2.6 Técnicas de administración del planificar
Las disciplinas del planificador del software del sistema operativo encargado de asignar los recursos de un sistema entre los procesos que solicitan. Los algoritmos tienen distintas propiedades según los criterios en los que saben para su construcción, lo cual se refleja en qué tipo de procesos se puede ver favorecido frente a otro en la disputa del microprocesador, antes de realizar la elección de un algoritmo se debe considerar las propiedades de estos frente al criterio de diseño elegido, algunos de estos son:
a) Eficacia: Se expresa como un porcentaje del tiempo medio de utilización. Aunque pueden parecer lógico intentar mantener este parámetro próximo al 100% con valor elevado.
b) Rendimiento: Es una medida de numero de procesos completados por unidad de tiempo.
c) Tiempo de retorno o regreso: Es el intervalo del tiempo que transcurre desde que un proceso se crea o presta hasta que se completa por el sistema.
d)Tiempo de espera: Es el tiempo que el proceso espera hasta que se le concede el procesador.
e)Tiempo de respuesta a un evento: Se denomina al intervalo o del tiempo que transcurre desde que se señala un evento hasta que se ejecuta la primera instrucción de la rutina.
f) Fifo: Es un método utilizado en la estructura de datos, contabilidad de datos y teoría de cola, que guarda analogía con las personas que esperan en una cola y atendidas en que llegaron.
g) Sjf: Al igual que el algoritmo de la fifo las rofagas se ejecutan sin interrupción, solo es útil para entornos bateh.
h) Rr: Cada proceso tiene asignado un intervalo de tiempo de ejecución llamadas Quantums.
Asignación de memoria conflictiva
La memoria esta usualmente dividida en dos particiones: una para el sistema operativo residente y otra para los procesos del usuario.
Mapeo de memoria y protección
Cuando el planificador de la CPU selecciona un procesador para su ejecución el despachador carga los registros de re ubicación y del límite los valores correctos.
Asignación de memoria
Es uno de los métodos más simples para asignar la memoria consistente en dividirla en varias particiones múltiples de tamaño fijo en donde se involucran agujeros de primer ajuste, mejor ajuste y peor ajuste.
Fragmentación
Esta estrategia de primer ajuste como la de mejor ajuste para la asignación de memoria sufren de problemas denominados fragmentación de externa.
Segmentación
Es un aspecto importante de la gestión de memoria que se volvió inevitable con los mecanismos de paginación es la separación entre el usuario tiene de la memoria y la memoria física real.
Memoria virtual
La técnica de memoria virtual, es un mecanismo que permite la ejecución de procesos que no se encuentran completamente en memoria. La memoria virtual incluye la separación de la memoria lógica, tal como la percibe el usuario, con respecto a la memoria física.
lunes, 19 de septiembre de 2016
2.5 Niveles, objetivos y criterios de planificacion
2.5 Niveles, objetivos y criterios de planificacion
Libro: Sistemas Operativos Modernos
Autor: Andrew S. Tanenbaum
Planificación
Cuando una computadora se multiprograma, con frecuencia tiene varios procesos o hilos que compiten por la CPU al mismo tiempo. Esta situación ocurre cada vez que dos o más de estos procesos se encuentran al mismo tiempo en el estado listo.
La parte del sistema operativo que realiza esa decisión se conoce como planificador de procesos y el algoritmo que utiliza se conoce como algoritmo de planificación.
Introducción a la planificación
Con los sistemas de multiprogramación, el algoritmo de planificación se volvió más complejo debido a que comúnmente había varios usuarios esperando ser atendidos.
Comportamiento de un proceso
Casi todos los procesos alternan ráfagas de cálculos con peticiones de E/S (de disco). Por lo general la CPU opera durante cierto tiempo sin detenerse, después se realiza una llamada al sistema para leer datos de un archivo o escribirlos en el mismo.
Cuándo planificar procesos
Una cuestión clave relacionada con la planificación es saber cuándo tomar decisiones de planificación.
En primer lugar, cuando se crea un nuevo proceso se debe tomar una decisión en cuanto a si se debe ejecutar el proceso padre o el proceso hijo.
un algoritmo de planificación apropiativa selecciona un proceso y deja que se ejecute por un máximo de tiempo fijo.
Categorías de los algoritmos de planificación
Esta situación se presenta debido a que las diferentes áreas de aplicación (y los distintos tipos de sistemas operativos) tienen diferentes objetivos.
Tres de los entornos que vale la pena mencionar son:
1. Procesamiento por lotes.
2. Interactivo.
3. De tiempo real.
Metas de los algoritmos de planificación
Todos los sistemas Equidad - Otorgar a cada proceso una parte justa de la CPU Aplicación de políticas - Verificar que se lleven a cabo las políticas establecidas Balance - Mantener ocupadas todas las partes del sistema
Sistemas de procesamiento por lotes Rendimiento - Maximizar el número de trabajos por hora Tiempo de retorno - Minimizar el tiempo entre la entrega y la terminación Utilización de la CPU - Mantener ocupada la CPU todo el tiempo
Sistemas interactivos Tiempo de respuesta - Responder a las peticiones con rapidez Proporcionalidad - Cumplir las expectativas de los usuarios
Sistemas de tiempo real Cumplir con los plazos - Evitar perder datos Predictibilidad - Evitar la degradación de la calidad en los sistemas multimedia
Planificación en sistemas de procesamiento por lotes
Primero en entrar, primero en ser atendido
Con este algoritmo, la CPU se asigna a los procesos en el orden en el que la solicitan.
Cuando el primer trabajo entra al sistema desde el exterior en la mañana, se inicia de inmediato y se le permite ejecutarse todo el tiempo que desee. La gran fuerza de este algoritmo es que es fácil de comprender e igualmente sencillo de programar.
El trabajo más corto primero
supone que los tiempos de ejecución se conocen de antemano. Por ejemplo, en una compañía de seguros las personas pueden predecir con bastante precisión cuánto tiempo se requerirá para ejecutar un lote de 1000 reclamaciones, ya que se realiza un trabajo similar cada día.
El menor tiempo restante a continuación
Una versión apropiativa del algoritmo tipo el trabajo más corto primero es el menor tiempo restante a continuación (SRTN, Shortest Remaining Time Next). Con este algoritmo, el planificador siempre selecciona el proceso cuyo tiempo restante de ejecución sea el más corto.
Planificación en sistemas interactivos
Planificación por turno circular
A cada proceso se le asigna un intervalo de tiempo, conocido como quántum, durante el cual se le permite ejecutarse.
Si el proceso se bloquea o termina antes de que haya transcurrido el quántum, la conmutación de la CPU se realiza cuando el proceso se bloquea, desde luego.
Planificación por prioridad
La planificación por turno circular hace la suposición implícita de que todos los procesos tienen igual importancia. Con frecuencia, las personas que poseen y operan computadoras multiusuario tienen diferentes ideas en cuanto a ese aspecto.
Múltiples colas
Uno de los primeros planificadores por prioridad estaba en CTSS, el Sistema de tiempo compartido compatible del M.I.T. que se ejecutaba en la IBM 7094 (Corbató y colaboradores, 1962).
Cada conmutación de procesos ocasionaba intercambiar (swapping) el proceso actual al disco y leer uno nuevo del disco.
El proceso más corto a continuación
Como el algoritmo tipo el trabajo más corto primero siempre produce el tiempo de respuesta promedio mínimo para los sistemas de procesamiento por lotes, sería bueno si se pudiera utilizar para los procesos interactivos también.
Un método es realizar estimaciones con base en el comportamiento anterior y ejecutar el proceso con el tiempo de ejecución estimado más corto.
Planificación garantizada
Un método completamente distinto para la planificación es hacer promesas reales a los usuarios acerca del rendimiento y después cumplirlas.
Planificación por sorteo
Aunque hacer promesas a los usuarios y cumplirlas es una buena idea, es algo difícil de implementar. Sin embargo, se puede utilizar otro algoritmo para producir resultados similares con una implementación mucho más sencilla.
Planificación de sistemas en tiempo real
Es un sistema de tiempo real, el tiempo desempeña un papel esencial ya que por lo general uno o mas dispositivos físicos externos a la computadora generan estímulos.
Política contra mecanismos
Separa el mecanismo de planificación de la política de planificación esto significa que esta parametrizado de cierta forma pero los procesos de un usuario pueden llenar los parámetros.
Planificación de hilos
La planificación en esta diferencia de forma considerable, dependiendo si hay soporte para hilos a nivel usuario o para hilo a nivel.
Libro: Sistemas Operativos 2da Edición
Autor: William Stallings
Planificación del mono procesador
El sistema operativo puede tomar tres tipos de decisiones que efectúan a la ejecución de los procesos. La planificación a largo plazo determina cuando se admiten los nuevos procesos, al sistema la planificación a medio plazo forma parte de la función de intercambio y determina cuando se lleva parcial o totalmente el proceso será ejecutado a continuación por el microprocesador. Desde el punto de vista de un usuario, la característica más importante de un sistema es en general el tiempo de respuesta mientras que desde el otro punto de vista del sistema.
Planificación de multiprocesadores y en tiempo real
En un multiprocesador frecuentemente acoplado a varios procesadores tienen acceso al mismo procesador durante toda su vida o se puede expedir hacia un procesador distinto.
En este contexto no son aplicables los criterios tradicionales de selección de algoritmos de planificación. En su lugar clave el factor esta en cumplir los plazos. Son apropiados en este contexto los algoritmos que dependen mucho de la propiedad y reacción a los plazos relativos.
Libro: Sistemas Operativos
Autor: Magister David Luis La Red Martinez
Introducción y definición sobre procesos
El concepto central de cualquier sistema operativo es el proceso: una abstracción de un programa en ejecución también llamado tarea.
Estados de procesos
Durante su existencia un proceso pasa por una serie de estados discretos, siendo varias las circunstancias que pueden hacer que el mismo cambie de estado.
Procesamiento de interrupciones
Una interrupción es un evento que altera la secuencia en que el procesador ejecuta las interrupciones; es un hecho generado por el hardware de la computadora.
El núcleo del sistema operativo
Controla todas las operaciones que implican procesos y representa solo una pequeña porción del código de todo el sistema operativo pero es de amplio uso.
Planificación de procesos
Cuando mas de un proceso es ejecutable desde el punto de vista lógico, el sistema operativo debe decidir cual de ellos debe ejecutarse en primer termino.
El planificador es la porción del sistema operativo que decide y el algoritmo de planificación es el utilizado.
Niveles de planificación del procesador
Se consideran 3 niveles importantes de planificación
1- Planificación de alto nivel.
2- Planificación de nivel intermedio.
3- Planificación de bajo nivel.
Objetivos de la planificación
- Ser justa
- Maximizar la capacidad de ejecución
- Maximizar el numero de usuario interactivos que reciben unos tiempos de respuesta aceptable
- Ser predecible
- Minimizar la sobrecarga
- Equilibrar el uso de recursos
- Equilibrar respuesta y utilización
- Evitar la postergación indefinida
- Asegurar la prioridad
- Dar preferencia a los procesos que mantienen recursos claves
- Dar mejor tratamiento a los procesos que muestren un "comportamiento deseable"
- Degradarse suavemente con cargas pesadas
Criterios de planificación
* La limitación de un proceso a las operaciones de E/S
* La limitación de un proceso a la CPU
* Si un proceso es por lote (bath) o interactivo
* La prioridad de un proceso
Planificación apropiada Versus no apropiaiva
Es útil cuando los procesos de alta prioridad requieren atención rápida.
Es importante para garantizar buenos tiempos de respuesta en sistemas interactivos de tiempo compartido.
Temporizador de intervalos o reloj de interrupción
El proceso al cual está asignada la CPU se dice que esta en ejecución y puede ser un proceso de sistemas operativo o de usuario.
El sistema operativo posee un reloj de interrupción para generar una interrupción, en algún tiempo futuro especifico o después de un transcurso de tiempo en el futuro.
Prioridades
Prioridades estáticas
Características:
* No cambian
* Los mecanismos de implementación son sencillos
* Implican una sobrecarga relativamente baja
* No responden a cambios en el ambiente que aria deseable ajustar alguna prioridad
Prioridades dinámicas
Características:
* Responden al cambio
* La prioridad inicial asignada a un proceso puede durar poco tiempo, luego se reajusta a u mejor valor
* Los mecanismos de implementación son mas complicados que prioridades estáticas
Tipos de planificación
Planificación a plazo fijo
Ciertos trabajos se planifican para ser terminados en tiempo especifico o a plazo fijo.
Planificación garantizada
Se establece compromiso de desempeño con el proceso de usuario por ejemplo, si existen "n" procesos en el sistema, el proceso del usuario recibirá cerca del "1/n" de la potencia de la CPU.
Planificación del primero en entrar primero en salir (FIFO)
Los procesos se despachan de acuerdo con su tiempo de llegada a la cola de listos.
Planificación de asignación de rueda (RR)
Los procesos se despachan en FIFO y disponen una cantidad limitada de tiempo de CPU, llamada "división de tiempo" o "cuanto".
Tamaño del cuanto o Quantum
La determinación del tamaño del cuanto es decisiva para la operación efectiva de un sistema computacional.
Planificación del trabajo mas corto primero (SJF)
Es una disciplina no apropiativa y por lo tanto no recomendable en ambientes de tiempo compartido.
Planificación del tiempo restante mas corto (SRT)
Es la contra parte apropiativa del SJF.
Es útil en sistemas de tiempo compartido.
Planificación el siguiente con relación de respuesta máxima (HRN)
Comige algunas debilidades de SJF, tales como el acceso de perjuicio hacia los procesos largos y el exceso de favoritismo hacia las nuevos trabajos cortos.
Planificación por prioridad
Considera factores externos al proceso.
Las ideas centrales que son cada proceso tiene asociada una prioridad y que el proceso ejecutable on máxima prioridad es el que tiene el permiso de ejecución.
Colas de retroalimentación de niveles múltiples
- Favorece trabajos cortos.
- Favorece trabajos limitados por la E/S par optimizar el uso de los dispositivos de E/S.
- Determinar la naturaleza de un trabajo lo mas rápido posible y planificar el trabajo de consecuencia.
Libro: Sistemas Operativos Modernos
Autor: Andrew S. Tanenbaum
Planificación
Cuando una computadora se multiprograma, con frecuencia tiene varios procesos o hilos que compiten por la CPU al mismo tiempo. Esta situación ocurre cada vez que dos o más de estos procesos se encuentran al mismo tiempo en el estado listo.
La parte del sistema operativo que realiza esa decisión se conoce como planificador de procesos y el algoritmo que utiliza se conoce como algoritmo de planificación.
Introducción a la planificación
Con los sistemas de multiprogramación, el algoritmo de planificación se volvió más complejo debido a que comúnmente había varios usuarios esperando ser atendidos.
Comportamiento de un proceso
Casi todos los procesos alternan ráfagas de cálculos con peticiones de E/S (de disco). Por lo general la CPU opera durante cierto tiempo sin detenerse, después se realiza una llamada al sistema para leer datos de un archivo o escribirlos en el mismo.
Cuándo planificar procesos
Una cuestión clave relacionada con la planificación es saber cuándo tomar decisiones de planificación.
En primer lugar, cuando se crea un nuevo proceso se debe tomar una decisión en cuanto a si se debe ejecutar el proceso padre o el proceso hijo.
un algoritmo de planificación apropiativa selecciona un proceso y deja que se ejecute por un máximo de tiempo fijo.
Categorías de los algoritmos de planificación
Esta situación se presenta debido a que las diferentes áreas de aplicación (y los distintos tipos de sistemas operativos) tienen diferentes objetivos.
Tres de los entornos que vale la pena mencionar son:
1. Procesamiento por lotes.
2. Interactivo.
3. De tiempo real.
Metas de los algoritmos de planificación
Todos los sistemas Equidad - Otorgar a cada proceso una parte justa de la CPU Aplicación de políticas - Verificar que se lleven a cabo las políticas establecidas Balance - Mantener ocupadas todas las partes del sistema
Sistemas de procesamiento por lotes Rendimiento - Maximizar el número de trabajos por hora Tiempo de retorno - Minimizar el tiempo entre la entrega y la terminación Utilización de la CPU - Mantener ocupada la CPU todo el tiempo
Sistemas interactivos Tiempo de respuesta - Responder a las peticiones con rapidez Proporcionalidad - Cumplir las expectativas de los usuarios
Sistemas de tiempo real Cumplir con los plazos - Evitar perder datos Predictibilidad - Evitar la degradación de la calidad en los sistemas multimedia
Planificación en sistemas de procesamiento por lotes
Primero en entrar, primero en ser atendido
Con este algoritmo, la CPU se asigna a los procesos en el orden en el que la solicitan.
Cuando el primer trabajo entra al sistema desde el exterior en la mañana, se inicia de inmediato y se le permite ejecutarse todo el tiempo que desee. La gran fuerza de este algoritmo es que es fácil de comprender e igualmente sencillo de programar.
El trabajo más corto primero
supone que los tiempos de ejecución se conocen de antemano. Por ejemplo, en una compañía de seguros las personas pueden predecir con bastante precisión cuánto tiempo se requerirá para ejecutar un lote de 1000 reclamaciones, ya que se realiza un trabajo similar cada día.
El menor tiempo restante a continuación
Una versión apropiativa del algoritmo tipo el trabajo más corto primero es el menor tiempo restante a continuación (SRTN, Shortest Remaining Time Next). Con este algoritmo, el planificador siempre selecciona el proceso cuyo tiempo restante de ejecución sea el más corto.
Planificación en sistemas interactivos
Planificación por turno circular
A cada proceso se le asigna un intervalo de tiempo, conocido como quántum, durante el cual se le permite ejecutarse.
Si el proceso se bloquea o termina antes de que haya transcurrido el quántum, la conmutación de la CPU se realiza cuando el proceso se bloquea, desde luego.
Planificación por prioridad
La planificación por turno circular hace la suposición implícita de que todos los procesos tienen igual importancia. Con frecuencia, las personas que poseen y operan computadoras multiusuario tienen diferentes ideas en cuanto a ese aspecto.
Múltiples colas
Uno de los primeros planificadores por prioridad estaba en CTSS, el Sistema de tiempo compartido compatible del M.I.T. que se ejecutaba en la IBM 7094 (Corbató y colaboradores, 1962).
Cada conmutación de procesos ocasionaba intercambiar (swapping) el proceso actual al disco y leer uno nuevo del disco.
El proceso más corto a continuación
Como el algoritmo tipo el trabajo más corto primero siempre produce el tiempo de respuesta promedio mínimo para los sistemas de procesamiento por lotes, sería bueno si se pudiera utilizar para los procesos interactivos también.
Un método es realizar estimaciones con base en el comportamiento anterior y ejecutar el proceso con el tiempo de ejecución estimado más corto.
Planificación garantizada
Un método completamente distinto para la planificación es hacer promesas reales a los usuarios acerca del rendimiento y después cumplirlas.
Planificación por sorteo
Aunque hacer promesas a los usuarios y cumplirlas es una buena idea, es algo difícil de implementar. Sin embargo, se puede utilizar otro algoritmo para producir resultados similares con una implementación mucho más sencilla.
Planificación de sistemas en tiempo real
Es un sistema de tiempo real, el tiempo desempeña un papel esencial ya que por lo general uno o mas dispositivos físicos externos a la computadora generan estímulos.
Política contra mecanismos
Separa el mecanismo de planificación de la política de planificación esto significa que esta parametrizado de cierta forma pero los procesos de un usuario pueden llenar los parámetros.
Planificación de hilos
La planificación en esta diferencia de forma considerable, dependiendo si hay soporte para hilos a nivel usuario o para hilo a nivel.
Libro: Sistemas Operativos 2da Edición
Autor: William Stallings
Planificación del mono procesador
El sistema operativo puede tomar tres tipos de decisiones que efectúan a la ejecución de los procesos. La planificación a largo plazo determina cuando se admiten los nuevos procesos, al sistema la planificación a medio plazo forma parte de la función de intercambio y determina cuando se lleva parcial o totalmente el proceso será ejecutado a continuación por el microprocesador. Desde el punto de vista de un usuario, la característica más importante de un sistema es en general el tiempo de respuesta mientras que desde el otro punto de vista del sistema.
Planificación de multiprocesadores y en tiempo real
En un multiprocesador frecuentemente acoplado a varios procesadores tienen acceso al mismo procesador durante toda su vida o se puede expedir hacia un procesador distinto.
En este contexto no son aplicables los criterios tradicionales de selección de algoritmos de planificación. En su lugar clave el factor esta en cumplir los plazos. Son apropiados en este contexto los algoritmos que dependen mucho de la propiedad y reacción a los plazos relativos.
Libro: Sistemas Operativos
Autor: Magister David Luis La Red Martinez
Introducción y definición sobre procesos
El concepto central de cualquier sistema operativo es el proceso: una abstracción de un programa en ejecución también llamado tarea.
Estados de procesos
Durante su existencia un proceso pasa por una serie de estados discretos, siendo varias las circunstancias que pueden hacer que el mismo cambie de estado.
Procesamiento de interrupciones
Una interrupción es un evento que altera la secuencia en que el procesador ejecuta las interrupciones; es un hecho generado por el hardware de la computadora.
El núcleo del sistema operativo
Controla todas las operaciones que implican procesos y representa solo una pequeña porción del código de todo el sistema operativo pero es de amplio uso.
Planificación de procesos
Cuando mas de un proceso es ejecutable desde el punto de vista lógico, el sistema operativo debe decidir cual de ellos debe ejecutarse en primer termino.
El planificador es la porción del sistema operativo que decide y el algoritmo de planificación es el utilizado.
Niveles de planificación del procesador
Se consideran 3 niveles importantes de planificación
1- Planificación de alto nivel.
2- Planificación de nivel intermedio.
3- Planificación de bajo nivel.
Objetivos de la planificación
- Ser justa
- Maximizar la capacidad de ejecución
- Maximizar el numero de usuario interactivos que reciben unos tiempos de respuesta aceptable
- Ser predecible
- Minimizar la sobrecarga
- Equilibrar el uso de recursos
- Equilibrar respuesta y utilización
- Evitar la postergación indefinida
- Asegurar la prioridad
- Dar preferencia a los procesos que mantienen recursos claves
- Dar mejor tratamiento a los procesos que muestren un "comportamiento deseable"
- Degradarse suavemente con cargas pesadas
Criterios de planificación
* La limitación de un proceso a las operaciones de E/S
* La limitación de un proceso a la CPU
* Si un proceso es por lote (bath) o interactivo
* La prioridad de un proceso
Planificación apropiada Versus no apropiaiva
Es útil cuando los procesos de alta prioridad requieren atención rápida.
Es importante para garantizar buenos tiempos de respuesta en sistemas interactivos de tiempo compartido.
Temporizador de intervalos o reloj de interrupción
El proceso al cual está asignada la CPU se dice que esta en ejecución y puede ser un proceso de sistemas operativo o de usuario.
El sistema operativo posee un reloj de interrupción para generar una interrupción, en algún tiempo futuro especifico o después de un transcurso de tiempo en el futuro.
Prioridades
Prioridades estáticas
Características:
* No cambian
* Los mecanismos de implementación son sencillos
* Implican una sobrecarga relativamente baja
* No responden a cambios en el ambiente que aria deseable ajustar alguna prioridad
Prioridades dinámicas
Características:
* Responden al cambio
* La prioridad inicial asignada a un proceso puede durar poco tiempo, luego se reajusta a u mejor valor
* Los mecanismos de implementación son mas complicados que prioridades estáticas
Tipos de planificación
Planificación a plazo fijo
Ciertos trabajos se planifican para ser terminados en tiempo especifico o a plazo fijo.
Planificación garantizada
Se establece compromiso de desempeño con el proceso de usuario por ejemplo, si existen "n" procesos en el sistema, el proceso del usuario recibirá cerca del "1/n" de la potencia de la CPU.
Planificación del primero en entrar primero en salir (FIFO)
Los procesos se despachan de acuerdo con su tiempo de llegada a la cola de listos.
Planificación de asignación de rueda (RR)
Los procesos se despachan en FIFO y disponen una cantidad limitada de tiempo de CPU, llamada "división de tiempo" o "cuanto".
Tamaño del cuanto o Quantum
La determinación del tamaño del cuanto es decisiva para la operación efectiva de un sistema computacional.
Planificación del trabajo mas corto primero (SJF)
Es una disciplina no apropiativa y por lo tanto no recomendable en ambientes de tiempo compartido.
Planificación del tiempo restante mas corto (SRT)
Es la contra parte apropiativa del SJF.
Es útil en sistemas de tiempo compartido.
Planificación el siguiente con relación de respuesta máxima (HRN)
Comige algunas debilidades de SJF, tales como el acceso de perjuicio hacia los procesos largos y el exceso de favoritismo hacia las nuevos trabajos cortos.
Planificación por prioridad
Considera factores externos al proceso.
Las ideas centrales que son cada proceso tiene asociada una prioridad y que el proceso ejecutable on máxima prioridad es el que tiene el permiso de ejecución.
Colas de retroalimentación de niveles múltiples
- Favorece trabajos cortos.
- Favorece trabajos limitados por la E/S par optimizar el uso de los dispositivos de E/S.
- Determinar la naturaleza de un trabajo lo mas rápido posible y planificar el trabajo de consecuencia.
2.4 Concurrencia y Secuenciabilidad
2.4 Concurrencia y Secuenciabilidad
Concurrencia.
- Es una propiedad de los sistemas en el cual los procesos de una computadora se hace simultaneamente, y pueden interactuar entre ellos. (Ejecución simultanea de mas de un proceso).
Ejemplos:
*Dos o mas procesos decimos que son concurrentes, paralelos, o que se ejecutan concurrentemente, cundo son procesados al mismo tiempo, es decir, que para ejecutar uno de ellos, no hace falta que se aya ejecutado otro.
*Esta ejecución simultanea podria conseguirse completamente, puesto que podemos asignarle, por ejemplo, un proceso A al procesador A y un proceso B al procesador B y cada procesador realizaran la ejecución de su proceso.
Secuenciabilidad
*Un programa secuencial tiene una linea simple de control de flujo.
*Las operaciones de un programa secuencial están ordenadas de acuerdo con un orden estricto.
*La verificación de un programa secuencial es sencilla.
- Cada sentencia de la respuesta correcta
- Las sentencias se ejecutan en el orden adecuado
Concurrencia.
- Es una propiedad de los sistemas en el cual los procesos de una computadora se hace simultaneamente, y pueden interactuar entre ellos. (Ejecución simultanea de mas de un proceso).
Ejemplos:
*Dos o mas procesos decimos que son concurrentes, paralelos, o que se ejecutan concurrentemente, cundo son procesados al mismo tiempo, es decir, que para ejecutar uno de ellos, no hace falta que se aya ejecutado otro.
*Esta ejecución simultanea podria conseguirse completamente, puesto que podemos asignarle, por ejemplo, un proceso A al procesador A y un proceso B al procesador B y cada procesador realizaran la ejecución de su proceso.
Secuenciabilidad
*Un programa secuencial tiene una linea simple de control de flujo.
*Las operaciones de un programa secuencial están ordenadas de acuerdo con un orden estricto.
*La verificación de un programa secuencial es sencilla.
- Cada sentencia de la respuesta correcta
- Las sentencias se ejecutan en el orden adecuado
2.3 Procesos ligeros: Hilos o Hebras
2.3 Procesos ligeros: Hilos o Hebras
Hilos
En los sistemas operativos tradicionales, cada proceso tiene un espacio de direcciones y un solo hilo de control.
Uso de hilos
Resulta ser que hay varias razones de tener estos miniprocesos, conocidos como hilos.
La principal razón de tener hilos es que en muchas aplicaciones se desarrollan varias actividades a la vez. Un segundo argumento para tener hilos es que, como son mas ligeros que los procesos, son mas fáciles de crear (es decir, rápidos) y destruir. Una tercera razón de tener hilos es también un argumento relacionado con el argumento.
El modelo clásico del hilo
El modelo clásico de proceso se basa en dos conceptos independientes: agrupamiento de recursos y ejecución. Lo que agregan los hilos al modelo de procesos es permitir a cabo varias ejecuciones en el mismo entorno del proceso que son en gran parte independiente unas de las otras.
El termino multhilamiento también se utiliza para describir la situación de permitir varios hilos en el mismo proceso. Cuando se ejecuta un proceso con multihilamiento en un sistema con una CPU, los hilos toman turnos para ejecutarse.
Hilos en POSIX
El paquete de hilos se conoce como Pthreads. Cada uno tiene un identificador, un conjunto de registros y un conjunto de atributos, que se almacenan en una estructura.
Para crear un hilo se utiliza la llamada a Pthreadcreate.
Cuando un hilo ha terminado el trabajo que se le asigna puede terminar llamado a pthread_exit.
Implementación de hilos en el espacio de usuario
Hay dos formas principales de implementar un paquete de hilos: en espacio de usuario y en el kernel.
El primer método es colocar l paquete de hilos completamente en espacio de usuario. El kernel no sabe nada acerca de ellos. Con este método, los hilos se implementan mediante una biblioteca.
Cuando los hilos se administran en espacio de usuario, cada proceso necesita su propia tabla en ese proceso.
Implementaación de hilos en el kernel
La tabla de los hilos de kernel contiene los registros, el estado ademas información de cada hilo. Todas las llamadas que podrían bloquear un hilo se implementan como llamada al sistema, a un costo considerablemente mayor que una llamada a un procedimiento del sistema nen tiempo de ejecución.
Los hilos de kernel no requieren de nuevos llamados al sistema sin bloqueo. Los hilos de kernel resuelven solo algunos problemas.
Implementaciones hibridas
Una de estas formas es utilizar hilos de nivel de kernel y después de multiplexar los hilos de nivel de usuario con algunos o con todos los hilos de nivel kernel.
Cuando se utiliza este método, el programados puede determinar cuantos hilos de kernel va a utilizar y cuantos hilos de nivel usuario va a multiplexar en cada uno.
Con este método, el kernel esta consiente solo de los hilos de nivel kernel y los planifica.
Activaciones del planificador
Aunque los hilos de kernel son mejores que los hilos del nivel usuario en cierta forma clave, también son sin duda mas lentos.
Los objetivos del trabajo de una activación del planificado son imitar la funcionalidad de los hilos de kernel.
La eficiencia se obtiene evitando transiciones innecesarias entre los espacios de usuarios y de kernel.
Para realizar la notificación, el kernel activa el sistema en tiempo de ejecución en una dirección inicial conocida, no muy similar a una señal en Unix. A este mecanismo se le conoce como llamada ascendente (upcall)
Hilos emergentes
Los hilos se utilizan con frecuencia en los sistemas distribuidos. El método tradicional es hacer que un proceso o hilo, que esta bloqueado en una llamada al sistema recibe, espere un mensaje entrante. A dicho hilo se le conoce como hilo emergente (pop-up thread).
Conversión de código de hilado simple a multihilado
Es mucho mas dificil convertir estos programas para que utilicen multihilamiento de lo que podria parecer en un principio.
Para empezar el código de un hilo normalmente consiste de varios procedimientos, al igual que un proceso.
La primera llamada podria ser como se muestra a continuación.
Hilos
En los sistemas operativos tradicionales, cada proceso tiene un espacio de direcciones y un solo hilo de control.
Uso de hilos
Resulta ser que hay varias razones de tener estos miniprocesos, conocidos como hilos.
La principal razón de tener hilos es que en muchas aplicaciones se desarrollan varias actividades a la vez. Un segundo argumento para tener hilos es que, como son mas ligeros que los procesos, son mas fáciles de crear (es decir, rápidos) y destruir. Una tercera razón de tener hilos es también un argumento relacionado con el argumento.
El modelo clásico del hilo
El modelo clásico de proceso se basa en dos conceptos independientes: agrupamiento de recursos y ejecución. Lo que agregan los hilos al modelo de procesos es permitir a cabo varias ejecuciones en el mismo entorno del proceso que son en gran parte independiente unas de las otras.
El termino multhilamiento también se utiliza para describir la situación de permitir varios hilos en el mismo proceso. Cuando se ejecuta un proceso con multihilamiento en un sistema con una CPU, los hilos toman turnos para ejecutarse.
Hilos en POSIX
El paquete de hilos se conoce como Pthreads. Cada uno tiene un identificador, un conjunto de registros y un conjunto de atributos, que se almacenan en una estructura.
Para crear un hilo se utiliza la llamada a Pthreadcreate.
Cuando un hilo ha terminado el trabajo que se le asigna puede terminar llamado a pthread_exit.
Implementación de hilos en el espacio de usuario
Hay dos formas principales de implementar un paquete de hilos: en espacio de usuario y en el kernel.
El primer método es colocar l paquete de hilos completamente en espacio de usuario. El kernel no sabe nada acerca de ellos. Con este método, los hilos se implementan mediante una biblioteca.
Cuando los hilos se administran en espacio de usuario, cada proceso necesita su propia tabla en ese proceso.
Implementaación de hilos en el kernel
La tabla de los hilos de kernel contiene los registros, el estado ademas información de cada hilo. Todas las llamadas que podrían bloquear un hilo se implementan como llamada al sistema, a un costo considerablemente mayor que una llamada a un procedimiento del sistema nen tiempo de ejecución.
Los hilos de kernel no requieren de nuevos llamados al sistema sin bloqueo. Los hilos de kernel resuelven solo algunos problemas.
Implementaciones hibridas
Una de estas formas es utilizar hilos de nivel de kernel y después de multiplexar los hilos de nivel de usuario con algunos o con todos los hilos de nivel kernel.
Cuando se utiliza este método, el programados puede determinar cuantos hilos de kernel va a utilizar y cuantos hilos de nivel usuario va a multiplexar en cada uno.
Con este método, el kernel esta consiente solo de los hilos de nivel kernel y los planifica.
Activaciones del planificador
Aunque los hilos de kernel son mejores que los hilos del nivel usuario en cierta forma clave, también son sin duda mas lentos.
Los objetivos del trabajo de una activación del planificado son imitar la funcionalidad de los hilos de kernel.
La eficiencia se obtiene evitando transiciones innecesarias entre los espacios de usuarios y de kernel.
Para realizar la notificación, el kernel activa el sistema en tiempo de ejecución en una dirección inicial conocida, no muy similar a una señal en Unix. A este mecanismo se le conoce como llamada ascendente (upcall)
Hilos emergentes
Los hilos se utilizan con frecuencia en los sistemas distribuidos. El método tradicional es hacer que un proceso o hilo, que esta bloqueado en una llamada al sistema recibe, espere un mensaje entrante. A dicho hilo se le conoce como hilo emergente (pop-up thread).
Conversión de código de hilado simple a multihilado
Es mucho mas dificil convertir estos programas para que utilicen multihilamiento de lo que podria parecer en un principio.
Para empezar el código de un hilo normalmente consiste de varios procedimientos, al igual que un proceso.
La primera llamada podria ser como se muestra a continuación.
2.2 Estados y transiciones de los procesos
2.2 Estados y transiciones de los procesos
Estados de los procesos:
*Ejecución
*Espera
*Bloqueado
*Suspendido
*Terminado/Finalizado
Procesos e hilos
El concepto mas importante en cualquier sistema operativo es el proceso, una abstracción de un programa en ejecución.
Procesos
Considerado primero un servidor web, a donde convergen las peticiones de paginas web provenientes de todos lados. Cuando llega una petición, al servidor verifica si la pagina que se necesita esta en la cache. De ser así, devuelve la pagina, en caso contrario, inicia una petición al disco para obtenerla y, desde la perspectiva de la CPU estas peticiones tardan eternidades mientras se espera el cumplimiento de una petición, muchas mas pueden llegar. Si hay varios discos procedentes, algunas o todas las demás peticiones podrán dirigirse a otros discos mucho antes de que se cumpla la primera petición. Es evidente que se necesita cierta forma de modelar y controlar esta concurrencia. Los procesos (en especial los hilos) pueden ayudar en este caso.
El modelo del proceso
En este modelo, todo el software ejecutable en la computadora, que algunas veces incluye al software, se organiza en varios procesos secuenciales. Un proceso no es mas que una instancia de un programa en ejecución, incluyendo los valores actuales del contador del programa, los registros y las variables.
Creación de un proceso
El sistema operativo necesita cierta manera de crear procesos. El sistema muy simple o sistemas diseñados para ejecutar solo una aplicación, es posible tener presentes todos los procesos que se vayan a requerir cuando el sistema inicie.
Hay cuatro eventos principales que provocan la creación de procesos
1- El arranque del sistema
2- La ejecución, desde un proceso, de una llamada al sistema para la creacion de procesos.
3- Una petición de usuario para crear un proceso.
4. El inicio de un trabajo por lotes.
Terminación de proceso
Una ves que sea un proceso, empieza a ejecutarse y realiza el trabajo al que esta destinado. Sin embargo, nada para siempre, ni siquiera los procesos. Tarde o temprano el nuevo proceso terminara, por lo general debido a una de las siguientes condiciones.
1- Salida normal (voluntaria)
2- Salida por error (voluntaria)
3- Error fatal (voluntaria)
4- Eliminado por otro proceso (voluntaria)
Jerarquías de procesos
En algunos sistemas, cuando un proceso crea otrro, el proceso padre y el proceso hijo continúan asociado en cierta forma. El proceso hijo puede crear por si mismo mas procesos, formando una jerarquía de procesos.
Estados de un proceso
Aunque cada proceso es una entidad independiente, con su propio contador de programas y estado interno, a menudo los procesos necesitan interactuar con otros. Un proceso puede generar cierta salida de otro proceso que utiliza como entrada.
1- En ejecución (en realidad esta usando la CPU en ese instante)
2- Listo (ejecutable: se detuvo temporalmente para dejar que se ejecute otro proceso)
3- Bloqueado (no puede ejecutarse sino asta que ocurra cierto evento externo)
Implementación de los procesos
Para implementar el modelo de proceso, el sistema operativo mantiene una tabla, llamada tabla de proceso, con solo una entrada por cada proceso.
Modelación de la multiprogramación
Cuando se utiliza la multiprogramación, el uso de la CPU se puede mejorar. Dicho en forma cruda: si el proceso promedio realiza cálculos solo 20% del tiempo que esta en la memoria, con cinco procesos en memoria a la vez la CPU deberá estar ocupada todo el tiempo.
Uso de la CPU = 1-p
Estados de los procesos
1- Control + Alt + Supr
2- Administrador de tareas
3- Detalles
Estados de los procesos:
*Ejecución
*Espera
*Bloqueado
*Suspendido
*Terminado/Finalizado
Procesos e hilos
El concepto mas importante en cualquier sistema operativo es el proceso, una abstracción de un programa en ejecución.
Procesos
Considerado primero un servidor web, a donde convergen las peticiones de paginas web provenientes de todos lados. Cuando llega una petición, al servidor verifica si la pagina que se necesita esta en la cache. De ser así, devuelve la pagina, en caso contrario, inicia una petición al disco para obtenerla y, desde la perspectiva de la CPU estas peticiones tardan eternidades mientras se espera el cumplimiento de una petición, muchas mas pueden llegar. Si hay varios discos procedentes, algunas o todas las demás peticiones podrán dirigirse a otros discos mucho antes de que se cumpla la primera petición. Es evidente que se necesita cierta forma de modelar y controlar esta concurrencia. Los procesos (en especial los hilos) pueden ayudar en este caso.
El modelo del proceso
En este modelo, todo el software ejecutable en la computadora, que algunas veces incluye al software, se organiza en varios procesos secuenciales. Un proceso no es mas que una instancia de un programa en ejecución, incluyendo los valores actuales del contador del programa, los registros y las variables.
Creación de un proceso
El sistema operativo necesita cierta manera de crear procesos. El sistema muy simple o sistemas diseñados para ejecutar solo una aplicación, es posible tener presentes todos los procesos que se vayan a requerir cuando el sistema inicie.
Hay cuatro eventos principales que provocan la creación de procesos
1- El arranque del sistema
2- La ejecución, desde un proceso, de una llamada al sistema para la creacion de procesos.
3- Una petición de usuario para crear un proceso.
4. El inicio de un trabajo por lotes.
Terminación de proceso
Una ves que sea un proceso, empieza a ejecutarse y realiza el trabajo al que esta destinado. Sin embargo, nada para siempre, ni siquiera los procesos. Tarde o temprano el nuevo proceso terminara, por lo general debido a una de las siguientes condiciones.
1- Salida normal (voluntaria)
2- Salida por error (voluntaria)
3- Error fatal (voluntaria)
4- Eliminado por otro proceso (voluntaria)
Jerarquías de procesos
En algunos sistemas, cuando un proceso crea otrro, el proceso padre y el proceso hijo continúan asociado en cierta forma. El proceso hijo puede crear por si mismo mas procesos, formando una jerarquía de procesos.
Estados de un proceso
Aunque cada proceso es una entidad independiente, con su propio contador de programas y estado interno, a menudo los procesos necesitan interactuar con otros. Un proceso puede generar cierta salida de otro proceso que utiliza como entrada.
1- En ejecución (en realidad esta usando la CPU en ese instante)
2- Listo (ejecutable: se detuvo temporalmente para dejar que se ejecute otro proceso)
3- Bloqueado (no puede ejecutarse sino asta que ocurra cierto evento externo)
Implementación de los procesos
Para implementar el modelo de proceso, el sistema operativo mantiene una tabla, llamada tabla de proceso, con solo una entrada por cada proceso.
Modelación de la multiprogramación
Cuando se utiliza la multiprogramación, el uso de la CPU se puede mejorar. Dicho en forma cruda: si el proceso promedio realiza cálculos solo 20% del tiempo que esta en la memoria, con cinco procesos en memoria a la vez la CPU deberá estar ocupada todo el tiempo.
Uso de la CPU = 1-p
Estados de los procesos
1- Control + Alt + Supr
2- Administrador de tareas
3- Detalles
2.1 Concepto de proceso
2.1 Concepto de proceso
Sistemas Operativos Modernos
Andrew S Tenenbauw
*Es una esencia un programa en ejecución. Cada proceso tiene asociado un espacio de decisiones, una lista de ubicaciones de memoria que va desde algún mínimo hasta cierto valor máximo.
Sistemas Operativos Distribuidos
Silberschatz Galvin Gagne
*Una unidad de actividad que se caracteriza por la ejecución de una secuencia de instrucciones, un estado actual, y un conjunto de recursos del sistema asociado.
Sistemas Operativos
Magister David Luis la Red Martinez
*Una abstracción de datos de un programa en ejecución también llamado tarea.
-Un programa que se esta ejecutando.
-Una actividad asincrónica.
-El emplazamiento del control de un procedimiento que esta siendo ejecutable.
-Aquella entidad a la cual son asignados los procesadores.
-La unidad despachable.
Sistemas Operativos Modernos
Andrew S Tenenbauw
*Es una esencia un programa en ejecución. Cada proceso tiene asociado un espacio de decisiones, una lista de ubicaciones de memoria que va desde algún mínimo hasta cierto valor máximo.
Sistemas Operativos Distribuidos
Silberschatz Galvin Gagne
*Una unidad de actividad que se caracteriza por la ejecución de una secuencia de instrucciones, un estado actual, y un conjunto de recursos del sistema asociado.
Sistemas Operativos
Magister David Luis la Red Martinez
*Una abstracción de datos de un programa en ejecución también llamado tarea.
-Un programa que se esta ejecutando.
-Una actividad asincrónica.
-El emplazamiento del control de un procedimiento que esta siendo ejecutable.
-Aquella entidad a la cual son asignados los procesadores.
-La unidad despachable.
Suscribirse a:
Entradas (Atom)