SISTEMA INFORMÁTICO

Un sistema informático es un conjunto de partes interrelacionadas.

Está compuesto por tres elementos básicos:

Un componente físico (hardware), que incluye las placas, circuitos integrados, conectores, cables y sistema de comunicaciones.

Un componente lógico (software), que permite disponer de un lenguaje lógico para comunicarse con el hardware y controlarlo. Hay dos tipos de software:

• Software de sistema: Es el que nos permite tener una interacción con nuestro hardware, el Sistema Operativo.
• Software de programación: Son las aplicaciones que permiten a un programador desarrollar sus propios programas informáticos, haciendo uso de conocimientos lógicos y lenguajes de programación (editores de texto, compiladores, depuradores).      

Software de aplicación: Programas que nos permiten realizar tareas específicas en nuestro sistema.

•  Programas de comunicaciones (messenger).
• Paquetes integrados (word, excel, etc).
• Programas de diseño (autocad).

RELOJES

Los relojes son esenciales para el buen funcionamiento de cualquier sistema, porque son esenciales en la sincronización de procesos, en la calendarización de trabajos por lote y para la asignación de turnos de ejecución entre otras tareas relevantes.

Suele llevar dos relojes o uno para la fecha y la hora y otro para controlar el tiempo de ejecución de los procesos.

CONTROLADORES DE DISPOSITIVOS

Los controladores de dispositivo o adaptadores de dispositivos, son la parte electrónica de los periféricos, el cual puede tener forma de una tarjeta o un circuito impreso o la tarjeta maestra (placa base) del ordenador.

Generalmente trabajan con 5 y 12 voltios con el dispositivo propiamente, y con el ordenador a través de interrupciones.

DISPOSITIVOS DE ENTRADA/SALIDA

Los dispositivos de entrada/salida se dividen en general en dos tipos:

Orientados a bloques: Se pueden direccionar, el programador puede escribir o leer cualquier bloque del dispositivo, realizando primero una operación de procesamiento sobre el dispositivo. Los más comunes son los Discos Duros, la Memoria, etc.

Los orientados a caracteres: Son aquellos que trabajan con secuencias de bytes sin importar su longitud,  ni ninguna agrupación en especial. Algunos de estos dispositivos son el teclado, la impresora, el monitor, etc.

GESTIÓN DE PERIFÉRICOS DE ENTRADA/SALIDA

El código destinado a manejar la entrada y salida de los diferentes periféricos en un Sistema Operativo es de una extensión considerable y sumamente compleja. Resuelve las necesidades de sincronizar, atrapar interrupciones y ofrecer llamadas al sistema para los programadores.

FAT 16, VFAT, FAT 32

El más extendido es el FAT 16 de las versiones de DOS superiores a la 3 y del Windows 95 original, usado en los disquetes y la mayoría de los Discos Duros. La VFAT (FAT Virtual) de Windows 95 que permite nombres largos no es más que un parche sobre este sistema de archivo, no un sistema de archivo en si.

El FAT 32 de Windows 98, ME y de la versión OS R-2 de Windows 95. Las ventajas de este sistema dde archivo frente al anterior radican en que es de 32 bits y tiene un tamaño de cluster muy pequeño, lo que le hace capaz de admitir grandes Discos Duros y aprovecharlos muy bien, además de no necesitar artificios como VFAT para usar nombres largos de archivo.

GESTIÓN DE ARCHIVOS

Todas las aplicaciones necesitan almacenar y recuperar la información. Tenemos tres condiciones esenciales para el almacenamiento de la información a largo plazo:

• Debe ser capaz de almacenar gran cantidad de información.
• La información debe sobrevivir a la conclusión del proceso que la utiliza.
• Debe ser posible que varios procesos tengan acceso concurrente a la información.

PLANIFICACIÓN DEL PROCESADOR

Definición.

Manera o técnica usada para medir el tiempo de ejecución y cuando se le asigna a cada proceso del sistema.

Niveles.

• Alto.
• Intermedio.
• Bajo.

Objetivos.

• Imparcialidad.
• Maximizar la producción.
• Minimizar el tiempo de respuesta.
• Evitar el aplazamiento indefinido.
• El sistema debe ser predecible.

Características de los procesos.

• Cantidad de Entradas/Salidas.
• Cantidad de uso de la CPU.
• Procesos en tiempo real.
• Longevidad de los procesos.

GESTIÓN DE PROCESOS

De esta se encarga el Núcleo o Kernel.

Definición.

Un proceso es un programa en ejecución.

Estados.

• Estado listo.
• Estado de ejecución.

PARTICIONES

Particiones Estáticas.

La memoria se divide en un número concreto de particiones o zonas estáticas, cada una de las cuales contiene un proceso. Las direcciones base son las direcciones de comienzo de cada partición. El tamaño de esta es determinado por el Sistema Operativo.

Cada partición contiene en su tabla:

• La partición base de la partición.
• Tamaño de esta.
• Estado de la partición tiene unas posiciones no ocupadas, llamadas fragmentación interna.

Particiones Dinámicas.

Los programas son introducidos inicialmente por el Sistema Operativo en posiciones consecutivas de memoria, no existiendo por tanto particiones  predefinidas. El Sistema Operativo gestiona el espacio de memoria manteniendo dos tablas: 

• Tabla de trabajos: Cada fila contiene el número del trabajo, el espacio que ocupa y la dirección base.
• Tabla de fragmentos: Cada fila contiene el tamaño de hueco y la dirección base.

Paginación.

La memoria principal se estructura en bloques de longitud fija. Cada bloque se identifica con un número correlativo. Los programas de los usuarios se dividen en zonas consecutivas (págiinas).

El Sistema Operativo mantiene tres tipos de tablas:

• Tabla mapa de páginas.
• Tabla de bloques de memoria.
• Tabla de trabajos.

Segmentación.

El programa se considera dividido en sus segmentos.


Memoria Virtual.

La memoria virtual permite a los usuarios hacer programas con más capacidad que la del ordenador. Permite que aumente el número de procesos en memoria en ejecución concurrente.

Técnicas:

• Gestión de memoria páginada.
• Gestión de memoria segmentada.
• Gestión de memoria segmentada paginada.

La gestión de memoria con demanda de páginas la hace el Sistema Operativo con ayuda de dos tablas:

• Tabla de plano de páginas.
• Tabla de bloques de memoria.

MODOS DE EXPLOTACIÓN DEL SISTEMA

Modos.

• Monoprogramación o serie.
• Multiprogramación: Aprovecha los tiempos muertos de la CPU.

Tipos.

• Multiprogramación clásica.
• Tratamiento paralelo.
• Tiempo compartido.

ACCESO DIRECTO A MEMORIA

El controlador DMA, transfiere información de dispositivos de memoria masivo a la memoria principal y viceversa.

INTERRUPCIONES

Definición.

Detener una ejecución de un programa para ejecutar otro.

Pasos.

1. Petición o demanda de la interrupción.
2. La CPU no atiende inmediatamente la interrupción sino que termina primero de ejecutar la instrucción en curso.
3. El tratamiento de la interrupción por parte de la CPU suele comenzar con una rutina o programa de servicio de inicio de la interrupción.
4. Se ejecuta la rutina o módulo preferente, atendiéndose al requerimiento de la interrupción.
5. Se ejecuta la rutina de servicio de fin de la interrupción.

CLASIFICACIÓN DE LOS SISTEMAS INFORMÁTICOS

En cuanto a su constitución.

Físicos o concretos (hardware): Son los sistemas compuestos de elementos palpables y concretos, como máquinas, equipos, instalaciones, edificios, etc.

Conceptuales o abstractos (software): Sistemas compuestos de aspectos intangibles y abstractos, (filosóficos, políticos, programas, procedimientos, etc).

Por su relación con el medio ambiente.

Cerrados o mecánicos: Son los sistemas cuyas entradas y salidas hacia el medio ambiente son pocas y conocidas.

Abiertos u orgánicos: Son los  sistemas que tienen una infinidad de entradas y salidas hacia el medio ambiente externo, no siempre bien conocidas.

Sistemas monousuario y multiusuario.

Monousuario: Aquellos que nada más pueden atender a un usuario, gracias a las limitaciones creadas por el hardware, los programas o el tipo de aplicación que se esté ejecutando.

Multiusuario: Todos los sistemas que cumplen las necesidades de dos o más usuarios que comparten los mismos recursos. Son empleados en redes.

Sistemas monotaréa y multitaréa.

Monotaréa: Los sistemas monotaréa solo pueden manejar un proceso en cada momento o solo pueden ejecutar las tareas de uno en uno.

Multitaréa: Es el modo de funcionamiento disponible en algunos Sistemas Operativos, mediante el cual el ordenador procesa varias tareas al mismo tiempo.

Sistemas monoproceso y multiproceso.

Monoproceso: Aquél capaz de manejar solamente un proceso del ordenador, de manera que si el ordenador tuviese más de uno le sería inútil. 

Multiproceso: Se refiere al número de procesadores del sistema, que son más de uno, y este es capaz de usarlos para distribuir su carga de trabajo. 

DEFINICIÓN Y PARTES DE UN SISTEMA OPERATIVO

DEFINICIÓN

Programa o conjunto de programas de control, que tiene por objeto facilitar el uso del ordenador y conseguir que se utilice eficientemente.

Gestiona y asigna los recursos hardware a los usuarios. Controla los programas de los usuarios y los dispositivos de Entrada/Salida.

PARTES

Cargador inicial o cebador (bootstrat): Carga un programa cargador, pasa de memoria masiva a RAM los módulos del Sistema Operativo.

Núcleo (kernel): Planifica o asigna la CPU, gestiona las interrupciones y comuniica y sincroniza esntre procesos.

Administrador de la memoria principal.

Administrador de los periféricos de Entrada/Salida.

Administrador de archivos.

Interprete de las ordenes del lenguaje de control.

NIVELES DE COMUNICACIÓN DE UN SISTEMA OPERATIVO

Nivel 1: Gestión del procesador Kernel/núcleo.

Nivel 2: Caché de memoria.

Nivel 3: Gestión de proceso.

Nivel 4: Gestión de dispositivos.

FUNCIONES DEL SISTEMA OPERATIVO

• Gestor de ejecución de programas.
• Administración de dispositivos.
• Gestión de recursos y usuarios.
• Gestión de concurrencia.
• Gestión de errores.
• Control de seguridad.