29 de Abril del 2011

Planificador de Procesos

SISTEMAS OPERATIVOS4M1- IS

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PLANIFICADOR DE PROCESOS

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Utilidad de la Planificación• Asignar los procesos a ser ejecutados por el procesador• Definir el tiempo de respuesta.• Rendimiento del procesador• Eficiencia del procesador

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Niveles de la PlanificaciónPlanificador de Largo Plazo.

Planificador de Mediano Plazo

Planificador de Corto plazo.

CorriendoListo

BloqueadoSuspendidoBloqueado

SuspendidoListo

Nuevo Terminado

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• Planificación de Largo Plazo,– Para admitir nuevos procesos al sistema– La decisión de adicionar al grupo de procesos a ser

ejecutados.

• Planificación de mediano plazo– Problema de administración de memoria– La decisión de adicionar a un número de procesos

que están parcialmente o completamente en memoria. A veces es mejor dejarlos fuera de memoria.

Tipos de Planificación

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• Planificación de corto plazo.– Qué proceso escoger para ser ejecutado.– Se ejecuta en todos los cambios de contexto.– Tiene que ser muy rápido– La decisión en cuanto a cual proceso disponible

puede ser ejecutado por el procesador

• Planificación de la E/S– La decisión de qué proceso pendiente de E/S puede

ser ejecutado por el procesador, dado que existe una E/S disponible

Tipos de Planificación

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Planificación y Transiciones entre los estados de un proceso

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Planificador de Largo Plazo• Determina que programas son admitidos al sistema para

su procesamiento.• Controla el grado de multiprogramación.• Mucho procesos, cada proceso es ejecutado en pequeños

porcentajes de tiempo.

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Planificador de Mediano Plazo

• Parte de la función de intercambio (swaping).• Basado en la necesidad de administrar el grado de multi-

programación.

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Planificador de Corto Plazo• Conocido como el despachador.• Se ejecuta muy frecuentemente.• Se invoca cuando ocurre alguno de los siguientes

eventos:– Interrupción de reloj– Interrupción de E/S– Llamadas al SO– Señales

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Diagrama de colas para el planificador

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Criterios de planificación a corto plazo• Orientado al usuario.

– Tiempo de respuesta (TS) Inicio 1ra respuesta

– Tiempo de retorno (TR) Inicio Fin– Tiempo ponderado retorno (TPR = TR/TC)

– Plazos Maximizar el Nro. Plazos cumplidos.– Previsibilidad El mismo trabajo, tiempos parecidos.

– Para comparar los planificadores se usa el tiempo promedio de cada criterio.

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Criterios de planificación a corto plazo• Orientado al sistema.

– Efectividad. Nro de procesos terminados.

– Eficiencia. % tiempo usado del procesador

– Prioridad, si es que se usa favorecer a la > prioridad

– Equilibrio. Mantener ocupados a los recursos, evitar los sobrecarga y la subcarga.

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Prioridades

• El planificador siempre puede escoger un proceso de alta prioridad sobre un proceso de baja prioridad.

• Se tiene multiples colas preparadas para representar cada nivel de prioridad.

• Bajos niveles de prioridad pueden sufrir inanición.– Por lo que es necesario permitir a los procesos

cambiar su prioridad basado en su edad (envejecimiento).

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Cola de Prioridades

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Modo de decisión

• No apropiativa.– Únicamente un proceso está en estado corriendo, este

puede continuar hasta que termine o sea bloqueado a si mismo por una E/S

• Apropiativa– Los proceso en ejecución pueden ser interrumpidos o

movidos al estado listo por el sistema operativo.– Permite un mejor servicio dado que ningún proceso

puede monopolizar el procesador por largo tiempo.

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POLÍTICAS DE PLANIFICACION

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Políticas de Planificación

1. Primero en llegar primero en ser servido.

2. Turno rotatorio (round robin) q = 1

3. Turno rotatorio (round robin) q = 4

4. Primero el proceso más corto

5. Menor tiempo restante.

6. Mayor tasa de respuesta.

7. Realimentación q = 1

8. Realimentación q = 2n

1919 /58/58

Ejemplo de Planificación de procesos

2020 /58/58

Primero en llegar primero en ser servidoFirst-Come-First-Served (FCFS)

• Todos los proceso hacen la cola de listos.• Cuando el proceso actual deja de correr, el siguiente

proceso en la cola de listos es seleccionado.• Un pequeño grupo de procesos puede esperar largos

periodos de tiempo antes de ser ejecutados.• Favorece los proceso con carga del procesador en lugar

los que tienen carga de E/S.

1

0 5 10 15 20

1

2

3

4

5

2121 /58/58

Round-Robin

• Prevención del uso basada en un reloj.• Cada quantum de tiempo un proceso usa la CPU• Las interrupciones de reloj se generan en intervalos fijos• Cuando ocurre una interrupción, el proceso en ejecución es

colocado en la cola de listos y el siguiente proceso es seleccionado.

q = 1

2

0 5 10 15 20

1

2

3

4

5

2222 /58/58

Tamaño de quantum de tiempo

Quantum de tiempo mayor que la

interacción normal

Quantum de tiempo menor que la

interacción normal

2323 /58/58

Diagrama de colas para el planificador Round Robin Virtual

2424 /58/58

• Política no preventiva• Proceso con tiempo esperado más corto es seleccionado.• Los procesos pequeños saltan delante de los grandes.• Predicibilidad de los procesos grandes es reducida (Predictability)

• Si el tiempo estimado es incorrecto, el SO puede abortarlo• Posibilidad de inanición de los procesos grandes.

Siguiente proceso más cortoShortest Process Next (SPN)

4

0 5 10 15 20

1

2

3

4

5

2525 /58/58

Menor tiempo restante• Versión preventiva de la política el siguiente proceso más

corto• Puede estimarse el tiempo de procesamiento.

5

0 5 10 15 20

1

2

3

4

5

2626 /58/58

Mayor tasa de respuestaHighest Response Ratio Next (HRRN)

• Escoge el siguiente proceso con el mayor ratio:

tiempo esperado + tiempo de servicio esperadotiempo de servicio esperado

6

1

2

3

4

5

0 5 10 15 20

2727 /58/58

RetroalimentaciónFeedback

• Penaliza los trabajos que han corrido más tiempo.• Si no se conoce el tiempo de ejecución restante, entonces

es mejor utilizar el tiempo de ejecución consumido hasta el momento

7

0 5 10 15 20

1

2

3

4

5

2828 /58/58

RetroalimentaciónFeedback

7

q = 1

q = 2i

2929 /58/58

Planificación feedback

3030 /58/58

ANALISIS

3131 /58/58

Características

w = tiempo consumido hasta el momento en el sistema, esperando y ejecutandoe = tiempo consumido hasta el momento de la ejecucións = tiempo total de servicio exigido por el proceso, incluido e

3232 /58/58

Ejercicios 1• Considere el siguiente conjunto de procesos:

• Simular cada una de las 6 políticas vistas, con q = 1.

Proceso Tiempo Llegada

Tiempo Proceso

1 0 3

2 2 6

3 4 4

4 6 5

5 8 2

3333 /58/58

Ejercicios 2• Considere el siguiente conjunto de procesos:

• Simular cada una de las 6 políticas vistas, con q = 1.

Proceso Tiempo Llegada

Tiempo Proceso

1 0 3

2 1 5

3 3 2

4 9 5

5 12 5

3434 /58/58

Bibliografía• Sistemas Operativos, William Stallings. 2da edición.

Capítulo 8