Lección 10: Qué ocurre cuando ejecutas un programa — proceso, memoria y el sistema operativo

Llegamos a la última lección, y también al momento en que todo se conecta. Construimos un ejecutable — pero ¿qué ocurre exactamente cuando haces clic para ejecutarlo? El cargador del sistema operativo crea un proceso (Process): una instancia en ejecución del programa, con su propio espacio de memori

Cuando ejecutas un programa, el sistema operativo crea para él un 'proceso' — una copia viva en memoria con su propio espacio. Tiene una pila para las llamadas a funciones y un montículo para el espacio que se solicita sobre la marcha. Cuando el programa quiere hablar con el hardware, se lo pide al sistema operativo.

Proceso (Process): Una instancia en ejecución de un programa, con su propio espacio de direcciones privado y estado, gestionada por el sistema operativo.
Cargador (Loader): Parte del sistema operativo que copia un ejecutable a la memoria y crea un proceso a partir de él.
Espacio de direcciones (Address Space): El rango de direcciones de memoria que un proceso ve como propio; cada proceso recibe un rango privado gracias a la memoria virtual.
Segmento de código y segmento de datos: El segmento de código contiene las instrucciones (generalmente de solo lectura); el segmento de datos contiene variables globales y constantes.
Pila (Stack): Una región de memoria de marcos de llamadas a funciones — variables locales y direcciones de retorno; crece hacia abajo.
Montículo (Heap): Una región de memoria para la asignación dinámica en tiempo de ejecución (malloc/new); crece hacia arriba según se necesite.
Marco de pila (Stack Frame): El registro que se apila en la pila en cada llamada a función: sus variables locales y la dirección de retorno.
Llamada al sistema (System Call): Una solicitud que un programa hace al sistema operativo para realizar una acción que requiere acceso al hardware, como una salida o una entrada.
Memoria virtual (Virtual Memory): Un mecanismo en el que cada proceso recibe un espacio de direcciones privado, como si toda la memoria fuera suya, mapeado a la memoria física.
Cambio de contexto (Context Switch): Guardar el estado del proceso en ejecución y cargar el de otro proceso, para que un solo CPU pueda atender a muchos procesos.