Conceptos esenciales de sistemas operativos: buffers, spooling, API y virtualización

a) El sistema operativo desde diferentes puntos de vista

Como administrador de recursos: Un proceso es un programa en ejecución. Entenderemos por recurso cualquier elemento del sistema susceptible de ser utilizado por las aplicaciones: procesadores, memoria, dispositivos de E/S, etc.

Como interfaz: El sistema operativo es una capa de software entre los usuarios/aplicaciones y el hardware. Esta interfaz oculta los detalles del hardware al usuario y a las aplicaciones, haciendo más cómodo y más fácil para el usuario utilizar el computador.

b) Buffers y Spooling (en qué consiste cada uno, qué soluciona/aporta cada uno)

Un buffer es un área de memoria destinada a guardar datos temporalmente durante transferencias de entrada o salida. Esta técnica intenta mantener ocupados a ambos elementos implicados (la CPU y el dispositivo de E/S); la CPU solo espera cuando el búfer está vacío o no hay datos listos.

Spooling: se utiliza el disco como un enorme búfer para superponer la E/S de un programa y la ejecución de otros programas. El uso de spooling complementa el uso de búferes, pues permite almacenar datos de entrada o salida en disco y procesarlos de forma asíncrona.

Mientras se ejecuta un trabajo, el sistema operativo puede:

• Leer los datos del siguiente trabajo desde la cinta/tarjetas al disco.
• Imprimir la salida del trabajo anterior desde el disco a la impresora.
• Gestionar varios programas en disco, lo que obliga al diseño de políticas de asignación de CPU con criterios de prioridad.

c) ¿Qué significa el término API? ¿Quiénes la utilizan y para qué? ¿Cuáles conoces?

API significa Application Programming Interface (Interfaz de Programación de Aplicaciones). La API proporciona un conjunto de llamadas y convenciones que permiten que las aplicaciones se comuniquen con servicios del sistema o con otros programas.

Las aplicaciones realizan peticiones a los gestores de servicios a través de la interfaz de llamadas al sistema para funciones como:

• Gestión de procesos
• Gestión de la memoria principal
• Gestión de la E/S
• Gestión de archivos

Las APIs son utilizadas tanto por servicios del sistema como por aplicaciones de nivel superior para intercambiar información y solicitar operaciones.

a) Define: VMM

VMM (Virtual Machine Monitor) es el componente que crea y gestiona máquinas virtuales. En términos sencillos, permite ejecutar un ordenador virtual dentro de un ordenador físico, proporcionando aislamiento y control de los recursos virtualizados.

b) ¿Qué tipos de virtualización conoces? Defínelos e identifica la que utilizamos en clase

Virtualización nativa (unhosted / sin anfitrión): El hipervisor se ejecuta directamente sobre el hardware real del equipo para controlar ese hardware y monitorizar los sistemas operativos virtualizados. Es la más óptima en rendimiento y está pensada principalmente para servidores.

Virtualización hosted (con anfitrión): El hipervisor se ejecuta sobre un sistema operativo convencional (host). En este caso, en el ordenador físico está instalado primero el sistema operativo convencional, y sobre este se instala un programa de virtualización que crea las máquinas virtuales.

Identifica la que utilizamos en clase.

a) Enumera los servicios de un S.O. Explica el relativo a los dispositivos

Un sistema operativo (S.O.) es un programa o conjunto de programas que actúa como intermediario entre el usuario y el hardware, gestionando los recursos del sistema y optimizando su uso. Entre sus servicios principales se encuentran:

• Gestión de procesos
• Gestión de memoria
• Gestión de E/S
• Gestión de archivos

El servicio relativo a los dispositivos es la gestión de E/S. Todos estos dispositivos se conectan al PC mediante un hardware especial de conexión o controlador que los gobierna y sirve de interfaz con el S.O. La parte del S.O. que controla y programa cada dispositivo a través de su controlador se denomina driver del dispositivo. En principio, cada dispositivo necesita un driver propio.