recursos.

Inconvenientes de la Virtualización

• Ralentización.
• Complejidad en el sistema.