Fundamentos de Sistemas Operativos: Arquitectura, Gestión y Tipos de Software

Estructura de los Sistemas Informáticos y Sistemas Operativos

Un sistema informático está compuesto principalmente por la parte central, el ordenador y los dispositivos.

Los Sistemas Operativos son el conjunto de programas que permiten gestionar los recursos del ordenador.

Características Principales

• Adaptabilidad: Modular para nuevo hardware y software, con actualizaciones continuas.
• Fácil Uso: Diseñado según a quién se vaya a destinar, siendo primordial la experiencia.
• Eficiencia: Los recursos son limitados (procesadores, núcleos, memoria RAM, cola de impresión).

Arquitectura por Capas

Cada capa se sitúa sobre la inferior:

• Capa 0: Reparto del procesador (ordenador) y multiprogramación.
• Capa 1: Administración de memoria y tambor.
• Capa 2: Comunicación operador-proceso.
• Capa 3: Administración de Entrada/Salida (E/S).
• Capa 4: Programas de usuario.
• Capa 5: Operador.

Tipos de Arquitecturas de Núcleo

Sistemas Monolíticos

Constan de un programa principal que invoca el procedimiento de servicio solicitado, un conjunto de procedimientos de servicio que realizan llamadas al sistema y un conjunto de procedimientos utilitarios que ayudan a los procedimientos de servicio.

Microkernels

Utilizan una arquitectura de plugin que permite crear aplicaciones extensas, agregar nuevas funciones a la funcionalidad inicial del sistema. Son abiertos para extender la funcionalidad, pero cerrados para modificar la función principal.

Kernel Híbrido

Combina elementos monolíticos y de microkernel. La estructura del kernel imita a un microkernel pero implementa esa estructura a la manera del monolítico. De esta forma, no hay sobrecarga de rendimiento para el paso de mensajes y el cambio de contexto entre el núcleo y el modo de usuario que normalmente conlleva un microkernel. Los servicios del sistema operativo están en el espacio del kernel.

Funciones y Gestión del Sistema Operativo

• Gestión de Procesos: Crea, elimina, para y reanuda procesos, implicando el uso de memoria, tiempo de CPU y los archivos que la aplicación necesita para funcionar.
• Gestión de Memoria Principal: Almacenamiento de datos compartidos entre la CPU y las aplicaciones; pierde su capacidad si ocurre algún fallo.
• Gestión de Almacenamiento Secundario: Destinado al almacenamiento de datos a largo plazo.
• Registro y Sistema de Archivos: Gestión de archivos, permitiendo crearlos, visualizarlos, eliminarlos o archivarlos según corresponda.
• Comunicación entre Elementos y Aplicaciones: Se realiza a través de interfaces de red.
• Gestión de Sistemas de Entrada y Salida: Control de puertos y periféricos, buscando la información necesaria para su funcionamiento.
• Gestión de Recursos: Controla la seguridad y la comunicación de la CPU con dispositivos externos.
• Seguridad: Incorpora herramientas como antivirus y actualizaciones constantes.
• Información de Estado del Sistema: Proporciona indicadores si se necesita realizar alguna acción.
• Administración de Usuarios: Gestiona cuentas, permisos y accesos.

Tipos de Sistemas Operativos

• Monotarea y Multitarea
• Monousuario y Multiusuario
• Tiempo Real e Interactivo
• Textuales y Gráficos
• Cliente/Escritorio y En Red

Gestores de Arranque

• GRUB: Permite tener diferentes sistemas operativos y versiones de ellos.
• LILO: Gestiona el arranque entre sistemas operativos Linux y otros.
• NTLDR: Archivo ejecutado por el sector de arranque (utilizado en Windows XP, NT y anteriores).
• Bootmgr: Gestor actual que permite el arranque una vez que la BIOS cede el control al MBR del disco duro y este confirma la existencia de un sistema operativo.

Virtualización

Una máquina virtual es un contenedor de software aislado que ejecuta sus propios sistemas operativos como si fuera un ordenador físico.

Tipos de Hipervisores

• Alojado / Hosted: Se ejecuta sobre el sistema operativo del host.
• Nativo / Bare Metal: Se instala directamente sobre el hardware.

Requisitos y Consideraciones de Instalación

Para una correcta puesta en marcha se deben tener en cuenta:

• Requisitos de hardware mínimos exigidos por el sistema operativo.
• Licenciamiento.
• Gestor de arranque adecuado.
• Copias de seguridad.
• Aplicaciones a instalar.
• Particiones diferenciadas para el sistema y para los datos.
• Métodos de instalación y soportes.
• Versiones Live (para comprobar el funcionamiento previo).

Software Libre frente a Software Propietario

Software Libre

El usuario puede utilizar, modificar y redistribuir libremente el software si mantiene las mismas garantías de libertad de uso, aplicando licencias como copyleft y añadiendo el código fuente.

Software Propietario

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