Componentes de un Sistema Informático y Sistema Operativo: Hardware, Software, Funciones y Clasificación

1. Componentes de un Sistema Informático

Ordenador:
- Hardware: Componentes físicos (tangibles).
- Software: Componentes lógicos (programas que se ejecutan en el hardware).
  - Programa: Instrucciones que procesan información para producir un resultado.
  - Aplicación informática: Conjunto de programas.
- Información: Procesada por el software.
Sistema Informático: Elementos físicos necesarios para el buen funcionamiento de las aplicaciones informáticas.
Software:
- Software básico: Programas necesarios para trabajar; gestiona los recursos del hardware y el software de aplicación.
- Software de aplicación: Programas que permiten al ordenador realizar una tarea determinada.
- Secuencia de arranque
  1. Suministro de corriente al ordenador.
  2. Carga en memoria de la BIOS.
  3. La BIOS comprueba que todo esté correcto.
  4. Arranque de la unidad física.
  5. Acceso a una zona de memoria donde se encuentra el sector de arranque (MBR).
  6. Si todo es correcto, se arranca el sistema operativo.

Principales componentes: Unidad Central de Proceso, Memoria, Buses y Unidades de E/S.

Ejecuta las operaciones que realiza un ordenador y se comunica con la memoria y los periféricos. Está formada por:

ALU (Unidad Aritmético-Lógica): Realiza cálculos aritméticos y funciones lógicas; transforma datos según lo indique la CU.
CU (Unidad de Control): Lee las instrucciones de memoria, las decodifica y las envía a la ALU; interpreta el código y ejecuta las acciones.
Registros: Almacenan información de forma temporal y rápida para ejecutar instrucciones:
- Registro de instrucción: Almacena la orden que se está ejecutando.
- Registro acumulador: Almacena el resultado de las operaciones.
- Registro de direcciones: Almacena la dirección del dato que se quiere leer o escribir.
- Registro de datos: Almacena los datos leídos o que se van a escribir en memoria.

Se encarga de almacenar el programa y los datos que utiliza la CPU:

Memoria externa: Lenta y de gran tamaño; la información no desaparece al apagar el ordenador.
Memoria interna RAM: Más rápida que la externa; almacena y modifica información (memoria principal). Toda la información que procesa el ordenador pasa por ella.
Memoria interna ROM: Memoria de solo lectura para inicializar el sistema. Prepara los componentes de hardware para que los utilice el sistema operativo y carga este en la RAM.

Transfieren información entre los componentes; son los principales dispositivos de comunicación:

Bus de datos: Transmite información entre el procesador y las unidades de E/S.
Bus de direcciones: Identifica la dirección de la información que se transmite por el bus de datos.
Bus de control: Gestiona la información que se transmite por los distintos buses.

Gestionan la comunicación de los periféricos con la CPU y sus componentes.

Periférico: Dispositivo de hardware para interactuar con el ordenador.
De entrada: Envía información del usuario al ordenador.
De salida: Envía información del ordenador al usuario.
Driver: Software específico proporcionado por el fabricante para utilizar correctamente el periférico.

Kernel o núcleo: Maneja las interrupciones y la asignación de procesos en la CPU.
Administrador de memoria: Distribuye la memoria principal (RAM) entre los programas.
Sistema de E/S: Gestiona la comunicación con el usuario mediante los dispositivos de E/S.
Administrador de ficheros: Gestiona el almacenamiento de datos y programas de forma eficiente.

Estructura monolítica: El SO estaba formado por programas y funciones que podían llamarse entre sí. Era difícil realizar modificaciones y, a medida que crecía, su manejo se complicaba.
Estructura por capas: Divide el SO en capas independientes que se comunican entre sí. Cada capa tiene una función concreta.
Estructura cliente-servidor: Divide las funciones en núcleo (capas con funciones cercanas al hardware) y procesos (aplicaciones que actúan como clientes o servidores).
- Ventaja: Si un proceso falla, no falla todo el sistema.

Por número de usuarios:
- Sistemas monousuario: Permiten la conexión de un único usuario. Todos los recursos están disponibles para él hasta que cierra sesión.
- Sistemas multiusuario: Varios usuarios al mismo tiempo con recursos compartidos.
Por número de procesadores:
- Sistemas monoprocesador: Tienen una única CPU; todos los procesos se ejecutan en ella.
- Sistemas multiprocesador: Dos o más CPU. Permiten ejecutar un mismo proceso o procesos distintos en varias CPU.
Por tiempo de respuesta:
- Sistemas de tiempo compartido: Tiempo de respuesta no crítico. Los procesos comparten la CPU turnándose hasta finalizar.
- Sistemas de tiempo real: Respuesta rápida una vez que se ejecuta el proceso.

Funciones: Gestionar el hardware, permitir la interacción con el usuario, gestionar procesos, administrar la memoria, organizar los datos e interactuar con los dispositivos de E/S.
Recursos que gestiona:
- CPU y los procesos en ejecución.
- Memoria que utilizan los procesos.
- Ficheros y directorios.
- Dispositivos de E/S.