Explorando los Servicios y Funciones Clave del Sistema Operativo

Servicios y Funciones del Sistema Operativo

A continuación, se detallan los servicios (s) y funciones (f) principales de un Sistema Operativo (SO):

Gestión de Memoria (Servicio)

Este servicio se encarga de administrar eficientemente la memoria principal del sistema.

Funciones Asociadas a la Gestión de Memoria:

• Reserva y liberación de memoria (f): Asigna y desasigna espacios de memoria a los procesos y datos que lo necesitan. Divide la memoria en unidades como páginas o celdas.
• Paginación (f): Técnica para colocar procesos y datos en la memoria RAM, dividiendo los programas en páginas de tamaño fijo.
• Fragmentación externa: Se refiere a los espacios de memoria libres pero no contiguos que quedan fuera de las particiones asignadas, resultando en memoria desaprovechada.
• Fragmentación interna: Ocurre dentro de las particiones o páginas asignadas a un proceso, cuando el espacio asignado es mayor que el necesitado por el proceso, desaprovechando memoria dentro de la celda o página.
• Segmentación (f): Técnica que busca un mejor aprovechamiento de la memoria asignada a cada proceso, dividiendo los programas en segmentos lógicos de tamaño variable, sin desperdiciar memoria innecesariamente.
• Conversión de direcciones virtuales (f): Traduce las direcciones lógicas (virtuales) generadas por un proceso a direcciones físicas en la memoria principal. Cada proceso inicia en una dirección virtual (ej. 0), que corresponde a una dirección física real determinada por el SO mediante esta conversión.
• Comprobación del uso de memoria (f): Incluye técnicas como el Swapping. Si una parte de la memoria RAM (asignada a un proceso inactivo) no se usa, se puede mover temporalmente al disco duro para liberar RAM. Esto puede provocar una ralentización del equipo cuando se necesite traer de vuelta esa información.
• Uso de memoria virtual (f): Técnica que utiliza el disco duro como una extensión de la RAM (Swapping), permitiendo ejecutar procesos más grandes que la memoria física disponible mediante el intercambio de páginas o segmentos entre RAM y disco.

Gestión de Procesos (Servicio)

Administra la creación, ejecución y finalización de los procesos en el sistema.

Conceptos y Funciones Clave:

• Diferencia entre programa y proceso: Un programa es un conjunto de instrucciones (código estático). Un proceso es un programa en ejecución, con su propio estado, contexto, memoria asignada, identificador único y puntero de instrucción.
• Creación y finalización de procesos (f): El Sistema Operativo es el responsable de iniciar nuevos procesos y terminar los existentes, liberando sus recursos.
• Control de recursos o secciones críticas (f): Una sección crítica es una porción de código o un recurso (como una zona de memoria) que solo puede ser accedido por un proceso a la vez para evitar inconsistencias. El SO gestiona el acceso exclusivo a estas secciones.
• Nota: Las siguientes definiciones parecen referirse a programación general más que a funciones específicas del SO en este contexto:
  • Función: rutina que devuelve un valor con datos iniciales.
  • Método: no devuelve valor.
• Asignación y liberación de recursos críticos (f): El SO gestiona el acceso concurrente a recursos compartidos, asignándolos a los procesos que los solicitan y liberándolos cuando ya no son necesarios.
• Solución de bloqueos (deadlocks) (f): Implementa mecanismos para prevenir, detectar o resolver situaciones en las que dos o más procesos se bloquean mutuamente esperando recursos que los otros poseen.

Gestión de Entrada/Salida (E/S) (Servicio)

Controla la comunicación entre la CPU/memoria y los dispositivos periféricos.

Funciones Asociadas a la Gestión de E/S:

• Coordinación de los procesos en dispositivos de E/S (f): Administra las solicitudes de E/S de los diferentes procesos, gestionando colas y prioridades.
• Manejo de memoria en el acceso directo a dispositivos (DMA) (f): Configura y gestiona el Acceso Directo a Memoria para permitir que los dispositivos transfieran datos directamente a/desde la memoria sin intervención constante de la CPU.
• Proporcionar interfaz entre sistema y dispositivos (f): Ofrece una capa de abstracción (drivers) para que el SO interactúe con el hardware de forma estandarizada.
• Proporcionar interfaz entre usuario y dispositivo (f): Facilita al usuario y a las aplicaciones el uso de los dispositivos de E/S.

Gestión de Archivos y Directorios (Servicio)

Organiza y controla el almacenamiento secundario (discos), gestionando archivos y la estructura de directorios.

Objetivos Fundamentales de un Sistema Operativo

Un SO persigue varios objetivos clave para ofrecer un entorno eficiente y seguro:

• Seguridad: Debe proteger el sistema contra accesos no autorizados y manipulaciones, ya sean accidentales o premeditadas. Esto incluye:
  • Seguridad de la información (confidencialidad, integridad).
  • Seguridad de los usuarios (autenticación, autorización).
  • Evitar la inestabilidad del sistema (protección de recursos críticos).
• Abstracción: Oculta la complejidad del hardware subyacente al usuario y a las aplicaciones, proporcionando interfaces más sencillas y manejables para interactuar con el sistema.