Fundamentos del Software de un Ordenador: BIOS, Kernel y Gestión de Recursos

Introducción al Software Fundamental del Ordenador

¿Qué es un BIOS?

El BIOS (Basic Input/Output System) es un software que pone en contacto los componentes principales del hardware del ordenador con el sistema operativo. Al encender el PC, lo primero que entra en acción es este programa BIOS, que comienza comprobando el correcto funcionamiento de todo el sistema.

Se almacena en un chip de memoria flash que se sitúa sobre la placa base. También controla el funcionamiento más básico del ordenador, como el control horario, la gestión de la memoria y las características de los discos, entre otros.

Sistemas Operativos (SO)

Es el programa que permite controlar el conjunto de opciones, aplicaciones y componentes de hardware de un ordenador.

Funciones de los Sistemas Operativos

• Comunicar al usuario con el ordenador.
• Controlar y coordinar el funcionamiento del hardware.
• Organizar la información contenida en las distintas unidades de almacenamiento.
• Controlar el funcionamiento de los diferentes programas y aplicaciones.

Tipos de Sistemas Operativos

• Sistema Operativo Monotarea.
• Sistema Operativo Multitarea.
• Sistema Operativo Monousuario.
• Sistema Operativo Multiusuario.

Principales Sistemas Operativos

• Microsoft Windows XP
• Microsoft NT/2000
• Linux
• MAC OS X
• UNIX
• OS/2

Aplicaciones y Utilidades

Funcionan sobre un sistema operativo con el que tienen que ser compatibles. Existen procesadores de texto o descompresores para Windows 98 o para Linux. No podrán ser ejecutados en algún sistema operativo para el que no estén preparados, por lo que debemos asegurarnos de su adecuación antes de instalarlas.

Controladores o Drivers

Entendemos por software o programa informático preciso para el correcto funcionamiento de alguno de los componentes de nuestro ordenador.

Componentes Clave del Sistema Operativo

Núcleo del S.O. (Kernel)

Es lo primero que se carga del sistema operativo al arrancar el ordenador. El Kernel reside permanentemente en memoria y atiende las llamadas al sistema.

Funciones Básicas del Kernel

• Carga inicial.
• Planificación de trabajos de la CPU.
• Administración entre procesos.
• Comunicación entre procesos.
• Administración de memorias.
• Administración de archivos.

SHELL (Interfaz Gráfica)

Estas interfaces gráficas permiten al usuario dar órdenes y trabajar con el sistema operativo de manera sencilla.

Responsabilidades del Sistema Operativo

Gestión de Procesos

Un proceso es un programa en ejecución. Durante su ejecución, un proceso necesita tiempo de CPU, una porción de memoria, archivos, acceso a dispositivos de entrada/salida y otros recursos.

Responsabilidades del SO en la Gestión de Procesos

• Creación y eliminación de procesos.
• Planificación de procesos.
• Sincronización entre procesos.
• Comunicación entre procesos.

Gestión de Memoria Principal (RAM)

La memoria principal (RAM) es un recurso compartido entre el SO y los procesos, y es necesario para que estos se ejecuten.

Responsabilidades del SO en cuanto a la Gestión de la Memoria Principal

• Conocer qué zonas de memoria están libres y cuáles están ocupadas.
• Decidir qué memoria se le asigna a cada proceso.
• Reservar y liberar zonas de memoria según se solicite.
• Memoria virtual.

Gestión de Entrada/Salida (E/S)

Hay una gran variedad de dispositivos de entrada/salida que tienen que ser gestionados por el SO: pantalla, teclado, ratón, impresora, módem, tarjetas de red, USB, etc. El problema fundamental es que son más lentos que el conjunto CPU-Memoria principal.

Gestión de Archivos

Un archivo es un conjunto de datos identificado por un nombre. Los archivos se almacenan en dispositivos de E/S.

Responsabilidades del SO con respecto a la Gestión de Archivos

• Manipulación de archivos.
• Ubicar los archivos y directorios en los dispositivos de almacenamiento secundario.
• Facilitar ciertos servicios.

Sistema de Protección

1. De usuario: Mecanismos destinados a controlar el acceso de los usuarios a los recursos.
2. De proceso: Mecanismos destinados a controlar el acceso a los recursos.

Tipos Adicionales de Sistemas Operativos

• Sistemas de tiempo real.
• Sistemas paralelos.
• Sistemas distribuidos.