Operating systems and utility software · Sistemas operativos y software de utilidad
| English | Español |
|---|---|
| operating system/ˈɒpəreɪtɪŋ ˈsɪstəm/ | sistema operativo |
| utility programs/juːˈtɪlɪti ˈprəʊɡræmz/ | programas de utilidad |
| device driver/dɪˈvaɪs ˈdraɪvə/ | controlador de dispositivo |
| memory management/ˈmeməri ˈmænɪdʒmənt/ | gestión de memoria |
| memory protection/ˈmeməri prəˈtekʃn/ | protección de memoria |
| virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ | memoria virtual |
| paging/ˈpeɪdʒɪŋ/ | paginación |
| process/ˈprəʊses/ | proceso |
| process management/ˈprəʊses ˈmænɪdʒmənt/ | gestión de procesos |
| scheduling/ˈʃedjuːlɪŋ/ | planificación |
| time slice/taɪm slaɪs/ | reparto de tiempo |
| hardware interrupt/ˈhɑːdweə ˈɪntərʌpt/ | interrupción por hardware |
| software interrupt/ˈsɒftweə ˈɪntərʌpt/ | interrupción por software |
| interrupt handler/ˈɪntərʌpt ˈhændlə/ | manejador de interrupciones |
| directory/daɪˈrektəri/ | directorio |
| access rights/ˈækses raɪts/ | derechos de acceso |
| signatures/ˈsɪɡnɪtʃəz/ | firmas |
| incremental backups/ˌɪŋkrɪˈmentl ˈbækʌps/ | copias de seguridad incrementales |
| fragmented/fræɡˈmentɪd/ | fragmentada |
1202 alarm
- Three minutes before the first Moon landing, the Apollo 11 guidance computer flashed a code the crew had never seen in training: 1202. A misconfigured radar was flooding it with work it could not finish.
- The computer's tiny operating system 操作系统 did what an operating system is for. It ranked every job by priority, dropped the ones that did not matter, and kept the descent calculations running. The landing continued.
- Without that scheduler, the computer would have frozen and the landing been aborted. Every phone and laptop today makes the same decisions thousands of times a second.
- This lesson is why a computer needs an OS, the five management tasks the syllabus names, and the utility programs bundled with it.
1202 alarm
- Tres minutos antes del primer alunizaje, la computadora de navegación del Apollo 11 mostró un código que la tripulación nunca había visto en el entrenamiento: 1202. Un radar mal configurado lo estaba saturando con tareas que no podía completar.
- El pequeño sistema operativo (operating system) de la computadora hizo lo que se espera de un sistema operativo. Ordenó todas las tareas por prioridad, descartó las que no eran importantes y mantuvo funcionando los cálculos de descenso. El aterrizaje continuó.
- Sin ese planificador, la computadora se habría congelado y el aterrizaje se habría cancelado. Cada teléfono y laptop actual toma las mismas decisiones miles de veces por segundo.
- Esta lección explica por qué una computadora necesita un SO, las cinco tareas de gestión que menciona el programa de estudios y los programas de utilidad incluidos con él.
Why a computer needs an operating system
- Hardware alone can only fetch and execute instructions. It knows nothing about files, programs, networks or users.
- The OS provides an interface between the user and the hardware, and hides the complexity of the hardware from the user and from application programs.
- It manages the hardware resources, processor time, memory, storage and input/output, and shares them between programs; it loads application software into memory and runs it; and it provides security and utilities.
- Without one, every program would need its own device drivers and only one program could safely run at a time.
One layer between every program and the hardware
Por qué una computadora necesita un sistema operativo
- El hardware solo puede buscar y ejecutar instrucciones. No sabe nada sobre archivos, programas, redes ni usuarios.
- El SO proporciona una interfaz entre el usuario y el hardware, y oculta la complejidad del hardware tanto al usuario como a los programas de aplicación.
- Gestiona los recursos del hardware, tiempo de procesador, memoria, almacenamiento y entrada/salida, y los comparte entre programas; carga software de aplicación en la memoria y lo ejecuta; y proporciona seguridad y utilidades.
- Sin uno, cada programa necesitaría sus propios controladores de dispositivo y solo un programa podría ejecutarse de forma segura a la vez.
Una capa entre cada programa y el hardware
Where the operating system sits · Dónde se sitúa el sistema operativo
Tap each layer. The OS is the middle layer — it sits between your applications and the hardware, sharing the machine safely so programs never touch the hardware directly. · Toca cada capa. El SO es la capa intermedia: se sitúa entre tus aplicaciones y el hardware, compartiendo la máquina de forma segura para que los programas nunca accedan al hardware directamente.
Which is a core job of an operating system? · ¿Cuál es una función principal de un sistema operativo?
The OS manages hardware and provides services and a UI, letting multiple programs run safely on shared hardware. · El SO gestiona el hardware y proporciona servicios e interfaz de usuario, permitiendo que varios programas se ejecuten de forma segura sobre hardware compartido.
The operating system lets several programs share the same hardware safely, so they don't interfere with each other. · El sistema operativo permite que varios programas compartan el mismo hardware de forma segura, sin interferir entre sí.
Sharing the CPU, memory and devices safely between many programs is exactly what the OS is for. · Compartir de forma segura la CPU, la memoria y los dispositivos entre muchos programas es exactamente la función del SO.
Which are purposes of an operating system? Select all · todos that apply. · ¿Cuáles son las funciones de un sistema operativo? Selecciona todas las que correspondan.
Interface, hiding complexity, managing and sharing resources are the OS's jobs. Translation is a compiler's or interpreter's. · Interfaz, ocultar la complejidad, gestionar y compartir recursos son tareas del SO. La traducción es tarea de un compilador o intérprete.
Memory management
- Memory management 内存管理 allocates memory to each program when it is loaded and frees it when the program ends.
- It keeps every program's memory separate, memory protection 内存保护, so one program cannot overwrite another's data.
- It swaps pages between RAM and disk, virtual memory 虚拟内存 through paging 分页, so more programs can be open than physical memory allows.
Each process gets its own fenced block
Gestión de memoria
- La gestión de memoria (memory management) asigna memoria a cada programa cuando se carga y la libera cuando el programa termina.
- Mantiene la memoria de cada programa separada (protección de memoria), para que un programa no pueda sobrescribir los datos de otro.
- Intercambia páginas entre RAM y disco (memoria virtual) mediante paginación, para que puedan estar abiertos más programas de los que permite la memoria física.
Cada proceso obtiene su propio bloque acotado
Virtual memory (paging) lets the OS: · La memoria virtual (paginación) permite al SO:
Paging moves blocks between RAM and disk so programs can use more memory than is physically installed. · La paginación mueve bloques entre la RAM y el disco para que los programas puedan usar más memoria de la instalada físicamente.
Process management
- A running program is a process 进程. Process management 进程管理 creates and ends processes.
- It decides which process gets the CPU next, scheduling 调度, and for how long, a time slice 时间片, then saves the process's state and switches to the next.
- It resolves conflicts when two processes want the same resource, and can end one that stops responding.
Gestión de procesos
- Un programa en ejecución es un proceso. La gestión de procesos crea y finaliza procesos.
- Decide qué proceso obtendrá la CPU a continuación (programación) y durante cuánto tiempo, un intervalo de tiempo, luego guarda el estado del proceso y cambia al siguiente.
- Resuelve conflictos cuando dos procesos desean el mismo recurso, y puede finalizar uno que deja de responder.
A running program is called a: · Un programa en ejecución se denomina:
Process management loads, schedules and switches between processes (running programs). · La gestión de procesos carga, programa y alterna entre procesos (programas en ejecución).
Worked example: how the OS makes multitasking possible
- Explain how memory management and process management allow several programs to run at the same time. [4]
- Memory management loads several programs into memory at once, each in its own protected area, and keeps track of which addresses belong to which program.
- Process management shares the processor between them: each process runs for a time slice, the OS saves its state and switches to the next.
- The switching is so fast that all the programs appear to run at the same time, though the processor executes only one at any instant.
Ejemplo resuelto: cómo el SO hace posible la multitarea
- Explique cómo la gestión de memoria y la gestión de procesos permiten que varios programas se ejecuten al mismo tiempo. [4]
- La gestión de memoria carga varios programas en la memoria a la vez, cada uno en su propia área protegida, y lleva el registro de qué direcciones pertenecen a qué programa.
- La gestión de procesos comparte el procesador entre ellos: cada proceso se ejecuta durante un intervalo de tiempo, el SO guarda su estado y cambia al siguiente.
- El cambio es tan rápido que todos los programas parecen ejecutarse al mismo tiempo, aunque el procesador ejecuta solo uno en cualquier instante.
Put the steps that let several programs appear to run at once in order. · Ordena los pasos que permiten que varios programas parezcan ejecutarse al mismo tiempo.
Memory management does the first step; process management does the rest. · La gestión de memoria realiza el primer paso; la gestión de procesos realiza el resto.
Hardware management and interrupts
- The OS talks to each device through its device driver 设备驱动, queues and buffers data going to slow devices such as a printer, and shares one device between several programs.
- A hardware interrupt 硬件中断 comes from a device: a key pressed, a printer out of paper, a disk transfer finished, a power failure. A software interrupt 软件中断 comes from a program: division by zero, an invalid instruction, a request for an OS service.
- The interrupt handler 中断处理程序 saves the state of the current process, deals with the interrupt, then restores the process and continues.
Gestión del hardware e interrupciones
- El SO se comunica con cada dispositivo a través de su controlador de dispositivo (device driver), coloca y almacena en búfer datos hacia dispositivos lentos como una impresora, y comparte un dispositivo entre varios programas.
- Una interrupción de hardware proviene de un dispositivo: una tecla presionada, una impresora sin papel, una transferencia de disco terminada, un fallo de alimentación. Una interrupción de software proviene de un programa: división por cero, una instrucción inválida, una solicitud de servicio del SO.
- El manejador de interrupciones guarda el estado del proceso actual, atiende la interrupción, luego restaura el proceso y continúa.
A printer runs out of paper and signals the processor. This is: · Una impresora se queda sin papel y señala al procesador. Esto es:
It comes from a device. A software interrupt comes from a program, such as a division by zero. · Proviene de un dispositivo. Una interrupción de software proviene de un programa, como una división por cero.
File management and security management
- File management: creates, names, copies, moves and deletes files and folders; keeps the directory 目录 structure and a record of where each file sits on the disk; allocates disk space; enforces access rights 访问权限 for each user.
- Security management: user accounts and passwords, access rights, encryption of stored data, a firewall, automatic security updates, and a log of who did what.
- A "describe" question wants what the OS actually does under each heading, one action per mark.
Gestión de archivos y gestión de seguridad
- Gestión de archivos: crea, nombra, copia, mueve y elimina archivos y carpetas; mantiene la estructura del directorio y un registro de dónde se encuentra cada archivo en el disco; asigna espacio en disco; aplica derechos de acceso para cada usuario.
- Gestión de seguridad: cuentas de usuario y contraseñas, derechos de acceso, cifrado de datos almacenados, firewall, actualizaciones automáticas de seguridad y un registro de quién hizo qué.
- Una pregunta "describa" busca saber qué hace realmente el SO bajo cada encabezado, una acción por punto.
Match each OS management task to what it does. · Asocia cada tarea de gestión del SO con su descripción.
The OS juggles four core resources — the CPU (processes), RAM (memory), storage (files) and peripherals (devices). · El SO administra cuatro recursos principales: la CPU (procesos), la RAM (memoria), el almacenamiento (archivos) y los periféricos (dispositivos).
Utility software
- Utility programs 实用程序 are system software that maintain, repair or optimise the computer rather than doing a user's task.
- Disk formatter: prepares a disk for use by setting up its file system, deleting any existing data. Virus checker: compares files against a database of known signatures 签名, watches behaviour, quarantines what it finds; must be updated.
- Defragmentation software: gathers the scattered blocks of each file together. Disk contents analysis and repair: shows what uses the space; finds and fixes bad sectors and file-system errors.
- File compression: shrinks files for storage and transfer. Back-up software: copies files to another medium on a schedule; a full copy, then incremental backups 增量备份 of what changed.
Each one does a single maintenance job
Software de utilidad
- Los programas de utilidad son software de sistema que mantienen, reparan u optimizan la computadora en lugar de realizar una tarea del usuario.
- Formateador de disco: prepara un disco para su uso configurando su sistema de archivos, eliminando cualquier dato existente. Antivirus: compara archivos contra una base de datos de firmas conocidas, vigila el comportamiento, aísla lo que encuentra; debe actualizarse.
- Software de desfragmentación: agrupa los bloques dispersos de cada archivo juntos. Análisis y reparación de contenido de disco: muestra qué ocupa el espacio; encuentra y corrige sectores defectuosos y errores del sistema de archivos.
- Compresión de archivos: reduce el tamaño de los archivos para su almacenamiento y transferencia. Software de respaldo: copia archivos a otro medio según un horario; una copia completa, luego respaldos incrementales de lo que cambió.
Cada uno realiza una única tarea de mantenimiento
System-maintenance programs such as antivirus, backup and defragmenter are called ______ software. · Los programas de mantenimiento del sistema, como antivirus, copias de seguridad y desfragmentadores, se denominan software ______.
Utility software maintains the system; word processors and browsers are application software. · El software de utilidad mantiene el sistema; los procesadores de textos y navegadores son software de aplicación.
Worked example: how defragmentation improves performance
- Explain how defragmentation can improve the performance of a computer. [3]
- A hard disk stores a file in whatever free blocks it finds, so over time a file becomes fragmented 碎片化, scattered across the platter, and reading it needs many movements of the read/write head.
- The defragmenter moves the blocks of each file next to each other, so it is stored contiguously, and gathers the free space into one region.
- Files are then read with fewer head movements, so they load faster, and new files can be written into one continuous space. An SSD has no moving head, so it gains nothing.
Ejemplo resuelto: cómo la desfragmentación mejora el rendimiento
- Explique cómo la desfragmentación puede mejorar el rendimiento de una computadora. [3]
- Un disco duro almacena un archivo en los bloques libres que encuentra, por lo que con el tiempo un archivo se vuelve fragmentado, disperso en el plato, y leerlo requiere muchos movimientos de la cabeza de lectura/escritura.
- El desfragmentador mueve los bloques de cada archivo uno junto al otro, de modo que se almacenan de forma contigua, y agrupa el espacio libre en una sola región.
- Los archivos se leen entonces con menos movimientos de cabeza, por lo que cargan más rápido, y nuevos archivos pueden escribirse en un espacio continuo. Una SSD no tiene cabeza móvil, por lo que no obtiene ninguna ventaja.
A disk defragmenter is useful on a hard disk but NOT on an SSD because: · Un desfragmentador de discos es útil en un disco duro pero NO en un SSD porque:
Defragmenting reduces head-movement (seek) time on a spinning disk; an SSD has no heads, so it gains nothing (and the extra writes wear it). · Desfragmentar reduce el tiempo de movimiento de cabezales (búsqueda) en un disco giratorio; un SSD no tiene cabezales, por lo que no obtiene beneficio (y las escrituras adicionales desgastan el dispositivo).
Worked example: one line from each utility to its purpose
| Utility | Purpose |
|---|---|
| defragmentation | files load faster because their blocks are together |
| disk repair | a disk with bad sectors or file-system errors works again |
| disk contents analysis | space is freed by finding large, duplicate and temporary files |
| file compression | more data fits on the disk and transfers faster |
| virus checker | malware is found and quarantined |
| back-up software | data is restored after loss, corruption or ransomware |
- Performance on the left half, security on the right. Each utility pairs with exactly one purpose.
Ejemplo resuelto: una línea de cada utilidad a su propósito
| Utilidad | Propósito |
|---|---|
| desfragmentación | los archivos cargan más rápido porque sus bloques están juntos |
| reparación de disco | un disco con sectores defectuosos o errores del sistema de archivos vuelve a funcionar |
| análisis de contenido de disco | se libera espacio al encontrar archivos grandes, duplicados y temporales |
| compresión de archivos | caben más datos en el disco y se transfieren más rápido |
| antivirus | se encuentran y aíslan malware |
| software de respaldo | los datos se restauran tras pérdidas, corrupción o ransomware |
- Rendimiento en la mitad izquierda, seguridad en la derecha. Cada utilidad se empareja con exactamente un propósito.
Match each utility to its purpose. · Asocia cada herramienta de utilidad con su propósito.
One utility, one purpose. The examiner's line-drawing questions are marked exactly this way. · Una utilidad, un propósito. Las preguntas de dibujo del examinador se califican exactamente de esta manera.
Marks that slip away
- "Manages memory" is the heading, not the answer. Say what it does: allocates, protects, frees, pages to disk.
- A utility is not the OS and not an application. It performs one maintenance task.
- Defragmentation helps a hard disk; it does nothing for an SSD.
- A virus checker is only as good as its last update; a backup is the only recovery from ransomware.
Puntos que se pierden fácilmente
- "Gestiona la memoria" es el encabezado, no la respuesta. Diga qué hace: asigna, protege, libera, pagina hacia el disco.
- Una utilidad no es el SO ni una aplicación. Realiza una única tarea de mantenimiento.
- La desfragmentación ayuda a un disco duro; no hace nada para una SSD.
- Un antivirus es tan bueno como su última actualización; un respaldo es la única recuperación ante ransomware.
You've got it
- the OS is the interface between user and hardware: it hides complexity, manages and shares the processor, memory, storage and I/O, and loads and runs programs
- five management tasks: memory (allocate, protect, page), process (schedule by time slice, switch), hardware (drivers, buffers, interrupts), file (directory, space, access rights), security (accounts, encryption, firewall, logs)
- multitasking = protected memory areas + time-sliced switching fast enough to look simultaneous
- utilities: formatter, virus checker, defragmenter, disk analysis and repair, compression, backup, each with one purpose
Lo has logrado
- el SO es la interfaz entre el usuario y el hardware: oculta la complejidad, gestiona y comparte el procesador, memoria, almacenamiento y E/S, y carga y ejecuta programas
- cinco tareas de gestión: memoria (asignar, proteger, pagina), procesos (programar por intervalo de tiempo, cambiar), hardware (controladores, búferes, interrupciones), archivos (directorio, espacio, derechos de acceso), seguridad (cuentas, cifrado, firewall, registros)
- multitarea = áreas de memoria protegidas + cambios de intervalos de tiempo lo suficientemente rápidos para parecer simultáneos
- utilidades: formateador, antivirus, desfragmentador, análisis y reparación de disco, compresión, respaldo, cada una con un único propósito