Resumen: Caracterización de sistemas operativos

📋 Esquema del Curso

1. Concepto y funciones del ordenador
2. Hardware, software y programas
3. Tipos de ordenadores y sistemas
4. Arquitectura de Von Neumann
5. Procesador e instrucciones
6. Memoria y almacenamiento
7. Memoria caché y jerarquía
8. Entrada, salida y buses
9. Software de base y aplicaciones
10. Lenguajes y desarrollo software

📖 1. Concepto y funciones del ordenador

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Ordenador : Dispositivo electrónico de propósito general capaz de recibir información, almacenarla temporalmente, procesarla y ofrecer un resultado al exterior.
• Dispositivo de entrada/salida : Dispositivos que comunican el ordenador con el exterior y codifican la información de entrada y salida en formatos adecuados para ambos.

📝 Puntos esenciales

• Las funciones básicas de un ordenador son:
  • Transmitir información mediante dispositivos de entrada/salida
  • Almacenar información en dispositivos de almacenamiento
  • Procesar información mediante el procesador

💡 Truco mnemotécnico

Transmitir → almacenar → procesar

📖 2. Hardware, software y programas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Hardware : RAE — Conjunto de componentes tangibles que forman parte de un ordenador, como cables, circuitos, memoria, almacenamiento y dispositivos de entrada/salida.
• Software : RAE — Conjunto de programas, instrucciones y reglas informáticas que dirige al ordenador para ejecutar tareas concretas.
• Programa : Conjunto de instrucciones organizadas de forma adecuada para resolver un problema concreto.

💡 Truco mnemotécnico

Hardware tangible frente a software lógico

📖 3. Tipos de ordenadores y sistemas

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Sistema informático : Conjunto formado por hardware, software y usuarios relacionados para procesar y almacenar información automáticamente.

★ Imprescindible

• Los superordenadores ofrecen una capacidad de cálculo muy superior, consumen mucha energía y suelen utilizarse en investigación, ciencia o actividades militares.

📌 Los mainframes procesan grandes cantidades de datos y suelen destacar por su capacidad de almacenamiento, mientras que los servidores ofrecen servicios a otros ordenadores de una red.

Complementos

• Los ordenadores personales incluyen:
  • Ordenadores de sobremesa
  • Ordenadores portátiles
  • Dispositivos de bolsillo
  • Dispositivos wearables

📖 4. Arquitectura de Von Neumann

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Placa base : Circuito impreso con conectores, paneles y circuitos integrados que sirve de soporte físico para interconectar los componentes del ordenador.

📝 Puntos esenciales

• La arquitectura de Von Neumann, introducida por John Von Neumann en 1949 durante el proyecto ENIAC, organiza el ordenador en procesador, memoria principal, dispositivos de entrada/salida y buses.

• En la arquitectura de Von Neumann, el procesador obtiene instrucciones y datos de la memoria principal, los ejecuta, almacena los resultados y utiliza la entrada/salida para comunicarse con el exterior mediante el bus del sistema.

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Procesador → memoria → E/S mediante buses

📖 5. Procesador e instrucciones

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Procesador : También llamado CPU, lee de la memoria las instrucciones que debe ejecutar, las interpreta y las ejecuta.
• Interrupción : Señal que suspende temporalmente el programa en ejecución para que el procesador atienda una situación determinada.

📝 Puntos esenciales

• La CPU contiene:

  • Una unidad aritmético-lógica
  • Una unidad de control
  • Registros de memoria

• El ciclo básico de instrucción consiste en leer la siguiente instrucción, cargarla y decodificarla, obtener los datos implicados, ejecutarla y enviar el resultado a la memoria o a un dispositivo.

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Leer → interpretar → ejecutar

📖 6. Memoria y almacenamiento

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Memoria principal : Memoria que almacena las instrucciones y los datos que necesita el procesador, organizados en posiciones identificadas por direcciones únicas.

★ Imprescindible

📌 Los registros, la memoria caché y la memoria RAM son volátiles, mientras que los dispositivos de almacenamiento externo son no volátiles.

• Al descender en la jerarquía de memoria disminuyen el coste por byte y la frecuencia de acceso, mientras aumentan la capacidad y el tiempo de acceso.

Complementos

• Las tecnologías de almacenamiento externo incluyen:
  • Unidades magnéticas HDD
  • Unidades ópticas CD/DVD
  • Unidades flash SSD

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Memoria volátil frente a almacenamiento no volátil

📖 7. Memoria caché y jerarquía

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Memoria caché : Memoria pequeña y rápida situada entre el procesador y la memoria principal que almacena bloques usados recientemente o cercanos.

★ Imprescindible

• Cuando el dato solicitado no está en la caché, se carga desde la memoria principal el bloque completo que lo contiene y se almacena en la caché para accesos posteriores.

Complementos

📌 La política de extracción bajo demanda copia un bloque solo cuando se referencia un dato ausente, mientras que la pre-búsqueda copia también el bloque siguiente.

• Las políticas de reemplazo incluyen:
  • LRU: usado menos recientemente
  • LFU: usado menos frecuentemente
  • FIFO: primero en entrar, primero en salir
  • Sustitución aleatoria

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Cercanía de referencias → menos accesos lentos

📖 8. Entrada, salida y buses

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Bus : Canal que transfiere datos entre los distintos componentes de un ordenador.

📝 Puntos esenciales

• Los dispositivos de entrada suministran información al ordenador, los de salida ofrecen información al exterior y los de entrada/salida realizan ambas funciones.

• Los dispositivos de bloque transmiten información en bloques completos de tamaño fijo, mientras que los dispositivos de carácter procesan la información carácter o byte a carácter.

• Los buses paralelos transmiten varios bits simultáneamente por distintas líneas, mientras que los buses serie envían los bits uno a uno.

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Entrada introduce datos; salida comunica resultados

📖 9. Software de base y aplicaciones

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Software de base : Gestiona los recursos hardware, ofrece servicios a las aplicaciones y proporciona una interfaz para los usuarios.
• Sistema operativo : Administra los elementos físicos del sistema informático, optimiza su uso, ofrece servicios a las aplicaciones y proporciona una interfaz para los usuarios.
• Firmware : Software integrado en un hardware concreto que contiene funciones básicas para dirigir su funcionamiento y comunicarse con el exterior.

📝 Puntos esenciales

📌 Las aplicaciones horizontales realizan tareas generales, como procesar textos o navegar por Internet, mientras que las aplicaciones verticales atienden actividades específicas, como contabilidad, diseño asistido o videojuegos.

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Firmware → controladores → sistema operativo → aplicaciones

📖 10. Lenguajes y desarrollo software

🔑 Conceptos clave y definiciones

• Lenguaje de programación : Conjunto de símbolos y reglas sintácticas y semánticas diseñado para crear programas de ordenador.
• Entorno de desarrollo integrado : Aplicación que reúne un editor de código, un compilador, depuradores y otras herramientas para crear programas.

📝 Puntos esenciales

📌 El código fuente es un programa escrito en un lenguaje de alto nivel, mientras que el código objeto es el resultado de su compilación.

• La compilación traduce un programa escrito en un lenguaje de alto nivel a código objeto que puede ejecutar el sistema informático.

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Código fuente → compilación → código objeto

📊 Tablas de síntesis

Tipos de software

Tipos de memoria