SSistemas istemas operativos operativos
Omar Sánchez De la luz
Kernel (Núcleo): Es el componente central de un sistema operativo que gestiona los recursos del sistema, como la memoria, la CPU y los dispositivos de entrada/salida, y proporciona una interfaz entre el hardware y las aplicaciones.
Procesamiento: Se refiere a la ejecución de instrucciones por la CPU, que toma datos de entrada, los procesa y genera resultados (salidas).
Administración de memoria: Función del sistema operativo que gestiona el uso de la memoria principal (RAM), asegurando que cada proceso tenga los recursos necesarios y evitando conflictos entre ellos.
Control de dispositivos: El sistema operativo utiliza controladores (drivers) para gestionar la comunicación entre el hardware del sistema (dispositivos) y el software.
File System (Sistema de archivos): Es la estructura que un sistema operativo utiliza para organizar y almacenar archivos en un dispositivo de almacenamiento, como un disco duro.
Comunicación de red: Son los mecanismos y protocolos que utiliza un sistema operativo para permitir la transmisión y recepción de datos entre dispositivos a través de una red.
Arquitectura monolítica: Tipo de diseño de kernel donde todos los componentes del sistema operativo están integrados en un solo gran bloque de código ejecutable.
Hybrid Architecture (Arquitectura híbrida): Combinación de elementos de diferentes arquitecturas de kernel (monolítica y microkernel), buscando aprovechar lo mejor de ambos enfoques.
Virtualización: Técnica que permite crear versiones virtuales de recursos físicos, como hardware, sistemas operativos o redes, permitiendo ejecutar múltiples sistemas operativos en un solo hardware.
Multitarea: Capacidad de un sistema operativo para ejecutar múltiples procesos al mismo tiempo, alternando rápidamente entre ellos.
Multiprocesamiento: Uso de más de una CPU o núcleo de procesador en un sistema para ejecutar varios procesos simultáneamente.
Acumulador: Registro en una CPU donde se almacenan temporalmente los resultados de las operaciones aritméticas o lógicas.
Multiplicador Cociente: Componente o registro utilizado en operaciones de multiplicación y división en hardware.
Registro temporal de memoria: Almacena temporalmente datos de la memoria antes de que sean procesados o enviados a la memoria principal.
Circuito aritmético lógico (ALU): Unidad de hardware dentro de la CPU que realiza operaciones aritméticas y lógicas.
Registro de instrucciones: Registro que almacena la instrucción actual que está siendo ejecutada por la CPU.
Registro temporal de instrucciones: Almacena temporalmente las instrucciones antes de ser enviadas al registro de instrucciones.
PC (Program Counter): Registro que almacena la dirección de la próxima instrucción que será ejecutada por la CPU.
ROM (Read-Only Memory): Tipo de memoria no volátil que almacena datos que no pueden ser modificados fácilmente, como el firmware.
BIOS (Basic Input/Output System): Programa de firmware que inicializa el hardware durante el proceso de arranque de una computadora.
Intérprete: Programa que traduce y ejecuta código fuente línea por línea, sin necesidad de compilarlo previamente.
Compilador: Programa que traduce el código fuente de un lenguaje de programación a código máquina, creando un ejecutable.
Ensamblador: Programa que convierte el código escrito en lenguaje ensamblador en código máquina que puede ser ejecutado por la CPU.
ALU (Arithmetic Logic Unit): Parte del procesador que realiza operaciones aritméticas y lógicas.
Unidad de control: Componente de la CPU que dirige las operaciones del procesador, controlando el flujo de datos y la ejecución de instrucciones.
Bus: Conjunto de cables o vías de comunicación que permiten la transferencia de datos entre los diferentes componentes de una computadora.
Bus de datos: Canal de comunicación que transporta los datos entre el procesador, la memoria y otros componentes.
Bus de instrucciones: Línea de comunicación que transporta las instrucciones desde la memoria a la CPU.
Bus de control: Línea que transporta señales de control entre la CPU y los demás componentes del sistema.
Bus de dirección: Transporta la información de las direcciones de memoria entre la CPU y la memoria.
Administrador E/S bloques: Componente del sistema operativo que gestiona las operaciones de entrada/salida en bloques, generalmente utilizado para dispositivos de almacenamiento.
Administrador E/S bytes: Componente del sistema operativo que gestiona las operaciones de entrada/salida a nivel de bytes, típico en dispositivos de comunicación.
Armada (Pipeline): Técnica de diseño de CPU en la que se dividen las tareas de ejecución en varias etapas, permitiendo procesar varias instrucciones simultáneamente.
CMS (Content Management System): Sistema de gestión de contenidos que permite crear, gestionar y publicar contenido digital de forma sencilla.
Bit de espera (Wait State): Ciclo extra de la CPU cuando se retrasa la ejecución de una instrucción porque un dispositivo externo no está listo.
IP (Internet Protocol): Protocolo de red utilizado para direccionar y enrutar los paquetes de datos en una red, como Internet.
Planificador de procesos (Scheduler): Componente del sistema operativo que decide qué proceso debe ejecutarse en la CPU en un momento dado, priorizando su asignación en función de políticas como prioridad, tiempo real o balanceo de carga.
Hipervisor: Software que crea y gestiona máquinas virtuales, permitiendo la ejecución de múltiples sistemas operativos en una sola máquina física. Puede ser de tipo 1 (bare-metal) o tipo 2 (hosted).
Segmentación de memoria: Técnica de administración de memoria donde el espacio de memoria está dividido en segmentos de diferentes tamaños, cada uno correspondiente a una función lógica del programa (código, datos, pila, etc.).
Paginación: Técnica que divide la memoria física y virtual en bloques del mismo tamaño llamados "páginas", permitiendo una gestión más eficiente y la implementación de memoria virtual.
Context Switching (Cambio de contexto): Proceso mediante el cual la CPU guarda el estado de un proceso y carga el estado de otro, permitiendo la multitarea en un sistema operativo.
Deadlock (Interbloqueo): Situación en la que dos o más procesos quedan bloqueados porque cada uno está esperando que los otros liberen un recurso, y ninguno de ellos puede continuar.
Thrashing: Condición en la que un sistema operativo pasa la mayor parte del tiempo intercambiando páginas entre la memoria y el almacenamiento secundario, en lugar de ejecutar procesos, debido a una sobrecarga de la memoria.
Balanceo de carga: Técnica que distribuye la carga de trabajo entre múltiples recursos del sistema (como CPU o servidores) para optimizar la eficiencia y evitar sobrecargas.
Memoria caché L1, L2, L3: Memoria de acceso rápido que se sitúa entre la CPU y la RAM. L1 es la más rápida y cercana al núcleo del procesador, mientras que L2 y L3 son más grandes pero más lentas.
Swapping: Técnica de administración de memoria que mueve temporalmente los procesos entre la memoria principal y el almacenamiento secundario para liberar espacio en la RAM.
Tiempo de inactividad (Idle Time): Tiempo durante el cual un sistema o recurso está disponible pero no está realizando ninguna tarea productiva.
Memoria compartida (Shared Memory): Mecanismo que permite a múltiples procesos acceder a la misma porción de memoria, facilitando la comunicación interprocesos (IPC).
Journaling File System (Sistema de archivos con registro): Tipo de sistema de archivos que guarda un registro de los cambios antes de realizarlos, para prevenir la corrupción de datos en caso de una falla inesperada.
FIFO (First In, First Out): Algoritmo de planificación o estructura de datos donde el primer elemento en entrar es el primero en salir, comúnmente utilizado en colas y buffers.
Kernel preemptivo: Tipo de kernel que permite interrumpir la ejecución de un proceso en cualquier momento para dar paso a otro de mayor prioridad, mejorando la respuesta en sistemas multitarea.
Tabla de páginas (Page Table): Estructura de datos utilizada en sistemas con paginación para mapear direcciones de memoria virtual a direcciones físicas.
Inversión de prioridad (Priority Inversion): Situación en la que un proceso de baja prioridad bloquea a uno de alta prioridad debido a la espera de un recurso común, impactando la eficiencia del sistema.
Inodo (i-node): Estructura de datos en los sistemas de archivos de tipo Unix que almacena la información sobre los archivos, como permisos, tamaño, y ubicación de los bloques de datos.
Desfragmentación: Proceso de reorganización de los bloques de datos en un dispositivo de almacenamiento para reducir la fragmentación y mejorar el rendimiento de acceso a los archivos.
Microkernel: Diseño de kernel en el que solo los componentes esenciales (como gestión de procesos y comunicación entre procesos) están en el núcleo, mientras que otros servicios (como controladores y sistemas de archivos) se ejecutan en modo de usuario.
Pre-fetching: Técnica en la que el sistema operativo o hardware predice qué datos serán necesarios en el futuro cercano y los carga de antemano en la memoria caché.
Soft real-time system (Sistema de tiempo real suave): Sistema en el que las tareas críticas tienen una ventana de tiempo para completarse, pero fallar ocasionalmente en cumplir esa ventana no causa la falla total del sistema.
Hard real-time system (Sistema de tiempo real duro): Sistema en el que las tareas críticas deben completarse dentro de un tiempo límite estricto; no cumplir con este tiempo puede resultar en una falla catastrófica.
Spinlock: Mecanismo de sincronización donde un proceso o hilo espera activamente (en bucle) hasta que un recurso esté disponible, lo que evita el cambio de contexto pero puede consumir muchos ciclos de CPU.
Watchdog Timer (Temporizador vigilante): Temporizador de hardware o software que reinicia el sistema si no recibe una señal en un periodo de tiempo específico, asegurando la estabilidad del sistema en caso de fallos.
DMA (Direct Memory Access): Técnica que permite a un dispositivo acceder directamente a la memoria del sistema sin involucrar a la CPU, acelerando las transferencias de datos.
Kernel Panic: Error crítico del kernel que impide que el sistema operativo continúe funcionando de manera segura, provocando su detención o reinicio.
Userland (Espacio de usuario): Área del sistema operativo donde se ejecutan las aplicaciones, separada del espacio de kernel para garantizar la seguridad y la estabilidad.
NUMA (Non-Uniform Memory Access): Arquitectura de memoria en sistemas multiprocesador donde la latencia de acceso a la memoria depende de la proximidad del procesador al banco de memoria.
Coherencia de caché (Cache Coherence): Problema en sistemas multiprocesador donde múltiples cachés locales pueden tener diferentes copias de la misma ubicación de memoria, lo que requiere protocolos para mantener la coherencia de los datos.