Please enable JavaScript.

Coggle requires JavaScript to display documents.

SISTEMA OPERATIVO, SISTEMAS DISTRIBUIDOS - Coggle Diagram

- - - - Organización de un sistema informático
        Un sistema informático consta de una o más CPUs, y de varios dispositivos periféricos (como teclado, disco, pantalla, impresora) que están conectados a través de controladores de dispositivos.
        Todos los componentes se comunican mediante un bus común, que permite el acceso a la memoria principal compartida (RAM).
        Cada controlador de dispositivo (hardware) está a cargo de un tipo específico de periférico, y se encarga de mover datos entre el dispositivo físico y un pequeño buffer local. Allí guarda temporalmente los datos que luego serán enviados o recibidos por la CPU o la memoria.
        A su vez, el sistema operativo incluye un driver de dispositivo (software) para cada controlador físico. Permite que el sistema operativo se comunique con el controlador de dispositivol. Este driver de dispositivo maneja al controlador de dispositivo y proporciona al resto del sistema operativo una interfaz uniforme para el dispositivo.
        El driver se encarga de:
        
        Comunicar al sistema operativo con el hardware.
        
        Interpretar las señales del periférico.
        
        Proporcionar una interfaz uniforme, es decir, una forma estándar de interactuar con cualquier dispositivo, sin importar su marca o modelo.
        
        Buses
        Un bus es un camino electrónico por donde circulan datos, direcciones e instrucciones entre los componentes del sistema. Existen dos grandes tipos:
        
        Buses internos: Están dentro de la CPU. Conectan los registros internos con la Unidad de Control (UC) y la Unidad Aritmético-Lógica (UAL).
        
        Buses externos: Son las líneas de comunicación que conectan la CPU con la memoria principal y los dispositivos de entrada/salida (E/S).
        
        Hay tres tipos específicos de buses externos:
        
        Bus de direcciones (Address Bus): Indica a qué posición de memoria se debe acceder (leer o escribir).
        
        Bus de datos (Data Bus): Transporta los datos que van o vienen desde la memoria o los dispositivos.
        
        Bus de control (Control Bus): Coordina quién puede usar los buses en cada momento. Evita que dos componentes hablen al mismo tiempo (colisiones).
        
        Un controlador de bus se encarga de ordenar estos accesos y garantizar que se realicen de manera correcta y sin conflictos.
        
        Interrupciones
        Una interrupción es una señal mediante el cual un dispositivo periférico le avisa a la CPU que necesita atención. Esto interrumpe momentáneamente lo que estaba haciendo la CPU, para que atienda ese evento.
        Es el controlador físico del dispositivo —una pequeña parte electrónica integrada, que forma parte del periférico o de la placa madre— quien envía la señal.
        La señal se envía a través de una línea especial de señal eléctrica llamada línea de solicitud de interrupción (IRQ). La CPU “escucha” esa línea constantemente, después de ejecutar cada instrucción, para detectar si algún controlador la activa
        ¿Qué hace la CPU ante una interrupción?
        
        Guarda su estado actual (los datos y posición del programa en ejecución).
        
        Consulta una tabla especial (llamada vector de interrupciones) para saber qué rutina ejecutar según el número de interrupción que se envío en la señal.
        
        Ejecuta la rutina de servicio de interrupción alojado en la dirección en memoria asociada con dicho número o índice.
        
        Restaura su estado anterior y continúa su ejecución como si nada hubiera pasado.
        
        Este sistema permite que la computadora responda rápidamente a eventos externos (como una tecla, un clic o un dato recibido por red), sin desperdiciar tiempo revisando constantemente si hay algo nuevo.
        📌 ¿Qué es el vector de interrupciones?
        Es una tabla especial de direcciones que está guardada en memoria. Contiene las direcciones de las rutinas de servicio para cada tipo de interrupción. Su función es decirle a la CPU a qué lugar del programa debe saltar cuando se produce una interrupción.
        Cada interrupción tiene un número identificador único (por ejemplo: 0 para error de división, 14 para error de página de memoria, etc.). Cada número está asociado con una dirección en memoria que apunta a la rutina de servicio correspondiente.
        📌 ¿Qué es una rutina de servicio de interrupción?
        Es un pequeño bloque de código que resuelve la situación concreta que provocó la interrupción. Estas rutinas están escritas como parte del sistema operativo, o bien en el BIOS.
        
        Guarda el estado actual de la CPU (para no perder lo que estaba haciendo).
        
        Lee los datos del dispositivo (por ejemplo, el código de la tecla que se presionó).
        
        Hace lo necesario con esa información (almacenarla, convertirla, avisar al sistema operativo, etc.).
        
        Restaura el estado anterior de la CPU.
        
        Devuelve el control al programa interrumpido, como si nada hubiera pasado.
        
        🧰 ¿Cuál es el rol del controlador de interrupciones?
        El controlador de interrupciones es un componente de hardware que recibe, organiza y envía interrupciones a la CPU:
        
        Recibir todas las señales IRQ provenientes de distintos dispositivos.
        
        Prioriza las interrupciones, si llegan varias al mismo tiempo.
        
        Asigna un número de interrupción (ID).
        
        Envía a la CPU un solo aviso junto con un número de interrupción.
        
        Ese número se usa para consultar el vector de interrupciones (una tabla en memoria), donde se indica qué hacer.
        
        Tipos de interrupciones
        Las CPUs modernas tienen dos tipos de líneas de solicitud de interrupción:
        
        Interrupción no enmascarable: No se puede ignorar. Se utiliza para eventos críticos, como un error grave de hardware (por ejemplo, un fallo de memoria).
        
        Interrupción enmascarable: Se puede habilitar o deshabilitar temporalmente. Es la más común: los dispositivos como teclado, impresora, disco la usan para avisar que terminaron una operación.
        
        CICLO DE INTERRUPCIÓN
        
        :check: Paso 1 – El driver inicia una operación de E/S
        El driver del dispositivo (software del sistema operativo) le ordena al controlador del dispositivo (hardware) que inicie una operación de Entrada/Salida.
        Esto se hace cargando datos e instrucciones en los registros del controlador de E/S.
        
        📌 ¿Qué evento dispara la orden del driver a un controlador de E/S? Cualquier solicitud hecha por un programa que requiere del uso de un dispositivo externo (disco, red, impresora), es decir, una petición de E/S.
        📌 Ejemplo: el driver del disco pide que se escriban datos en el disco.
        
        :check: Paso 2 – El controlador de E/S ejecuta la operación
        El controlador de dispositivo (un pequeño chip o circuito) ejecuta la orden recibida.
        Comienza a leer datos desde un periférico, o a escribir en él.
        Mientras tanto, la CPU sigue ejecutando otras tareas.
        
        :check: Paso 3 – Se completa la operación y se genera una interrupción
        Cuando el controlador de dispositivo termina su trabajo (por ejemplo, termina de grabar los datos), o si hay un error, envía una señal de interrupción a la CPU.
        
        📌 ¿Cómo se envía? Por una línea de control especial llamada línea de solicitud de interrupción (IRQ).
        
        :check: Paso 4 – La CPU detecta la interrupción y transfiere el control
        La CPU, entre cada instrucción que ejecuta, revisa si hay una interrupción pendiente. Al detectar la señal en la línea IRQ:
        
        Detiene lo que estaba haciendo.
        
        Consulta el número de interrupción enviado.
        
        Busca en el vector de interrupciones (una tabla en memoria) la dirección de la rutina de servicio correspondiente.
        
        Salta a esa dirección y empieza a ejecutar esa rutina especial.
        
        :check: Paso 5 – La rutina de interrupción procesa el evento
        La CPU ejecuta la rutina de servicio de interrupción (ISR). Esta rutina:
        
        Guarda el estado actual de la CPU (para poder retomarlo luego).
        
        Lee los datos desde el buffer del controlador.
        
        Marca el dispositivo como listo o libre.
        
        Devuelve el control cuando finaliza.
        
        📌 Esta rutina puede estar definida en el sistema operativo o en el firmware (como el BIOS).
        
        :check: Paso 6 – La CPU retoma la tarea anterior
        Una vez finalizada la rutina:
        
        Se restaura el estado anterior de la CPU.
        
        Se carga en el contador de programa la dirección donde había quedado antes de interrumpirse.
        
        La CPU retoma su ejecución normalmente, como si nada hubiera pasado.
        
        📌 La CPU revisa la línea de solicitud de interrupción (IRQ) después de ejecutar cada instrucción para ver si hay interrupciones y poder responder de forma rápida a eventos externos.
      - MEMORIA
        
        Clasificación de las memorias según tipo de acceso
        Esta clasificación se refiere a la forma en que se accede a los datos almacenados, es decir, si se pueden recuperar directamente o si es necesario recorrer otros datos antes.
        
        Memorias de acceso secuencial (SAM)
        Para acceder a un dato, es necesario recorrer uno por uno los datos anteriores, siguiendo un orden establecido. Por lo tanto, el tiempo de acceso a los datos depende de su ubicación dentro de la secuencia.
        El acceso es más lento si el dato está lejos del inicio. Se utiliza en contextos donde los datos se procesan en orden de llegada.
        Ejemplos
        Buffers de dispositivos E/S (FIFO)
        Stack de la CPU (LIFO)
        
        Memorias de acceso aleatorio (RAM)
        Permiten acceder directamente a cualquier posición de memoria mediante su dirección, sin necesidad de recorrer datos anteriores. Por eso, el tiempo de acceso a los datos es independiente de su ubicación.
        No importa el orden en el que esté almacenado los datos, se accede de forma directa e inmediata.
        Ejemplos
        RAM (memoria principal)
        ROM (solo lectura, pero de acceso aleatorio)
        Memoria caché
        Registros del procesador.
        
        Subclasificación de las memorias de acceso aleatorio (RAM)
        Una vez que sabemos que una memoria permite acceso directo a cualquier posición, podemos clasificarla según el tipo de operación que permite.
        
        Memorias de lectura/escritura:
        Permiten tanto leer como escribir datos libremente.
        Son volátiles, pierden su contenido al apagar el equipo.
        Son las memorias más utilizadas para almacenar programas en ejecución y datos temporales.
        Ejemplos:
        RAM (memoria principal)
        Memoria caché
        Registros del procesador
        
        Memorias de solo lectura
        El contenido se graba una única vez (por el fabricante o durante la programación) y luego solo se puede leer, no modificar.
        Son no volátiles, conservan los datos al apagar la computadora.
        Se usan para almacenar firmware o instrucciones de arranque.
        Ejemplos:
        ROM clásica
        PROM (ROM programable)
        
        Memorias de mayormente lectura
        Se pueden escribir pero de forma limitada y con poca frecuencia.
        Son útiles cuando se quiere leer datos muchas veces, pero escribirlos rara vez.
        También son no volátiles.
        Por ejemlo:
        EEPROM (Electrically Erasable Programmable ROM): se puede borrar y reprogramar eléctricamente
        Flash (como en pendrives y SSDs): se puede escribir, pero cada celda tiene un número limitado de ciclos de escritura
        BIOS/UEFI modernos usan este tipo de memoria.
        
        Memorias de lectura/escritura
        En este grupo se distinguen dos tipos principales según su tecnología de fabricación
        
        DRAM (Dynamic RAM)
        Almacena los datos como carga eléctrica en capacitores. Tiende a descargarse y, por lo tanto, es necesario un proceso de refresco periódico.
        Es volátil (pierde datos al apagar la computadora).
        
        SRAM (Static RAM)
        Almacena los datos en circuitos biestables (flip-flops), lo que mantienen su estado sin necesidad de refresco.
        También es volátil.
        
        Memorias de sólo lectura (ROM)
        
        ROM (Read Only Memory)
        Los datos se graban una sola vez durante la fabricación del chip (por el fabricante).
        El usuario no puede modificarla nunca.
        Se usa para guardar información permanente e inalterable, como instrucciones básicas de arranque o carga del sistema (firmware que jamás se actualiza).
        
        PROM (Programmable ROM)
        Es una memoria ROM en blanco cuando se fabrica.
        Puede ser programada una sola vez por el usuario (por ejemplo, por el fabricante del equipo final).
        Una vez escrita, no puede modificarse ni borrarse (permite una única grabación)
        El proceso de escritura es eléctrico.
        
        Memorias de mayormente lectura
        
        EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)
        Es una memoria que se puede grabar varias veces de forma eléctrica, pero una vez que lo hacés, no podés borrar solo un pedazo, tenés que borrar todo el contenido.
        Se borra con luz ultravioleta.
        
        EEPROM o E2PROM (Electrically Erasable PROM)
        Es una mejora de la EPROM.
        Se puede borrar eléctricamente (sin usar luz) y además, de a pedacitos: podés borrar y reescribir un solo byte si querés. Sin embargo, dicho proceso de borrado es más lento.
        
        FLASH
        Funciona como una EEPROM, pero más rápida y más barata. La diferencia es que no borra letra por letra, sino por bloques.
        
        ESTRUCTURA DE ALMACENAMIENTO
        
        Memorias de una computadora (de acceso aleatorio)
        Estructura jerárquica de almacenamiento
        
        PRIMARIA o PRINCIPAL
        Es la memoria de trabajo temporal de la computadora.
        :check: Sirve para almacenar programas en ejecución y datos en uso inmediato.
        :warning: Volátil: se borra cuando se apaga el equipo.
        :!: Muy rápida. Accesible directamente por el procesador.
        
        Registro
        Caché
        Memoria principal (RAM)
        
        SECUNDARIA
        Almacenamiento permanente de grandes cantidades de programas y datos. La mayoría de los programas (de sistema y de aplicación) se
        guardan en el almacenamiento secundario hasta que se cargan en la memoria principal para ser ejecutados.
        :check: Usada para guardar el sistema operativo, programas, archivos, etc.
        :warning: No volátil: conserva los datos cuando apagás la máquina.
        :!: Más lenta que la RAM, pero con mayor capacidad.
        
        Disco rígido (HDD)
        Disco de estado sólido (SSD)
        
        TERCIARIA
        Copias de seguridad, almacenamiento externo o histórico.
        :check: Se usa para guardar grandes volúmenes de datos que no se usan todo el tiempo (backups) o para transportar datos.
        :warning: No volátil.
        :!: Muy lenta comparada con RAM o SSD.
        
        Cinta Magnética
        Disco óptico
        Memorias portátiles: pendrive, tarjeta SD
        
        Memoria caché
        Memoria de acceso aleatorio (SRAM)
        La memoria caché es un tipo de memoria muy rápida y de tamaño reducido (y con mayor costo por bit almacenado), que se encuentra entre la CPU y la memoria principal (RAM).
        ¿Por qué es necesaria?
        Su función principal es almacenar temporalmente los datos e instrucciones más usados, para que la CPU no tenga que ir a buscarlos a la RAM todo el tiempo, lo cual es más lento.
        La CPU es mucho más rápida que la RAM, y puede quedarse esperando si los datos no están disponibles rápidamente.
        La memoria caché resuelve ese problema:
        
        Si el dato que la CPU necesita está en caché, se accede enseguida.
        
        Si no está en caché, hay que ir a buscarlo a la RAM (más lento), y luego se guarda en la caché para futuros accesos.
        
        Caché unificado o dividido
        
        Caché dividido: ofrece almacenamiento y acceso discriminado de datos por un lado e instrucciones por el otro para optimizar los tiempos de CPU.
        
        Caché unificado: ofrecen almacenamiento y acceso de datos e instrucciones en el mismo lugar.
        
        Niveles de caché
        Las computadoras modernas usan una jerarquía de caché:
        
        Caché L1
        
        Niveles de caché
        Las computadoras modernas usan una jerarquía de caché:
        
        Caché L1 - Dividida
        Está dentro del núcleo de la CPU. Es la más rápida y de acceso inmediato.
        Dividida en dos partes:
        
        L1-I: caché de instrucciones
        
        L1-D: caché de datos
        
        Caché L2 - Unificada
        Es unificada, almacena tanto datos como instrucciones.
        
        Caché L3 - Unificada
        Es unificada, almacena tanto datos como instrucciones.
        
        Jerarquía de memorias
        Organización de los sistemas de almacenamiento en función de:
        
        La capacidad de almacenamiento
        
        Tiempo de acceso o velocidad
        
        Costo por bit almacenado.
        
        :check: A medida que baja, aumentan los tiempos de acceso (+ lento).
        :check: A medida que baja, aumenta la capacidad de almacenamiento.
        :check: A medida que baja, disminuye el costo por bit almacenado.
        
        Registros de la CPU
        
        Caché
        
        Memoria principal (RAM)
        
        Disco rígido (HDD) o sólido (SSD)
        
        Cinta / Disco óptico
        
        Unidades de representación de la memoria
        El almacenamiento informático se mide y manipula en bytes (1 byte = 8 bits) y conjuntos de bytes:
        
        1 Kilobyte (KB) = 1.000 bytes
        
        1 Megabyte (MB) = 1.000 KB
        
        1 Gigabyte (GB) = 1.000 MB
        
        1 Terabyte (TB) = 1.000 GB
        
        1 Petabyte (PB) = 1.000 TB
        
        Acceso directo a memoria (DMA)
        Los periféricos suelen emitir muchas interrupciones a la CPU para que sean atendidos. Esto demanda mayor tiempo de CPU destinado a esas tareas, afectando su rendimiento.
        El DMA es una solución eficiente que viene a liberar esa sobrecarga. Es una técnica que permite a ciertos dispositivos, a través de un controlador de E/S, acceder a la memoria principal (RAM) sin la intervención directa de la CPU.
        Esto significa que los dispositivos pueden leer y escribir datos en la memoria sin que la CPU tenga que estar involucrada en cada paso del proceso.
        Al terminar, se genera una interrupción que avisa a la CPU que ya puede usar los datos.
      - Unidad Central de Procesamiento (CPU)
        
        Una CPU es un circuito electrónico complejo que comprende varios componentes clave que trabajan de manera coordinada para procesar datos y ejecutar instrucciones de programas. Es donde la entrada de datos se transforma en output de información
        
        Unidad de Control (UC)
        Dirige a otros componentes de la CPU para que realicen las operaciones requeridas. Coordina el flujo de datos dentro de la CPU y entre otros componentes del ordenador.
        Tiene un decodificador que interpreta las instrucciones extraídas de la memoria y las convierte en micro operaciones que la CPU puede ejecutar.
        
        Lee las instrucciones desde la memoria (RAM).
        
        Decodifica esas instrucciones (identifica qué operación hay que hacer).
        
        Activa los componentes necesarios: le dice a la ALU cuándo operar, a los registros qué datos mover, y a la memoria qué leer o escribir.
        
        Unidad Aritmético Lógica (UAL)
        Realiza operaciones aritméticas y lógicas sobre los datos. Recibe datos de los registros de la CPU, los procesa según las instrucciones de la unidad de control y produce el resultado.
        
        Realiza suma, resta, multiplicación y división
        
        Evalúa comparaciones lógicas: mayor que, igual a, diferente, etc.
        
        Genera resultados que luego se almacenan o afectan el flujo del programa (por ejemplo, salta a otra instrucción si “A es mayor que B”).
        
        Registros
        Son pequeñas unidades de almacenamiento de memoria de alta velocidad dentro de la CPU. Proporcionan tiempos de acceso más rápidos que otros niveles de memoria, como la RAM o la memoria caché. Contienen datos temporales que la CPU utiliza para necesidades inmediatas
        
        Registro de instrucciones (IR): guarda la instrucción actual que se está procesando. Se carga la instrucción desde la memoria principal para ser decodificada y ejecutada.
        
        Contador de programa (PC): indica la dirección en memoria de la próxima instrucción que se va a procesar. Su función es mantener el seguimiento secuencial del flujo de un programa.
        
        Acumulador (ACC): guarda resultados de operaciones.
        
        Registros de uso general (AX, BX, etc.): usados para operaciones diversas.
        
        Ciclo básico de ejecución de instrucciones en arquitectura Von Neumman
        Búsqueda, decodificación y ejecución
        
        Buscar la siguiente instrucción de la memoria y colocarla en el registro de instrucciones (IR).
        
        Modificar el contador de programa (PC) de modo que apunte a la siguiente instrucción.
        
        Decodificación de la instrucción que se trajo. Si la instrucción a ejecutar requiere del uso de datos (operandos) almacenados en la memoria principal, determina dónde está y lo busca para que se cargue en algún registro interno de la CPU.
        
        La UAL ejecuta la instrucción. El resultado puede almacenarse en la memoria.
        
        Volver al paso 1 para comenzar a ejecutar la siguiente instrucción
        
        Todos los pasos mencionados son sincronizados por la Unidad de Control (UC)
        
        Arquitecturas RISC vs CISC
        ¿Qué es una ISA (Instruction Set Architecture)?
        La ISA es el conjunto de instrucciones básicas que una CPU está diseñada para entender y ejecutar directamente. Define:
        
        Qué operaciones puede hacer el procesador (como LOAD, ADD, JUMP, etc.)
        
        Cuántos bits tienen las instrucciones.
        
        Cómo se accede a los datos y registros.
        
        Todas las arquitecturas (como RISC y CISC) están basadas en una ISA.
        
        RISC(Reduced Instruction Set Computer)
        :heavy_check_mark: Tiene un conjunto reducido de instrucciones, simples y optimizadas.
        :heavy_check_mark: Cada instrucción suele ejecutarse en 1 ciclo de máquina (o muy pocos).
        :heavy_check_mark: El hardware ejecuta directamente cada instrucción, sin descomponerla internamente.
        :heavy_check_mark: Usa la arquitectura Harvard, con buses separados para datos e instrucciones, lo que permite paralelismo y eficiencia.
        :heavy_check_mark: Su uso está orientado a sistemas con usos específicos (embebidos) y dispositivos móviles.
        :heavy_check_mark:Con esta arquitectura se obtiene mayor especifidad pero menor escalabilidad. Gana en cuanto a mayor eficiencia en el consumo energético.
        
        CISC (Complex Instruction Set Computer)
        :heavy_check_mark: Tiene un conjunto grande y variado de instrucciones complejas.
        :heavy_check_mark: Cada instrucción puede realizar varias operaciones a la vez (leer memoria, calcular, guardar resultado).
        :heavy_check_mark: Una instrucción suele requerir varios ciclos de reloj para completarse.
        :heavy_check_mark: Se basa en interpretación (el hardware decodifica cada instrucción y la ejecuta).
        :heavy_check_mark: Se basa en la arquitectura Von Neumann, que tiene un bus compartido para instrucciones y datos.
        
        Significa que tiene mucho más instrucciones para poder desarrollar algoritmos que permitan mayor escalabilidad. Tiene mayor consumo de energía. Permite la multiprogramación. Se pueden instalar múltiples programas y varios sistemas operativos.
        
        CPU: hardware que ejecuta las instrucciones
        
        Núcleo (core): la unidad de cálculo básica de la CPU. Está compuesto por una UC, UAL y Registros.
        
        Procesador: chip físico que contiene uno o más núcleos de CPU.
        
        Multinúcleo: incluye varios núcleos en el mismo chip de procesador.
        
        Multiprocesador: incluye más de un procesador, cada uno con uno o más núcleos
        
        Arquitecturas multiprocesador y multinúcleo
        Son dos formas de aumentar la capacidad de procesamiento de un sistema informático. Ambos modelos permiten ejecutar varias instrucciones al mismo tiempo (paralelismo), pero lo hacen de manera diferente:
        
        Sistemas multiprocesador
        
        Un sistema multiprocesador tiene dos o más procesadores físicos (chips), cada uno con una CPU de un solo núcleo (core).
        
        Comparten el bus del sistema, memoria principal, y en algunos casos el reloj y periféricos.
        
        Cada CPU tiene su conjunto de registros y su caché privada o local. Sin embargo, todos los procesadores comparten memoria física a través del bus del sistema
        
        Al aumentar la cantidad de procesadores, esperamos realizar más trabajo en menos tiempo. Sin embargo, cuando múltiples procesadores cooperan en una tarea, se incurre en una cierta cantidad de gastos generales para mantener todas las partes funcionando correctamente. Esta sobrecarga, más la competencia por los recursos compartidos (como la memoria), reduce la ganancia esperada de los procesadores adicionales.
        Multiprocesamiento simétrico (SMP)
        Los sistemas de multiprocesador más comunes utilizan el multiprocesamiento simétrico (SMP). Esto significa que todos los procesadores ejecutan tareas iguales (funciones del SO y los procesos de usuario) y comparten memoria física a través del bus del sistema.
        
        Arquitectura SMP típica con dos procesadores, cada uno con su propia CPU
        
        Acceso a memoria no uniforme o NUMA
        Agregar CPU adicionales a un sistema multiprocesador aumentará la potencia informática; sin embargo, el concepto no escala muy bien, y una vez que agregamos demasiadas CPU, la contienda por el bus del sistema se convierte en un cuello de botella y el rendimiento comienza a degradarse.
        Un enfoque alternativo es proporcionar a cada CPU (o grupo de CPU) su propia memoria local a la que se accede a través de un bus local pequeño y rápido. Las CPU están conectadas mediante una interconexión de sistema compartido, de modo que todas las CPU comparten un espacio de direcciones físicas.
        La ventaja es que, cuando una CPU accede a su memoria local, no solo es rápido, sino que tampoco hay disputas sobre la interconexión del sistema. Por lo tanto, los sistemas NUMA pueden escalar de manera más efectiva a medida que se agregan más procesadores.
        Un inconveniente potencial con un sistema NUMA es el aumento de la latencia cuando una CPU debe acceder a la memoria remota a través de la interconexión del sistema, creando una posible disminución en el rendimiento. En otras palabras, por ejemplo, la CPU0 no puede acceder a la memoria local de la CPU3 tan rápido como puede acceder a su propia memoria local, lo que ralentiza el rendimiento.
        
        Sistema multinúcleo
        
        En un sistema multinúcleo (multicore) residen varios núcleos de CPU en un solo procesador físico (un chip).
        
        En este diseño, cada núcleo tiene su propio conjunto de registros, así como su propio caché local de nivel 1 (L1). También, hay una caché de nivel 2 (L2) local para el chip del procesador pero que la comparten los dos núcleos.
        
        La comunicación entre núcleos es más rápida que entre procesadores separados (porque está dentro del mismo chip)
        El uso de varios núcleos en un mismo chip reduce costos, consumo energético y mejora el rendimiento paralelo sin necesidad de varios procesadores físicos.
        
        Arquitectura de doble núcleo, dos núcleos en el mismo chip de procesador
  - - - Multitarea (Multitasking)
        La multitarea es una evolución de la multiprogramación.
        También permite ejecutar varios procesos a la vez, pero con cambios más rápidos y visibles para el usuario.
        
        La CPU ejecuta un pequeño fragmento (cuanto de tiempo) de un proceso.
        
        Luego interrumpe ese proceso y pasa a otro, incluso si no estaba esperando.
        
        Este cambio ocurre muy rápido (cada pocos milisegundos), por lo que da la sensación de que todos los programas se ejecutan al mismo tiempo (aunque en realidad se turnan).
        
        📌 Esto se llama “tiempo compartido”, y es la base de todos los sistemas operativos modernos (Windows, Linux, macOS).
        Resumen
        La multitarea extiende la idea de multiprogramación haciendo que la CPU cambie de proceso rápidamente, incluso si no están esperando, para dar la sensación de ejecución simultánea y mejorar el tiempo de respuesta percibido por el usuario.
        
        Scheduling de la CPU (planifiicador)
        El scheduling de la CPU es el mecanismo mediante el cual el sistema operativo decide qué proceso se ejecutará a continuación, cuando hay varios que están listos y esperando para usar la CPU.
        Los algoritmos de planificación y estrategia que deciden qué proceso ejecutar en cada momento se implementan dentro del kernel del sistema operativo, ya que solo el núcleo tiene acceso completo a los recursos del sistema y al control de los procesos.
        En un sistema multiprogramado o multitarea, hay más procesos que CPU disponibles. Por ejemplo:
        
        Estás escuchando música.
        
        Usás el navegador web.
        
        Tenés un programa de descarga en segundo plano.
        
        Y el antivirus está haciendo un escaneo.
        
        📌 Todos esos procesos quieren usar la CPU. Pero la CPU solo puede ejecutar uno por núcleo a la vez. Entonces, el sistema operativo necesita un mecanismo para decidir qué proceso atender y cuánto tiempo. Esa decisión la toma el scheduler (planificador de la CPU).
        🔁 ¿Cómo lo hace?
        Mediante algoritmos de planificación, que establecen reglas como:
        
        ¿Ejecutar primero al proceso más corto?
        
        ¿Dar prioridad al que lleva más tiempo esperando?
        ¿Repartir el tiempo de forma justa entre todos?
        
        🧠 Además de elegir qué proceso se ejecuta en cada momento, el sistema operativo también debe asegurarse de que los procesos no interfieran entre sí. Eso implica que el SO debe controlar:
        
        El uso de la memoria (cada proceso tiene su espacio separado).
        
        El acceso a los archivos y recursos compartidos.
        
        Los permisos y prioridades.
      - Multiprogramación
        La multiprogramación es una técnica usada por el sistema operativo para mantener siempre ocupada a la CPU.
        
        El sistema operativo mantiene en memoria varios programas (procesos) al mismo tiempo.
        
        Eventualmente, cuando uno de los procesos no puede seguir ejecutándose porque está esperando que se complete alguna tarea (por ejemplo, porque está esperando que se complete una operación de entrada/salida como leer del disco), la CPU no se queda esperando.
        
        En lugar de estar inactiva, la CPU se asigna a otro proceso disponible en memoria.
        
        Así, la CPU siempre está trabajando, nunca queda inactiva.
        
        📌 Esto mejora la eficiencia del uso de la CPU.
        Resumen
        La multiprogramación permite que varios procesos estén en memoria al mismo tiempo, y el sistema operativo asigna la CPU a otro proceso si el actual queda esperando, para no desperdiciar recursos.