Fundamentos de Sistemas Operativos, Redes y Arquitectura de Software

Conceptos Básicos de Programación y Sistemas

Acción: Operación elemental.
Algoritmo: Método para resolver problemas mediante pasos precisos, finitos y organizados en un orden determinado.
Instrucción: Símbolo que representa una orden de operación o tratamiento para la información.
Programa: Conjunto de instrucciones que se dan a un ordenador para indicarle las tareas que debe llevar a cabo.

Tipos de Acciones

• Asignación de valores a variables.
• Operaciones de Entrada/Salida (E/S).
• Escritura de valores.

Componentes del Sistema Operativo (SO)

• Núcleo (Kernel): Encargado de la gestión del procesador.
• Planificador: Determina qué proceso se ejecuta y en qué momento.
• Módulos de gestión de memoria: Controlan cómo se utiliza la memoria del sistema.
• Sistema de archivos: Define cómo se organizan y almacenan los datos en discos y otros dispositivos.
• Módulo de gestión de periféricos: Gestiona la comunicación entre el SO y los dispositivos externos.

Multiprogramación y Gestión de Procesos

En un entorno de multiprogramación, el sistema gestiona diversos elementos:

• Código: Instrucciones del programa.
• Datos: Variables y parámetros.
• Pila: Direcciones de retorno y parámetros de funciones.
• PCB (Bloque de Control de Proceso): Guarda la información necesaria para que el SO controle el proceso, incluyendo: identificador, estado, contador de programa, registros, prioridad y uso de CPU.

Asignación de Memoria

Existen dos tipos principales de partición de memoria:

• Estática: Divide la memoria en particiones de tamaño fijo, asignando cada una a un proceso.
• Dinámica: Asigna memoria según las necesidades actuales y puede utilizar paginación, dividiendo el proceso en páginas ubicadas en marcos libres no consecutivos.

Sistemas de Archivos y Evolución de los SO

Sistemas de archivos destacados: FAT, FAT32 y NTFS.

Sistemas Operativos de Microsoft

Comenzaron con MS-DOS, adoptado por IBM para el PC, lo que facilitó su difusión masiva. Evolucionó desde modelos de 16 bits con FAT12 hasta Windows 10, que cuenta con arquitectura de 64 bits, capacidades multitarea y soporte táctil.

Sistema Operativo UNIX

Desarrollado por AT&T y comercializado por empresas como Honeywell y Novell. Es una familia de SO con múltiples versiones, utilizable desde computadoras personales hasta supercomputadoras, con soporte para multiusuario, multiprogramación y multiproceso.

Infraestructura de Redes y Conectividad

Red Electrónica (Hardware)

Componentes esenciales: NIC (tarjeta de red), repetidor, hubs, switches y router.

Red Inalámbrica

Formada por módulos de control conectados a una red troncal, bajo el conjunto normalizado IEEE 802.11. Estas redes pueden obtener el certificado Wi-Fi y suelen tener un alcance reducido.

Modelos de Interconexión: OSI y TCP/IP

Modelo OSI

Es un modelo teórico y conceptual que consta de 7 capas:

1. Aplicación
2. Presentación
3. Sesión
4. Transporte
5. Red
6. Enlace
7. Físico

Su función es procesar unidades de información (PDU). No define protocolos obligatorios, sino que sirve para estudiar, diseñar y diagnosticar redes de forma independiente al hardware y software. En el emisor, el flujo de datos va de arriba hacia abajo.

Internet y el Modelo TCP/IP

Internet es una red formada por la interconexión de redes a nivel mundial mediante los protocolos TCP/IP, desarrollados originalmente por el Departamento de Defensa. El modelo TCP/IP es más simple que el OSI y consta de 5 niveles:

• Aplicación
• Transporte
• Internet
• Interfaz de red
• Físico

Está compuesto por protocolos principales como HTTP, IMAP, FTP y UDP. Además, incluye el Protocolo DNS, cuya función es traducir nombres de dominio a direcciones IP.