Sistemas Operativos

CAPÍTULO 1
Introducción a los sistemas
informáticos
Un sistema operativo (SO) explota los recursos de hardware de uno o más procesadores para
ofrecer un conjunto de servicios a los usuarios del sistema. El sistema operativo también
gestiona la memoria secundaria y los dispositivos de entrada/salida (E/S) en nombre de los
usuarios. Así pues, es conveniente disponer de una cierta comprensióndel hardware del sistema informático subyacente antes de comenzar el estudio de los sistemas operativos.
Este capítulo ofrece una visión de conjunto del hardware de los sistemas informáticos.
Este resumen es extremadamente breve en la mayoría de los campos, pues se asume que el
lector está familiarizado con el tema. Sin embargo, algunas áreas se abordan con un cierto
detalle, por suimportancia en los asuntos que se tratarán más adelante en el libro.

1.1

ELEMENTOS BÁSICOS

En un alto nivel, un sistema informático consta de procesador, memoria y componentes de
E/S, con uno o más módulos de cada tipo. Estas componentes están interconectados de alguna forma para llevar a cabo la función principal del computador, que es ejecutar programas. Así pues, se tienen cuatro elementosprincipales:
xProcesador: Controla la operación del computador y lleva a cabo las funciones de procesamiento de datos. Cuando hay un solo procesador, se suele denominar unidad central de procesamiento (CPU, Central Processing Unit).
xMemoria Principal: Almacena los datos y los programas. Esta memoria es normalmente volátil; también se le conoce como memoria real o memoria primaria.
xInterconexiónde sistemas: Ciertos mecanismos y estructuras que permiten la comunicación entre procesadores, memoria principal y los módulos de E/S.

1
Digitalización con propósito académico
Sistemas Operativos

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Introducción a los sistemas informáticos
La figura 1.1 ilustra estos componentes de alto nivel. El procesador es normalmente quien
lleva el control. Una de sus funciones es intercambiar losdatos con la memoria. Para este
propósito, hace uso de dos registros internos (al procesador): un registro de direcciones de
memoria (MAR, Memory Address Register), el cual especifica la dirección en memoria de la
próxima lectura o escritura y un registro intermedio (buffer) de memoria (MBR, Memory
Buffer Register), que contiene los datos que van a ser escritos a memoria o que fueron leídosde la misma. De manera similar, un registro de direcciones de E/S (IOAR, InputlOutput Address Register) especifica un dispositivo particular de E/S. Un registro intermedio de E/S
(IOBR, InputtOutput Buffer Register) se utiliza para intercambiar datos entre un módulo de
E/S y el procesador.
Un módulo de memoria consta de un conjunto de ubicaciones definidas por direcciones
enumeradassecuencialmente. Cada ubicación contiene un número binario que puede ser interpretado como una instrucción o como un dato. Un módulo de E/S transfiere datos desde los
dispositivos externos hacia la memoria y el procesador y viceversa. Este contiene buffers
internos para almacenar temporalmente los datos hasta que puedan ser enviados.

1.2

REGISTROS DEL PROCESADOR
Dentro del procesador, hay unconjunto de registros que ofrecen un nivel de memoria que es
más rápido y pequeño que la memoria principal. Los registros del procesador sirven para dos
funciones:

Digitalización con propósito académico
Sistemas Operativos

Registros del procesador

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• Registros visibles de usuario: Un programador de lenguaje de máquina o ensamblador
puede minimizar las referencias a memoria principalmediante un uso óptimo de estos
registros. Con lenguajes de alto nivel, un compilador que optimice código intentará hacer una selección inteligente de qué variables asignar a registros y cuáles a ubicaciones
de la memoria principal. Algunos lenguajes de alto nivel, como C, permiten que el programador indique al compilador qué variables se deben almacenar en registros.
• Registros de control y...