T4 SSOO - TEORÍA

Question 1

TEORÍA SSOO ¿Qué es un sistema operativo? ¿Qué gestiona?

Answer 1

• Gestiona recursos y hardware
• Es la interfaz entre el usuario y el hardware
  (la interfaz permite la comunicación entre el ser humano y la máquina)
• Actúa como plataforma para los programas de aplicación

Question 2

TEORÍA SSOO ¿Para qué sirve cada uno de los 5 módulos de los sistemas operativos? PEMAS

Answer 2

• Gestión de procesos: controla la ejecución de los programas y su acceso a la CPU
• Gestión de memoria: asigna y organiza la memoria (paginación, segmentación)
• Gestión de entrada/salida: controla los dispositivos conectados
• Gestión de archivos/almacenamiento: organiza y accede a los ficheros
• Sistema de protección: establece niveles de seguridad y acceso

Question 3

CLASIFICACIÓN DE SSOO ¿Cómo se clasifican los sistemas operativos por número de usuarios?

Answer 3

• Monousuario: solo permite que un usuario use el sistema a la vez
• Multiusuario: permite que varios usuarios usen el sistema simultáneamente

Question 4

CLASIFICACIÓN DE SSOO ¿Cómo se clasifican los sistemas operativos por tiempo de respuesta?

Answer 4

• Procesamiento por lotes: ejecuta tareas sin interacción del usuario, en bloques
• Tiempo compartido: varios usuarios comparten el procesador con respuestas rápidas
• Tiempo real: responde de forma inmediata, ideal para sistemas críticos (como medicina o aviación)

Question 5

CLASIFICACIÓN DE SSOO ¿Qué es un sistema operativo monolítico como por ejemplo LINUX?

Answer 5

• Todo el sistema (gestión de memoria, procesos, archivos…) está unido en un solo bloque
• Todos los módulos se comunican directamente entre sí
• Es más rápido, pero más difícil de mantener o modificar

Question 6

CLASIFICACIÓN DE SSOO ¿Qué es un sistema operativo embebido (o empotrado)?

Answer 6

• Está integrado dentro de un dispositivo específico (como un coche, microondas o impresora)
• Ejecuta solo funciones concretas
• Consume pocos recursos y está optimizado para tareas simples
• No está pensado para uso general como Windows o Linux

Question 7

CLASIFICACIÓN DE SSOO ¿Qué es un sistema operativo de tiempo real? ¿Qué dos tipos existen?

Answer 7

• Responde en un tiempo muy corto y predecible
• Ideal para tareas críticas (como control médico, industrial o aviación)
• Puede ser duro (si un fallo es inaceptable) o blando (si se tolera cierto retraso)

Question 8

SEGMENTACIÓN ¿Qué es la segmentación? ¿Qué representa cada segmento? ¿Son de tamaño fijo? ¿Qué mejora?

Answer 8

• Es una técnica de gestión de memoria que divide el espacio en segmentos lógicos de tamaño variable
• Cada segmento representa una unidad lógica del programa, como código, datos o pila
• Permite que diferentes segmentos crezcan o se reduzcan según sea necesario
• Mejora la organización y protección de la memoria

Question 9

SEGMENTACIÓN ¿Qué significa que el objetivo sea ubicar procesos/programas en memoria? ¿Qué memoria exactamente?

Answer 9

• Significa decidir dónde y cómo colocar los procesos en la memoria RAM
• El sistema operativo debe organizarlos para que no se solapen y se aproveche bien el espacio
• Es clave para que los procesos puedan ejecutarse correctamente

Question 10

SEGMENTACIÓN ¿Qué relación hay entre el modelo de Von Neumann, la MMU y los buses?

Answer 10

• En el modelo de Von Neumann, datos e instrucciones comparten la misma memoria
• El bus de direcciones indica dónde acceder; el bus de datos transporta la información
• La MMU traduce direcciones lógicas a físicas y protege la memoria
• Así se puede aplicar el modelo Von Neumann con seguridad y eficiencia

MMU: Memory Management Unit

Question 11

SEGMENTACIÓN ¿Qué relación tiene la fragmentación externa y la defragmentación en segmentación?

Answer 11

• La de fragmentación el proceso de reorganizar los segmentos en memoria para juntar el espacio libre
• Se hace porque la segmentación puede dejar huecos entre segmentos (fragmentación externa)
• Al mover los segmentos y compactarlos, se libera un bloque grande de memoria contigua
• Permite aprovechar mejor la memoria disponible

Question 12

SEGMENTACIÓN ¿Qué es el desplazamiento en un segmento para calcular la dirección lógica?

Answer 12

• Es la distancia desde el inicio del segmento hasta una posición específica dentro de él
• Sirve para acceder a un dato o instrucción concreta
• Se usa junto con el número de segmento para calcular la dirección lógica

Ejemplo: si el segmento Data comienza en la dirección 1000 y el desplazamiento es 3, la dirección lógica será 1003, que apunta a la cuarta variable almacenada

Question 13

PAGINACIÓN ¿En qué consiste y cuáles son sus pasos? ¿Se puede producir fragmentación? ¿Cómo se calculan las direcciones?

Answer 13

1. Divide un PROGRAMA en bloques de tamaño fijo llamados páginas
2. Divide la MEMORIA en zonas de tamaño fijo llamadas frames
3. Ubica las páginas en frames libres que pueden ser no contiguos
4. Puede producir fragmentación interna, cuando un frame no está completamente lleno
5. La MMU traduce direcciones lógicas a físicas para acceder correctamente

Question 14

PAGINACIÓN ¿En qué nos ayuda la MMU en la gestión de la memoria caché (TLB) durante la paginación?

Answer 14

• La MMU usa la TLB (Translation Lookaside Buffer) para guardar las traducciones más recientes de direcciones lógicas a físicas
• Esto acelera el acceso a la memoria al evitar buscar en la tabla de páginas cada vez
• Si la dirección no está en la TLB, se hace una búsqueda en la tabla de páginas y se actualiza la TLB

Question 15

PAGINACIÓN ¿Qué es la segmentación paginada?

Answer 15

La segmentación paginada combina dos técnicas:
- primero divide el programa en segmentos lógicos (como código, datos, pila),
- luego cada segmento se divide en páginas del mismo tamaño.

A diferencia de la paginación normal, que divide todo el programa en páginas iguales, la segmentación paginada mantiene una estructura lógica y mejora la gestión de memoria.

🧠 Es como tener cajones (segmentos) y dentro de cada cajón, compartimentos iguales (páginas).”

Question 16

MEMORIA VIRTUAL ¿En qué consiste la técnica de memoria virtual? ¿Y qué son el swap y el fallo de página?

Answer 16

• Permite que un programa use más memoria que la físicamente disponible
• Usa espacio en disco como una extensión de la memoria RAM (swap)
• Divide la memoria en páginas que pueden estar en RAM o en disco
• Cuando una página no está en RAM, ocurre un fallo de página y se carga desde el disco (swap)
• Mejora la multitarea y la gestión eficiente de memoria

Question 17

MEMORIA VIRTUAL ¿Cuáles son los principales algoritmos de reemplazo de páginas?

Answer 17

• LIFO (Last In, First Out): elimina la página que fue cargada más recientemente
• LRU (Least Recently Used): elimina la página que no se ha usado por más tiempo
• NRU (Not Recently Used): clasifica páginas en categorías según uso y modificadas, elige una al azar de la categoría menos usada

Question 18

PROCESOS ¿Qué significan los conceptos PID, PPID, PCB y para QUÉ se relacionan?

Answer 18

• PID (Process ID): identificador único de un proceso
• PPID (Parent Process ID): identificador del proceso padre que creó el proceso actual
• PCB (Process Control Block): estructura que contiene toda la información sobre un proceso (estado, registros, memoria, etc.)
• La relación: el PCB almacena el PID y el PPID para gestionar la jerarquía y control de procesos

Question 19

PROCESOS ¿Qué 3 tipos de cola hay en el modelo de 5 estados?

Answer 19

• Cola de nuevos: donde esperan los procesos recién creados
• Cola de listos o preparados: donde esperan los procesos listos para ejecutarse (utilizan un dispacher)
• Cola de bloqueados: donde esperan los procesos que están esperando un evento o recurso

Dispatcher: realiza el cambio de contexto para asignar la CPU al siguiente proceso.

Question 20

PROCESOS ¿En qué consiste un cambio de contexto?

Answer 20

• Es el proceso de guardar el estado de un proceso en ejecución para poder continuar luego
• El sistema operativo guarda registros, contador de programa y demás información en el PCB
• Luego carga el estado de otro proceso para darle CPU
• Permite la multitarea y la compartición del procesador

🧠PCB (Process Control Block)

Question 21

PROCESOS Nombra algunos algoritmos de exclusión mutua

Answer 21

• Algoritmo de Peterson
• Algoritmos de Dekker
• Algoritmo de Lamport
• Algoritmo de Ricart-Agrawala

Question 22

PROCESOS ¿Para qué utilizamos semáforos o monitores en los procesos? ¿Que tipo de exclusión permiten? ¿Quién acuñó el término?

Answer 22

• Para controlar y sincronizar el acceso a recursos compartidos
• Evitan condiciones de carrera y conflictos entre procesos
• Permiten la exclusión mutua, que significa que solo un proceso puede acceder a un recurso compartido a la vez, evitando interferencias
• El término semáforo fue acuñado por Edsger Dijkstra para resolver problemas de sincronización

Question 23

PROCESOS ¿Qué es la comunicación o sincronización de procesos? ¿Cuales son estos modelos?

Answer 23

La comunicación sincronizada de procesos es un tipo de comunicación en la que dos procesos se coordinan para intercambiar información de forma que `ambos deben estar listos al mismo tiempo’ para que la comunicación ocurra

➡️Tipos de comunicación:

• Memoria compartida: varios procesos acceden a una zona común de memoria para intercambiar datos
• Paso de mensajes: los procesos se envían mensajes para comunicarse, sin compartir memoria directa
• Canalizaciones (tuberías): estructura que permite pasar datos secuencialmente entre procesos

Question 24

ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN ¿Qué dos tipos de algoritmos de planificación existen?

Answer 24

• No apropiativo (FCFS - First Come, First Served): espera a que un proceso termine o ceda la CPU voluntariamente
• Apropiativo (SJF - Shortest Job First): puede interrumpir un proceso para asignar la CPU a otro

Question 25

**ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN** Explica los siguientes algoritmos:

Answer 25

- `SRTF` (**Shortest Remaining Time First**): siempre elige el proceso con el menor tiempo restante para finalizar - `Planificación por prioridades`: asigna prioridad a cada proceso; puede ser con preemptiva (interrumpe procesos de menor prioridad) o no preemptiva - `Round Robin` (apropiativo): asigna un `quantum` de tiempo fijo a cada proceso; si no termina en ese tiempo, pasa al siguiente proceso - `Multilevel Queue` (apropiativo): divide procesos en varias colas con diferente prioridad, planifica cada cola con diferentes algoritmos

Question 26

**SISTEMA DE FICHEROS - MEMORIA** ¿Qué tipos de asignación existen? 🧊🧊👶🏼

Answer 26

- `Contigua`: los bloques del fichero están almacenados en posiciones físicas consecutivas - `Enlazada`: cada bloque contiene un puntero al siguiente bloque del fichero. Ejemplo: `FAT 32` de **Microsoft** - `Indexada`: utiliza una tabla de índices que contiene punteros a todos los bloques del fichero. Usado en **Linux**

Question 27

**THREADS/HILOS** ¿Qué son los threads?

Answer 27

- Son la `unidad básica` de ejecución dentro de un proceso - Un proceso puede tener `uno o varios` threads que `comparten el mismo espacio` de memoria - Permiten ejecutar tareas en `paralelo` dentro del mismo programa - Son más ligeros y rápidos de crear que procesos completos

Question 28

**SISTEMA OPERATIVO** ¿Qué relación tienen los `drivers` con los sistemas operativos?

Answer 28

- Los `drivers` son programas que permiten al sistema operativo comunicarse y controlar el hardware - Actúan como intermediarios entre el `hardware` y el sistema operativo - Permiten que el sistema operativo use dispositivos como impresoras, discos, teclados, etc., sin conocer detalles específicos del hardware