Guía docente de la asignatura
(3866) DISEÑO Y ESTRUCTURA INTERNA DE UN SISTEMA OPERATIVO

Curso académico 2026/2027

  1. Identificación

    1. De la asignatura

      Curso Académico
      2026/2027
      Titulación
      GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA
      PROGRAMA ACADÉMICO DE SIMULTANEIDAD DE DOBLE TITULACIÓN CON ITINERARIO ESPECIFICO DE GRADO EN MATEMÁTICAS Y GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA
      Nombre de la asignatura
      DISEÑO Y ESTRUCTURA INTERNA DE UN SISTEMA OPERATIVO
      Código
      3866
      Curso
      CUARTO
      QUINTO
      Carácter
      OPTATIVA
      Número de grupos
      2
      Créditos ECTS
      6.0
      Estimación del volumen de trabajo
      150.0
      150.0
      Organización temporal
      1º Cuatrimestre
      1º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte
      Español
      Curso Académico 2026/2027
      Titulación

      GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA,

      PROGRAMA ACADÉMICO DE SIMULTANEIDAD DE DOBLE TITULACIÓN CON ITINERARIO ESPECIFICO DE GRADO EN MATEMÁTICAS Y GRADO EN INGENIERÍA INFORMÁTICA
      Nombre de la asignatura DISEÑO Y ESTRUCTURA INTERNA DE UN SISTEMA OPERATIVO
      Código 3866
      Curso CUARTO QUINTO
      Carácter OPTATIVA
      Número de grupos 2
      Créditos ECTS 6.0
      Estimación del volumen de trabajo 150.0 150.0
      Organización temporal 1º Cuatrimestre 1º Cuatrimestre
      Idiomas en que se imparte Español

    2. Del profesorado: Equipo docente

      • FERNANDEZ MAIMO, LORENZO Docente: GRUPO 1, GRUPO DTIE Coordinación de los grupos: Coordinador de la asignatura

        Categoría

        PROFESORES TITULARES DE UNIVERSIDAD

        Área

        ARQUITECTURA Y TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES

        Departamento

        INGENIERÍA Y TECNOLOGÍA DE COMPUTADORES

        Correo electrónico / Página web / Tutoría electrónica

        lfmaimo@um.es Tutoría electrónica: Sí

        Teléfono, horario y lugar de atención al alumnado

        Duración:
        A         		Día:
        Miércoles         		Horario:
        15:30-16:30         		Lugar:
        868884651, Facultad de Informática B1.3.033 (DESPACHO PROF. LORENZO FDEZ. MAIMO)
        Observaciones:
        Despacho 3.35 de la Facultad de Informática. Solicitad cita previa por mensaje privado.
        Duración:
        A         		Día:
        Martes         		Horario:
        10:00-12:00         		Lugar:
        868884651, Facultad de Informática B1.3.033 (DESPACHO PROF. LORENZO FDEZ. MAIMO)
        Observaciones:
        Despacho 3.35 de la Facultad de Informática. Solicitad cita previa con un mensaje privado.

  2. Presentación

    Esta asignatura es una continuación natural de la asignatura Ampliación de Sistemas Operativos de 3º curso ya que desarrolla en profundidad muchos de los contenidos que se ven en ella Además, introduce nuevos conceptos y mecanismos avanzados, especialmente aquellos relacionados con el diseño y la implementación eficiente de un sistema operativo

    La asignatura permite al alumno comprender el funcionamiento de algunos de los mecanismos internos más importante de los sistemas operativos actuales, como la organización interna de los distintos bloques de un sistema operativo, la optimización de los sistemas de ficheros, la implementación de distintos mecanismos de planificación de procesos o la implementación del subsistema de seguridad, siempre desde la perspectiva del diseñador de un sistema operativo Este conocimiento le ayudará a analizar mejor el comportamiento de un sistema operativo, detectar posibles problemas de rendimiento y buscar soluciones, aspectos que se verán en la asignatura Administración Avanzada de Sistemas Operativos Todo ello prepara al alumno para desempeñar adecuadamente distintas actividades profesionales, como administrador de sistemas, administrador de servidores de Internet, administrador de redes, etc

    Por último, la asignatura también persigue que el alumno desarrolle algunas capacidades transversales que le pueden ser útiles en su vida laboral, como la preparación y realización correctas de una exposición oral y el análisis crítico de documentos científicos

  3. Condiciones de acceso a la asignatura

    1. Incompatibilidades

      No constan

    2. Requisitos

      No constan

    3. Recomendaciones

      Es fundamental que el alumno haya cursado con éxito las asignaturas Introducción a los Sistemas Operativos, Ampliación de Sistemas Operativos y Programación Concurrente y Distribuida Asimismo, es aconsejable que haya superado varias asignaturas de programación y de arquitectura de ordenadores en cursos anteriores

  4. Competencias

    1. Competencias básicas

      • CB1: Que los estudiantes hayan demostrado poseer y comprender conocimientos en un área de estudio que parte de la base de la educación secundaria general, y se suele encontrar a un nivel que, si bien se apoya en libros de texto avanzados, incluye también algunos aspectos que implican conocimientos procedentes de la vanguardia de su campo de estudio
      • CB2: Que los estudiantes sepan aplicar sus conocimientos a su trabajo o vocación de una forma profesional y posean las competencias que suelen demostrarse por medio de la elaboración y defensa de argumentos y la resolución de problemas dentro de su área de estudio
      • CB4: Que los estudiantes puedan transmitir información, ideas, problemas y soluciones a un público tanto especializado como no especializado
      • CB5: Que los estudiantes hayan desarrollado aquellas habilidades de aprendizaje necesarias para emprender estudios posteriores con un alto grado de autonomía

    2. Competencias de la titulación

      • CGII1: Capacidad de análisis y síntesis.
      • CGII2: Capacidad de organización y planificación.
      • CGII3: Comunicación oral y escrita en la lengua nativa.
      • CGII5: Conocimientos de informática relativos al ámbito de estudio.
      • CGII7: Resolución de problemas.
      • CGII8: Toma de decisiones.
      • CGII14: Razonamiento crítico.
      • CGII16: Aprendizaje autónomo.
      • CGII18: Creatividad
      • CGUM1: Ser capaz de expresarse correctamente en español en su ámbito disciplinar.
      • CGUM7: Desarrollar habilidades de iniciación a la investigación.
      • CEII2: Capacidad para dirigir las actividades objeto de los proyectos del ámbito de la informática de acuerdo con los conocimientos adquiridos.
      • CEII3: Capacidad para diseñar, desarrollar, evaluar y asegurar la accesibilidad, ergonomía, usabilidad y seguridad de los sistemas, servicios y aplicaciones informáticas, así como de la información que gestionan.
      • CEII4: Capacidad para definir, evaluar y seleccionar plataformas hardware y software para el desarrollo y la ejecución de sistemas, servicios y aplicaciones informáticas.
      • CEII6: Capacidad para concebir y desarrollar sistemas o arquitecturas informáticas centralizadas o distribuidas integrando hardware, software y redes.
      • CEII8: Conocimiento de las materias básicas y tecnologías, que capaciten para el aprendizaje y desarrollo de nuevos métodos y tecnologías, así como las que les doten de una gran versatilidad para adaptarse a nuevas situaciones.
      • CEII9: Capacidad para resolver problemas con iniciativa, toma de decisiones, autonomía y creatividad. Capacidad para saber comunicar y transmitir los conocimientos, habilidades y destrezas de la profesión de Ingeniero Técnico en Informática.
      • CEII10: Conocimientos para la realización de mediciones, cálculos, valoraciones, tasaciones, peritaciones, estudios, informes, planificación de tareas y otros trabajos análogos de informática.
      • CEII11: Capacidad para analizar y valorar el impacto social y medioambiental de las soluciones técnicas, comprendiendo la responsabilidad ética y profesional de la actividad del Ingeniero Técnico en Informática.

    3. Competencias transversales y de materia

      • IC2: Capacidad de desarrollar procesadores específicos y sistemas empotrados, así como desarrollar y optimizar el software de dichos sistemas
      • IC3: Capacidad de analizar y evaluar arquitecturas de computadores, incluyendo plataformas paralelas y distribuidas, así como desarrollar y optimizar software de para las mismas
      • IC4: Capacidad de diseñar e implementar software de sistema y de comunicaciones
      • IC5: Capacidad de analizar, evaluar y seleccionar las plataformas hardware y software más adecuadas para el soporte de aplicaciones empotradas y de tiempo real

  5. Contenidos

    1. Teoría

      Bloque 1: Diseño de Sistemas Operativos

      Tema 1: Diseño de Sistemas Operativos

      Tema 2: Xv6 sobre RISC-V

      Tema 3: Arquitecturas de sistemas operativos

      Bloque 2: Aspectos avanzados de Sistemas Operativos

      Tema 4: Gestión avanzada de procesos

      Tema 5: Gestión avanzada de memoria

      Tema 6: Sistemas de ficheros avanzados

      Tema 7: Gestión avanzada de E/S

      Tema 8: Seguridad y proteción avanzadas

    2. Prácticas

      • Práctica 1: Implementación un nuevo planificador en xv6

        Se propone implementar un nuevo planificador denominado lottery scheduler cuya versión completa se describe en este capítulo del libro Operating Systems: Three Easy Pieces, aunque el planificador que se pide es una versión simplificada. La idea básica es simple: asignar a cada proceso en ejecución una porción del procesador proporcional al número de tickets que tiene; a más tickets, más tiempo permanecerá ejecutándose. En cada porción de tiempo, una lotería aleatoria determina el ganador que será el proceso que se ejecute durante dicho intervalo de tiempo.

        Esta práctica supone el 20% de la nota de prácticas.

        Relacionado con:
        • Tema 1: Diseño de Sistemas Operativos
        • Tema 2: Xv6 sobre RISC-V
        • Tema 4: Gestión avanzada de procesos

      • Práctica 2: Soporte para Device Tree en xv6

        El objetivo de esta práctica es modificar el sistema operativo educativo xv6 en su versión para arquitectura RISC-V para darle soporte a Device Tree en un entorno de virtualización utilizando QEMU. Los estudiantes aprenderán sobre el Device Tree, su estructura, sus ventajas, y cómo integrarlo en xv6 para soportar hardware virtualizado.

        Esta práctica supone el 15% de la nota de prácticas.

        Relacionado con:
        • Tema 1: Diseño de Sistemas Operativos
        • Tema 2: Xv6 sobre RISC-V
        • Tema 3: Arquitecturas de sistemas operativos
        • Tema 5: Gestión avanzada de memoria
        • Tema 7: Gestión avanzada de E/S

      • Práctica 3: Ficheros proyectados en memoria en xv6

        El objetivo de esta práctica es modificar xv6 para dar soporte a ficheros proyectados en memoria. En concreto implementaremos las llamadas al sistema mmap y munmap que permiten a los programas en UNIX ejercer un control detallado sobre su espacio de direcciones, permitiendo compartir memoria entre procesos, mapear ficheros en el espacio de direcciones de un proceso y ser usadas como parte de los esquemas de fallo de página a nivel de usuario como los algoritmos de garbage-collection.

        Esta práctica supone el 65% de la nota de prácticas de la asignatura.

        Relacionado con:
        • Tema 1: Diseño de Sistemas Operativos
        • Tema 2: Xv6 sobre RISC-V
        • Tema 5: Gestión avanzada de memoria
        • Tema 6: Sistemas de ficheros avanzados
        • Tema 7: Gestión avanzada de E/S

      • Práctica 4: Gestión de hilos a nivel de kernel en xv6

        En esta práctica extenderemos xv6 para dar soporte a los hilos a nivel de núcleo. Recordemos que los hilos de un proceso se ejecutan de forma concurrente y comparten la zona de código, variables globales y la heap. Observe que cada hilo tiene su propia pila y contexto de registros para su ejecución. La inclusión del concepto de hilo cambia de forma significativa el significado y la interpretación de otras llamadas al sistema como se vera a lo largo de esta práctica.

        Esta práctica es voluntaria y permite obtener hasta 2 puntos adicionales en la nota de prácticas de la asignatura.

        Relacionado con:
        • Tema 2: Xv6 sobre RISC-V
        • Tema 3: Arquitecturas de sistemas operativos
        • Tema 4: Gestión avanzada de procesos
        • Tema 5: Gestión avanzada de memoria
        • Tema 6: Sistemas de ficheros avanzados
        • Tema 7: Gestión avanzada de E/S

  6. Actividades Formativas

    Actividad Formativa Metodología Horas Presencialidad
    A1: Actividades con grupo grande de alumnos entre las que se encuentran la presentación en el aula de los conceptos propios de la materia mediante metodología expositiva con lecciones magistrales participativas y medios audiovisuales. También se contemplan en este grupo las actividades de evaluación teórico prácticas. 30.0 38.2
    A2: Actividades con grupo mediano en el aula de resolución de problemas, seminarios, charlas, ejercicios basados en el aprendizaje orientado a proyectos, estudios de casos, exposición y discusión de trabajos relativas al seguimiento individual y/o grupal de adquisición de las competencias. 5.0 12.5
    A3: Actividades con grupo pequeño en el laboratorio relacionadas con la componente práctica de las asignaturas, desarrollo de trabajos con equipo técnico especializado, desarrollo de programas, etc. 22.5 39.3
    A4: Tutorías individualizadas o en grupo muy pequeño orientadas a la dirección, supervisión y asesoría por parte del un profesor de la asignatura, del tutor en el caso de Trabajo Fin de Grado, supervisión del tutor de empresa en el caso de Prácticas de Empresa que de forma periódica constate y redirija el trabajo del alumno hacia la consecución de los objetivo marcados. 2.5 10.0
    A5: Estudio y trabajo autónomo orientado a la asimilación de contenidos, realización de problemas, ejercicios o redacción de informes técnicos o memorias descriptivas, desarrollo de proyectos o prácticas individuales o en 90.0 0.0
    Totales 150,00

  7. Horario de la asignatura

    https://www.um.es/web/estudios/grados/informatica/2026-27#horarios

  8. Sistemas de Evaluación

    Identificador Denominación del instrumento de evaluación Criterios de Valoración Ponderación
    IE1 Examen teórico-práctico. En este instrumento incluimos desde el tradicional examen escrito o tipo test hasta los exámenes basados en resolución de problemas, pasando por los de tipo mixto que incluyen cuestiones cortas o de desarrollo teórico junto con pequeños problemas. También se incluye aquí la consideración de la participación activa del alumno en clase, la entrega de ejercicios o realización de pequeños trabajos escritos y presentaciones.

    La parte teórica se evalúa mediante un trabajo individual de investigación que representará el 40% de la nota global

    El trabajo de investigación consiste en trabajar un artículo científico propuesto por el profesor, aunque el alumno también puede proponer posibles artículos La evaluación de los trabajos se hace mediante una presentación de los mismos al final del cuatrimestre A la hora de hacer la presentación, los alumnos tienen que reflejar en ella los siguientes aspectos (la lista es orientativa ya que los detalles concretos dependen del trabajo seleccionado):

    • Una introducción de aquellos conceptos que sean necesarios para entender la presentación
    • Los problemas que se pretenden resolver
    • Las aportaciones realizadas por los autores (teniendo en cuenta los trabajos relacionados previos)
    • Las soluciones propuestas/implementadas
    • Los principales resultados obtenidos
    • Las conclusiones del trabajo

    Para determinar la nota de la presentación, se valora la organización de la exposición, la capacidad de mostrar los aspectos más interesantes, la duración de la exposición (si está ajustada o no al tiempo dado), la capacidad de síntesis, etc

    		 40.0
    IE2 Informe técnico. En este instrumento incluimos los resultados de actividades prácticas, o de laboratorio, junto con sus memorias descriptivas. Los resúmenes del estado del arte o memorias de investigación sobre temas concretos. Y la posibilidad de realizar entrevistas personales o presentaciones de los trabajos realizados también entran en esta categoría.

    Se propondrán varias prácticas que tendrá que realizar el estudiante Para la evaluación el estudiante tendrá que entregar un proyecto de programación (memoria y código fuente) siendo posible, si así lo estima el docente, que se realice una entrevista En la nota se tendrán en cuenta, entre otros aspectos, la documentación entregada y la corrección del código Las prácticas se realizarán en grupos de 2 personas

    		 60.0

  9. Fechas de exámenes

    https://www.um.es/web/estudios/grados/informatica/2026-27#examenes

  10. Resultados del Aprendizaje

    Tras superar la asignatura con éxito, el alumno:

    • Conocerá las diversas posibilidades que existen a la hora de diseñar un sistema operativo
    • Comprenderá el funcionamiento de distintas técnicas avanzadas para la construcción eficiente de los diferentes subsistemas de un sistema operativo: procesos, memoria, ficheros, E/S y seguridad
    • Comprenderá el diseño y el funcionamiento de un sistema operativo microkernel
    • Conocerá las peculiaridades de los sistemas operativos que se ejecutan en entorno multiprocesador
    • Será capaz de aprovechar los conocimientos adquiridos para mejorar el rendimiento de un sistema operativo
    • Será capaz de modificar, o añadir, componentes de un sistema operativo
    • Será capaz de diseñar e implementar software de sistema

  11. Bibliografía

    Bibliografía complementaria

  12. Observaciones

    NECESIDADES EDUCATIVAS ESPECIALES

    Aquellos estudiantes con discapacidad o necesidades educativas especiales podrán dirigirse al Servicio de Atención a la Diversidad y Voluntariado (ADYV - https://www.um.es/adyv) para recibir orientación sobre un mejor aprovechamiento de su proceso formativo y, en su caso, la adopción de medidas de equiparación y de mejora para la inclusión, en virtud de la Resolución Rectoral R-358/2016. El tratamiento de la información sobre este alumnado, en cumplimiento con la LOPD, es de estricta confidencialidad.

    EVALUACIÓN

    En el procedimiento de evaluación resultarán de aplicación el artículo 135.1.v) de los Estatutos de la Universidad de Murcia, el artículo 8.6 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) y la instrucción SG 18/2026 del secretario general de la Universidad de Murcia que interpreta estas normas, disponible en este enlace: https://sede.um.es/sede/documento/normativa/instruccion-del-secretario-general-sg-18-2026-sobre-la-interpretacion-y-aplicacion-del-art-135-1-v-estatutos-umu/24199.pdf

    Se recuerda asimismo que el artículo 22.1 del Reglamento de Evaluación de Estudiantes (REVA) estipula que "el o la estudiante que se valga de conductas fraudulentas, incluida la indebida atribución de identidad o autoría, o esté en posesión de medios o instrumentos que faciliten dichas conductas, obtendrá la calificación de cero en el procedimiento de evaluación y, en su caso, podrá ser objeto de sanción, previa apertura de expediente disciplinario".

    OBSERVACIONES DEL EQUIPO DOCENTE

    La nota final de la asignatura se obtendrá de la media ponderada de las notas obtenidas en: la lectura y exposición de los artículos de investigación (40%) y el proyecto de programación (60%) Cada parte se calificará con una nota de 0 a 10 La calificación en el acta será:

    • Aprobado, notable, sobresaliente o matrícula de honor, lo que corresponda en cada caso, cuando la nota media sea igual o mayor que 5 y se hayan aprobado ambas partes
    • Suspenso, cuando se haya suspendido alguna de las partes, y la nota será el menor de los suspensos
    • En cualquier otro caso, se obtendrá una nota de No Presentado.

    La nota obtenida en cualquiera de las partes se guardará hasta la convocatoria III. Si se detecta plagio o copia se suspenderá la asignatura y se perderá el privilegio de conservar las partes aprobadas entre convocatorias del mismo curso.

    ESTA ASIGNATURA NO CUBRE DE FORMA DIRECTA NINGÚN OBJETIVO DE DESARROLLO SOSTENIBLE