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Tema 2. El sistema operativo

Servicios, llamadas al sistema, estructura y arranque

🏷️ Kernel🏷️ Llamadas🏷️ GRUB🏷️ Linux 📚 I · Fundamentos del SO
🔧 Servicios del SO y llamadas al sistema
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El SO proporciona servicios accesibles a través de la API del sistema:
  • Servicios de usuario: interfaz gráfica (GUI), interfaz de comandos (CLI), carga de programas.
  • Servicios de sistema: gestión de archivos, comunicaciones, detección de errores.

Llamadas al sistema (System Calls)

Las llamadas al sistema son la interfaz entre los programas y el kernel:
  • open(), read(), write(), close() — gestión de archivos
  • fork(), exec(), exit(), wait() — gestión de procesos
  • malloc(), free() — gestión de memoria
💡 En Linux las syscalls se realizan mediante interrupciones software (INT 0x80 o SYSCALL en x86-64).
🏗️ Estructura del SO
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Existen varias arquitecturas de SO:

Monolítica

Todo el SO corre en modo kernel. Mayor rendimiento pero menos modularidad. Ejemplo: Linux clásico.

Micronúcleo (Microkernel)

Solo funciones esenciales en el kernel; el resto en espacio de usuario. Más seguro y portable. Ejemplo: Minix, QNX.

Híbrida

Combina ventajas de ambos. Ejemplo: Windows NT, macOS (XNU).

Por capas

El SO se organiza en niveles de abstracción, cada uno usa los servicios del nivel inferior.
💡 Linux tiene arquitectura monolítica modular: el kernel es monolítico pero permite cargar módulos dinámicamente con modprobe.
🐧 El SO Linux — Componentes del núcleo
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El núcleo (kernel) de Linux incluye:
  • Gestión de procesos: scheduler, creación/destrucción de procesos.
  • Gestión de memoria: MMU, paginación, memoria virtual.
  • Sistema de ficheros virtual (VFS): capa de abstracción sobre ext4, NTFS, etc.
  • Subsistema de red: pila TCP/IP, sockets.
  • Controladores de dispositivos: drivers para hardware.
Comandos útiles: uname -r (versión kernel), lsmod (módulos cargados), dmesg (mensajes del kernel).
🚀 Arranque del sistema — Gestores de arranque
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Proceso de arranque (boot):
  1. POST: Power-On Self Test — comprueba hardware.
  2. BIOS/UEFI: localiza el dispositivo de arranque.
  3. Bootloader (GRUB): carga el kernel en memoria.
  4. Kernel: se inicializa, detecta hardware, monta sistema de archivos raíz.
  5. Init/Systemd: primer proceso (PID 1), lanza servicios y lleva al nivel de ejecución.

GRUB (GRand Unified Bootloader)

  • Configuración en /etc/grub.d/ y /etc/default/grub
  • Actualizar: sudo update-grub
  • Soporta arranque dual (dual boot) Windows/Linux

🃏 Conceptos clave — Flashcards

Concepto
Syscall
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Llamada al sistema: interfaz entre programas de usuario y el kernel
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Concepto
Kernel monolítico
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Todo el SO en espacio kernel; mayor rendimiento
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Concepto
Microkernel
Click para ver definición
Solo funciones esenciales en kernel; resto en espacio usuario
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Concepto
GRUB
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GRand Unified Bootloader: gestor de arranque de Linux
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Concepto
Systemd
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Sistema de inicio moderno (PID 1) que gestiona servicios en Linux
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Concepto
VFS
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Virtual File System: capa de abstracción sobre los sistemas de ficheros
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📝 Test de autoevaluación

🎯 Quiz — Tema 2