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Relacionando el Hardware (¿Qué es el software? (El software es un conjunto…

- - - - Unidad de procesamiento
        
        es la parte principal de cualquier sistema de cómputo y se encarga de ejecutar tanto el sistema operativo como los programas del usuario.
        
        El sistema operativo se encarga de varias tareas relacionadas a esta unidad, las cuales son:
        
        Interrupciones y excepciones: cuando la unidad de procesamiento no puede resolver una situación por sí misma, el sistema operativo toma el control y se encargará de resolverla.
        
        Multiplexación: administra la unidad de procesamiento dando la ilusión a cada proceso de que se ejecuta de manera exclusiva.
        
        Inicialización: habilita las interrupciones de hardware software y configura la memoria virtual.
      - Jerarquía de almacenamiento
        
        el almacenamiento se da desde una pequeña área de memoria extremadamente rápida hasta un gran espacio de memoria pero mucho más lenta.
        
        Algunas de las memorias principales dentro de esta jerarquía son:
        
        Caché: es la memoria de acceso rápido de la CPU, y guarda los datos recientes de la información procesada de manera temporal.
        
        Registros: Son la memoria más rápida del computador, determinan el estado de la CPU, y se encuentran ubicados en cada uno de los núcleos de la CPU.
      - Interrupciones y excepciones
        
        una interrupción es generada por causas externas al sistema (dispositivos como mouse, teclado), mientras que una excepción es un evento generado debido a algún proceso que requiera la intervención del sistema operativo
        
        Las interrupciones y excepciones se encargan de administrar los eventos que se presenten durante la ejecución de estos procesos, y para esto existen ciertos niveles de prioridades para evitar que una tarea de menor importancia detenga una de mayor importancia.
        
        algunas funciones del sistema operativo respecto a las interrupciones son:
        
        atender las excepciones y fallas
        
        administrar el hardware manejador de interrupciones y el punto de entrada al sistema operativo.
        
        abstraer las interrupciones
      - Las terminales
        
        son dispositivos electrónicos utilizados para ingresar datos y enviar resultados dentro del computador. En los años 70 se crearon los sistemas de ventana y las interfaces gráficas de usuario gracias a la inclusión del mouse.
        
        Emulador de terminal: permite tener múltiples instancias de una terminal o ejecutar una terminal de texto dentro de una interfaz gráfica.
      - Dispositivos de almacenamiento
        
        Antes de los sesenta sólo se usaba el almacenamiento en la memoria primaria, el cual se pierde al desconectar el equipo de la electricidad. Por tanto, a partir de la época, se empezaron a crear diferentes tecnologías para almacenar información a largo plazo, entre ellas están los discos duros y los discos magnéticos.
        
        Algunos de los principales dispositivos de almacenamiento son:
        
        RAM: la memoria de acceso aleatorio se utiliza como memoria de trabajo en los dispositivos y en esta se cargan todas las instrucciones a ejecutar de la CPU. Además, contiene los datos que manipulan distintos programas del sistema. Puede leer y escribir en cualquier “posición” y se encarga de ejecutar todos los programas que usamos en el computador.
        
        ROM (Read Only Memory): Memoria de poca capacidad que se usa durante el arranque para iniciar el sistema operativo. No se puede modificar la información que contiene.
      - Relojes y temporalizadores
        
        sirven para mantener un orden cronológico entre los eventos que ocurren dentro del sistema. Además, se encargan de mantener la hora actualizada del sistema, generar alertas o ejecutar y programar tareas periódicas.
      - Canales y puentes
        
        los canales son los que permiten la comunicación entre los componentes de un sistema de cómputo (buses, en inglés). Los puentes son los chips básicos de los cuales surgen varios buses. En este caso, el acomodo más frecuente de estos buses es por medio de la separación entre dos chips: el puente norte y el puente sur.
        
        Algunas de las características y componentes principales de los canales y puentes son:
        
        El puente sur (Southbridge) está conectado al puente norte, y se encarga de controlar los demás dispositivos del sistema, como las interfaces de almacenamiento, expansión interna y externa
        
        Contención: una contención ocurre cuando el sistema requiere transferir datos entre varios dispositivos de la misma categoría y se satura el ancho de banda máximo que alcanza uno de los canales, generando una “cola” donde algunos dispositivos tendrán que esperar a que los demás desocupen el canal.
        
        El puente norte (Northbridge) se conecta directamente al CPU y se encarga de gestionar los buses más veloces y más importantes: la memoria y el reloj.
        
        DMA: el acceso directo a memoria se emplea cuando la actividad principal de un proceso es la transferencia de información entre la memoria principal y cualquier otra área del sistema, y se usa con dispositivos con gran ancho de banda como las unidades de disco, las tarjetas de red o para transferir información entre niveles de caché. Esta transferencia se hace en bloques, y el procesador debe indicar la dirección, física de memoria el sentido (desde/hacia), la cantidad de datos y el puerto del dispositivo.
        
        Coherencia de caché: en algunos casos de transferencia DMA de un dispositivo a la memoria, algunas páginas de la memoria pueden estar en la memoria caché: ols sistemas de caché coherente, los sistemas de caché no coherente y los sistemas híbridos
      - Llamadas al sistema
        
        una llamada al sistema ocurre cuando un proceso requiere de alguna acción privilegiada, y son útiles para evitar que dicho proceso acceda directamente a los dispositivos o a espacios no privilegiados.
        
        Pueden agruparse así:
        
        Manipulación de dispositivos
        
        Mantenimiento de la información
        
        Manipulación de archivos
        
        Comunicaciones
        
        Control de procesos
        
        Protección
      - Multiprocesamiento
        
        es todo entorno donde hay más de un procesador y tiene la capacidad de estar atendiendo simultáneamente diversos procesos. Este conjunto de procesadores se gestiona por el sistema operativo.
        
        Existen varios tipos de multiprocesamiento:
        
        Multiprocesamiento asimétrico: los procesadores tienen una arquitectura distinta, donde se pueden ver como coprocesadores que contribuyen para alcanzar resultados dentro de un mismo cómputo.
        
        Acceso No-Uniforme a Memoria (NUMA): cada procesador tiene afinidad con bancos específicos de memoria, donde cada uno tiene acceso exclusivo a su área.
        
        Multiprocesamiento simétrico (SMP): todos los procesadores son iguales y pueden realizar en el mismo tiempo las mismas operaciones. Tienen acceso a la misma memoria.
      - Cómputo distribuido
        
        proceso de cómputo realizado entre procesadores que NO comparten memoria.
        
        Existen varios modelos:
        
        grids
        
        cómputo en la nube
        
        clusters
      - Referencia a los componentes
        
        Unix, un s.o, introdujo el concepto de que todo es un archivo, donde todos los dispositivos podían ser controlados por medio de un archivo especial que no almacena información sino que apunta a las estructuras en el sistema que controlan a cada dispositivo.
        
        Existen dos estructuras principales:
        
        Dispositivos de caracteres
        
        Dispositivos de bloques
- - - - El sistema operativo es el conjunto de órdenes y programas que controlan los procesos básicos de una computadora, sus dispositivos y permiten el funcionamiento de otros programas del sistema.
        
        Sus funciones, en relación al hardware, son:
        
        Presentar al usuario una versión unificada y simplificada de los dispositivos
        
        mantener la información almacenada en todos los tipos de memoria
        
        Optimizar el uso de hardware de la computadora
        
        Realizar transferencias de datos entre los diferentes tipos de memoria