Unidad 2 Administración De Procesos Y Del Procesador

ÍNDICE

Unidad 2 Administración de Procesos y del procesador

Concepto de proceso……………………………………………………………..…………3

Estados y transiciones de los procesos…………………………………………………3

Procesos ligeros Hilos o hebras…………………………………………………………..5

Concurrencia y secuencialidad…………………………………………………………....6

Niveles objetivos y criterios de planificación………………………………….……….8

Técnicas de administración del planificador…………………………….……………10

Unidad 3 Administración de memoria

Política y filosofía……………………………………………………………………,…….11

Memoria real…………………………………………………………………………………13

Organización de memoria virtual……………………………………………….……….14

Administración de memoria virtual……………………………………………………...14

Unidad 2: Administración de Procesos y del procesador

Concepto de proceso

Todos los programas cuya ejecución solicitan los usuarios, se ejecutan en forma de procesos, de ahí la importancia para el informático de conocerlos en detalle. El proceso se puede definir como un programa de gestión por el sistema operativo. Durante su elección el proceso va modificando en ejecución y, de una forma un poco más precisa, como la unidad de procesamiento los registro del modelo de programación de la computadora, de acuerdo a las intrusiones de maquina involucradas.

El sistema operativo mantiene por cada proceso una serie de estructuras de información que permiten identificar las características de este, así como los recursos que tiene asignados. En esta última categoría entran los descriptores de los segmentos de memoria asignados, los descriptores de los archivos abiertos, los descriptores de los puertos de comunicaciones, etc.

Una parte muy importante de esta información se encuentra normalmente como en el llamado bloque de control de procesos (BCP). El sistema operativo mantiene una tabla de procesos con todos los BCP de los procesos. Por razones de eficiencia, la tabla de procesos se construye normalmente como una estructura estática, que tiene un determinado número de BCP, todos ellos del mismo tamaño. La información que compone un proceso es la siguiente:

 Contenido de los segmentos de memoria en los que residen el código y los datos del proceso. A esta información se le denomina imagen de memoria o core image.

 Contenido de los registros del modelo de programación

 Contenido del BCP.

Estados y transiciones de los procesos

El principal trabajo del procesador es ejecutar las instrucciones de máquina que se encuentran en memoria principal. Estas instrucciones se encuentran en forma de programas. Para que un programa pueda ser ejecutado, el sistema operativo crea un nuevo proceso, y el procesador ejecuta una tras otra las instrucciones del mismo. En un entorno de multiprogramación, el procesador intercalará la ejecución de instrucciones de varios programas que se encuentran en memoria. El sistema operativo es el responsable de determinar las pautas de intercalado y asignación de recursos a cada proceso.

Aunque cada proceso se una entidad independiente, con su propio contador de programa y estado interno, los procesos a menudo necesitan interactuar con otros procesos. Un proceso podría generar ciertas salidas que otro proceso utilizan como entradas, en el comando de Shell. Cuando un proceso se bloquea, lo que hace porque le es imposible continuar lógicamente, casi siempre porque está separando entradas que todavía no están disponibles, también puede ser que un programa que conceptualmente está listo y en condiciones de ejecutarse sea detenido porque el sistema operativo ha decidido asignar la CPU a otro proceso durante un tiempo. Estas dos condiciones son totalmente distintas, en el primer caso, la suspensión es inherente al problema (no es posible procesar la línea de comandos del usuarios antes de que este la teclee). En el segundo caso, se trata de un tecnicismo del sistema (no hay suficiente: CPU para darle a cada proceso su propio procesador privado).

1.- Ejecutándose (usando realmente la CPU en este instante).

2.- Listo (se puede ejecutar, pero se suspendió temporalmente para dejar que otro proceso se ejecute).

3.- Bloqueo (no puede ejecutarse en tanto no ocurra algún evento externo).

Puede haber cuánto transiciones entre estos tres estados, como se muestra:

La transacción 1 ocurre cuando un proceso descubre que no puede continuar. En algunos sistemas el proceso debe ejecutar una llamada al sistema, block, para pasar al estado bloqueado. En otros sistemas, incluido MINIX, cuando un proceso lee de un conducto o de un archivo especial, (p.ej., una terminal) y no hay entradas disponibles, se bloquea automáticamente. Las transiciones 2 y 3 son causadas por el planificador de procesos, un parte del sistema operativo, sin que el proceso se entere siquiera de ellas.

La transición 2 ocurre cuando el planificador decide que el proceso en ejecución ya se ejecutó durante suficiente tiempo y es ahora de dejar que otros procesos tengan algo de tiempo de CPU.

La transacción 3: ocurre cuando todos los demás procesos han disfrutado de una porción justa y es hora de que el primer proceso reciba otra vez la CPU para ejecutarse.

La transacción 4: ocurre cuando acontece el suceso externo que un proceso estaba esperando (como la llegada de entrada). Sin ningún otro proceso se está ejecutando en ese instante, se dispara de inmediato la transacción 3 y el proceso comienza a ejecutarse.

En caso contrario, el proceso tal vez tenga que esperar en el estado listo durante cierto tiempo hasta que la CPU esté disponible. Usando el modelo de procesos, es mucho más fácil visualizar lo que está sucediendo dentro del sistema. [1-A]

Procesos ligeros Hilos o hebras

El concepto de proceso engloba dos conceptos separados y potencialmente independientes: uno relativo a la propiedad de recursos y otro que hace referencia a la ejecución.

Unidad que posee recursos: A un proceso se le asigna un espacio de memoria y, de tanto en tanto, se le puede asignar otros recursos como dispositivos de E/S o ficheros.

Unidad a la que se le asigna el procesador: Un proceso es un flujo de ejecución (una traza) a través de uno o más programas. Esta ejecución se entremezcla con la de otros procesos. De tal forma, que un proceso tiene un estado (en ejecución, listo, etc.) y una prioridad de expedición u origen. La unidad planificada y expedida por el sistema operativo es el proceso.

En la mayoría de los sistemas operativos, estas dos características son, de hecho, la esencia de un proceso. Sin embargo, son independientes, y pueden ser tratadas como tales por el sistema operativo. Esta distinción ha conducido en los sistemas operativos actuales a desarrollar la construcción conocida como thread, cuyas traducciones más frecuentes son hilo, hebra y proceso ligero. Si se tiene esta división de características, la unidad de asignación de la CPU se conoce como hilo, mientras que a la unidad que posee recursos se le llama proceso.

Dentro de un proceso puede haber uno o más hilos de control cada uno con:

• Un estado de ejecución (en ejecución, listo, bloqueado).

• Un contexto de procesador, que se salva cuando no esté ejecutándose.

• Una pila de ejecución.

• Algún almacenamiento estático para variables locales.

• Acceso a la memoria y a los recursos de ese trabajo que comparte con los otros hilos.

Los beneficios clave de los hilos se derivan de las implicaciones del rendimiento: se tarda menos tiempo en crear un nuevo hilo de un proceso que ya existe, en terminarlo, y en hacer un cambio de contexto entre hilos de un mismo proceso. Al someter a un mismo proceso a varios flujos de ejecución se mantiene una única copia en memoria del código, y no varias.

Un ejemplo de aplicación que podría hacer uso de los hilos es un servidor de ficheros de una red de área local. Cada vez que llega una solicitud de una operación sobre un fichero, se puede generar un nuevo hilo para su gestión. El servidor gestiona multitud de solicitudes, por tanto, se pueden crear y destruir muchos hilos en poco tiempo para dar servicio a estas peticiones. Si el servidor es un multiprocesador, se pueden ejecutar varios hilos de un mismo proceso simultáneamente y en diferentes procesadores.

Concurrencia y secuencialidad

Los procesos son concurrentes si existen simultáneamente. Los procesos concurrentes pueden funcionar en forma totalmente independiente unos de otros, o pueden ser asíncronos, lo cual significa que en ocasiones requieren cierta sincronización o cooperación.

Cuando dos o más procesos llegan al mismo tiempo a ejecutarse, se dice que se ha presentado una concurrencia de procesos. Es importante mencionar que para que dos o más procesos sean concurrentes, es necesario que tengan alguna relación entre ellos como puede ser la cooperación para un determinado trabajo o el uso de información o recursos compartidos, por ejemplo: en un sistema de un procesador, la multiprogramación es una condición necesaria pero no suficiente para que exista concurrencia,

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