Sistemas operativos y arquitectura de computadoras
Sistemas operativos y arquitectura de computadoras evalúa la gestión de procesos y memoria, la planificación de CPU, los mecanismos de sincronización y los conceptos de organización del hardware que determinan el rendimiento.
Procesos y planificación
Un proceso tiene PCB, espacio de direcciones propio y estados nuevo, listo, en ejecución, bloqueado y terminado; los hilos comparten el espacio de direcciones y solo mantienen pila y registros propios. Métricas: turnaround (fin − llegada) frente a tiempo de espera (suma de intervalos en cola). FCFS sufre efecto convoy; SJF minimiza la espera media pero exige conocer o predecir la ráfaga; Round Robin acota la espera con el quantum; las prioridades requieren envejecimiento (aging) para evitar inanición.
Memoria: ejemplo
Con acierto de TLB h = 0.9, tiempo de consulta al TLB t = 10 ns y acceso a memoria m = 100 ns: EAT = h(t + m) + (1 − h)(t + 2m) = 0.9(110) + 0.1(210) = 99 + 21 = 120 ns. Sin TLB cada acceso costaría 200 ns, porque se requieren dos accesos: tabla de páginas y dato. El cálculo incluye siempre la consulta al TLB, incluso en el acierto; omitirla es el error más frecuente.
Arquitectura
La localidad temporal y espacial justifican la jerarquía de caché; el hit rate y el costo de fallo determinan el tiempo medio de acceso. Ley de Amdahl: speedup = 1 / ((1 − f) + f/s). RISC frente a CISC, segmentación (pipeline) y predicción de saltos explican el IPC. El interbloqueo exige exclusión mutua, retención y espera, no expropiación y espera circular, todas simultáneas.
Errores que cuestan puntos
Confundir turnaround con tiempo de espera; olvidar el tiempo de TLB en el acierto; aplicar Amdahl con la fracción mejorada mal identificada; suponer que más hilos siempre aceleran; confundir inanición (starvation) con interbloqueo.