HILOS

ÍNDICE

TABLA DE CONTENIDO

ÍNDICE 2

INTRODUCCIÓN 3

CONTENIDO 4

CONCEPTO 4

MULTIHILO 7

FUNCIONALIDAD DE LOS HILOS 8

ESTADOS DE LOS HILOS 8

PARALELISMO 10

HILOS A NIVEL DE USUARIO Y DE NÚCLEO 10

CONCLUSIÓN 17

BIBLIOGRAFÍA 18

INTRODUCCIÓN

Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es similar a un proceso en que ambos representan una secuencia simple de instrucciones ejecutada en paralelo con otras secuencias. Permite dividir un programa en dos o más tareas que corren simultáneamente por medio de la multiprogramación.

Presentamos en este trabajo los conceptos de hilos, los multihilos, su funcionamiento, el estado, su paralelismo. También hablamos de los multiprocesos simétricos su arquitectura, organización y consideraciones.

Todos los hilos de un proceso comparten los recursos de un proceso, residen en el mismo espacio de direcciones y tienen acceso a los mismos datos.

CONTENIDO

CONCEPTO

Un hilo es la unidad mínima que puede ser programada para su ejecución en el SO, un proceso del sistema operativo está compuesto del muchos hilos, y los hilos dentro comparten varios de los recursos como es el espacio de memoria; no son más que subprocesos, que ocupan el mismo espacio en memoria que el proceso al que pertenecen; permite a una aplicación realizar varias tareas a la vez (concurrentemente), en otras palabras un hilo es básicamente una tarea que puede ser ejecutada en paralelo con otra tarea.

En sistemas operativos, un hilo de ejecución o subproceso es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas a la vez (concurrentemente). Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente. Un hilo es básicamente una tarea que puede ser ejecutada en paralelo con otra tarea.

Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos. Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilos acceden a ese dato modificado inmediatamente.

Lo que es propio de cada hilo es el contador de programa, la pila de ejecución y el estado de la CPU (incluyendo el valor de los registros).

El proceso sigue en ejecución mientras al menos uno de sus hilos de ejecución siga activo. Cuando el proceso finaliza, todos sus hilos de ejecución también han terminado. Asimismo en el momento en el que todos los hilos de ejecución finalizan, el proceso no existe más y todos sus recursos son liberados.

Algunos lenguajes de programación tienen características de diseño expresamente creadas para permitir a los programadores lidiar con hilos de ejecución (como Java o Delphi). Otros (la mayoría) desconocen la existencia de hilos de ejecución y éstos deben ser creados mediante llamadas de biblioteca especiales que dependen del sistema operativo en el que estos lenguajes están siendo utilizados (como es el caso del C y del C++).

Un ejemplo de la utilización de hilos es tener un hilo atento a la interfaz gráfica (iconos, botones, ventanas), mientras otro hilo hace una larga operación internamente. De esta manera el programa responde de manera más ágil a la interacción con el usuario. También pueden ser utilizados por una aplicación servidora para dar servicio a múltiples clientes.

Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente.

Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos. Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilos acceden e ese dato modificado inmediatamente.

Lo que es propio de cada hilo es el contador de programa, la pila de ejecución y el estado de la CPU (incluyendo el valor de los registros).

El proceso sigue en ejecución mientras al menos uno de sus hilos de ejecución siga activo. Cuando el proceso es terminado, todos sus hilos de ejecución también lo son. Asimismo en el momento en el que todos los hilos de ejecución finalizan, el proceso no existe más y todos sus recursos son liberados.

Algunos lenguajes de programación tienen características de diseño expresamente creadas para permitir a los programadores lidiar con hilos de ejecución (como Java). Otros (la mayoría) desconocen la existencia de hilos de ejecución y éstos deben ser creados mediante llamadas de biblioteca especiales que dependen del sistema operativo en el que estos lenguajes están siendo utilizados (como es el caso del C y del C++).

Un ejemplo de la utilización de hilos es tener un hilo atento a la interfaz gráfica (iconos, botones, ventanas), mientras otro hilo hace una larga operación internamente. De esta manera el programa responde de manera más ágil a la interacción con el usuario. También pueden ser utilizados por una aplicación servidora para dar servicio a múltiples clientes.

Los hilos son mini procesos. Cada hilo se ejecuta en forma estrictamente secuencial y tiene su propio contador de programa una pila para llevar un registro de su posición.

Los hilos comparten CPU de la misma forma que lo hacen los procesos secuencialmente y tiempo compartido. Solo en un multiprocesador se pueden ejecutar realmente en paralelo. Los hilos pueden crear hilos hijos, mientras un hilo está bloqueado se puede ejecutar otra fila del mismo proceso en los distintos hilos de un proceso comparten un espacio de direcciones, y los hilos pueden tener distintos estados (en ejecución, bloqueado, listo y terminación).

Muchos sistemas operativos distribuidos soportan múltiples hilos de control dentro de un proceso que comparten un único espacio de direcciones que ejecutan casi paralelamente como si fueran procesos independientes.

Por ejemplo:

Un servidor de archivos que debe bloquearse ocasionalmente en espera de acceso al disco si tiene hilos de control podría ejecutar un segundo hilo mientras el primero espera el resultado sería mejor rendimiento y desempeño.

MULTIHILO

Las unidades centrales de procesamiento con capacidad para multithilo tienen soporte en hardware para ejecutar eficientemente múltiples hilos de ejecución.

El paradigma de multithilo ha llegado a ser más popular a medida que los esfuerzos para llevar más adelante el paralelismo a nivel de instrucción se han atascado desde finales de los años 1990. Esto permitió que reemergiera a una posición destacada el concepto de computación de rendimiento a partir del más especializado campo del procesamiento transaccional:

 Aunque es muy difícil acelerar un solo hilo o un solo programa, la mayoría de los sistemas de computadores son realmente multitarea entre múltiples hilos o programas.

 Las técnicas que permitirían acelerar el rendimiento total del procesamiento del sistema en todas las tareas darían como resultado un aumento significativo del rendimiento.

Las dos principales técnicas para computación de rendimiento son el multiproceso y el multihilo.

Una cierta crítica del multihilo incluye:

 Los múltiples hilos pueden interferir uno con el otro al compartir recursos de hardware como cachés o Translation Lookaside Buffer (TLB).

 Los tiempos de ejecución de un solo hilo no son mejorados, sino por el contrario, pueden ser degradados.

 El soporte de hardware para multihilo es más visible al software que el multiprocesamiento, por lo tanto requiriendo más cambios tanto a las aplicaciones como el sistema operativo.

Las técnicas de hardware usadas para soportar multihilo a menudo paralelizan las técnicas de software usadas para la multitarea de los programas de computadora.

FUNCIONALIDAD DE LOS HILOS

Al igual que los procesos, los hilos poseen un estado de ejecución y pueden sincronizarse entre ellos para evitar problemas de compartimiento de recursos. Generalmente, cada hilo tiene una tarea específica y determinada, como forma de aumentar la eficiencia del uso del procesador.

ESTADOS DE LOS HILOS

Los principales estados de los hilos son: Ejecución, Listo y Bloqueado. No tiene sentido asociar estados de suspensión de hilos ya que es un concepto de proceso. En todo caso, si un proceso está expulsado de la memoria principal (RAM), todos sus hilos deberán estarlo ya que todos comparten el espacio de direcciones del proceso.

 Creación:

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