Fundamentos de Sistemas Operativos y Estructura de Almacenamiento de Datos

Introducción a los Sistemas Operativos

Definición y funciones principales

Un Sistema Operativo (SO) es un conjunto de programas destinados a permitir la comunicación del usuario con un ordenador y gestionar sus recursos de manera eficiente.

Sus funciones principales incluyen:

• Gestión de procesos: Administración de la ejecución de programas.
• Gestión de memoria: Asignación y control del espacio de almacenamiento temporal.
• Soporte del sistema de archivos: Organización y acceso a los datos en unidades de almacenamiento.
• Control del sistema de comunicaciones: Gestión del intercambio de datos con otros dispositivos.
• Sistema de seguridad: Protección de recursos y control de acceso.
• Intérprete de comandos: Interfaz para que el usuario interactúe con el sistema.
• Gestión del sistema de E/S: Control de los periféricos de entrada y salida.

Estructura Física y Geometría del Disco Duro

Sectores y pistas

Cada una de las partes iguales de una pista de un disco duro se denomina sector. Su tamaño estándar es de 512 bytes.

Cálculo de pistas totales

Si un disco duro tiene 255 pistas/cilindro y un total de 20.000 cilindros, el cálculo es el siguiente:

Nº Total de Pistas = pistas/cilindro x cilindros = 255 x 20.000 = 5.100.000 pistas.

Gestión de Particiones en Discos Duros

Tipos de particiones

Existen tres tipos principales de particiones que se pueden realizar en un disco duro:

• Partición primaria: Son las divisiones principales del disco; solo puede haber un máximo de cuatro de estas. Prácticamente cualquier sistema operativo puede detectarlas y asignarles una unidad, siempre que reconozca su formato (sistema de archivos).
• Partición extendida: Actúa como una partición primaria, pero su función es servir de contenedor para particiones lógicas. Solo puede existir una partición de este tipo por disco.
• Partición lógica: Ocupa una parte o la totalidad de la partición extendida. Se formatea con un sistema de archivos específico (FAT32, NTFS, ext2, etc.) y se le asigna una unidad si el sistema operativo es compatible.

Nota: Un disco duro de 20 GB puede tener como máximo cuatro particiones primarias.

Ventajas del uso de particiones

El particionamiento de unidades ofrece beneficios estratégicos:

• Seguridad de datos: Permite guardar copias de seguridad en una partición distinta para evitar la pérdida de información crítica.
• Optimización del sistema: Algunos sistemas operativos requieren particiones específicas, como la partición de intercambio (swap) en sistemas basados en Linux.
• Multiarranque: Permite instalar diferentes sistemas operativos en una misma unidad física.
• Organización de archivos: Facilita el almacenamiento separado de información del usuario (música, fotos, videos, documentos). Esto permite que, al reinstalar un sistema operativo, se formatee únicamente la unidad que lo contiene sin perder el resto de los datos.

Dispositivos de Almacenamiento Óptico

Capacidad comparativa

Ordenados de menor a mayor capacidad, los dispositivos ópticos estándar son:

1. CD: 700 MB
2. DVD: 4,7 GB
3. Blu-ray: de 27 a 54 GB

Rendimiento y velocidad de lectura

Si un lector de CD indica una velocidad de 52X, la tasa de transferencia se calcula sobre la base de 150 KB/s:

150 KB/s x 52 = 7.800 KB/s.

Estándares y Cálculos de Capacidad

El estándar ISO 9660

La norma ISO 9660 especifica el formato para el almacenamiento de archivos en soportes de tipo disco compacto (CD-ROM). Su propósito es garantizar que los CD sean legibles por diferentes sistemas operativos y plataformas, tales como MS-DOS, Microsoft Windows, Mac OS y UNIX.

Cálculo de capacidad real de un disco

Para un disco duro que tiene 126.230.704 sectores, la capacidad se determina así:

Capacidad = Nº total de sectores x 512 bytes (tamaño estándar del sector)

• 126.230.704 x 512 = 64.630.120.448 bytes
• ≈ 64.630.120 KB
• ≈ 64.630 MB
• ≈ 64,6 GB