Sistemas operativos: una visión aplicada...Sistemas operativos: una visión aplicada 1 © J. Carretero, F. García, P. de Miguel, F. Pérez Contenido • Procesos • Multitarea •

Sistemas operativos: una visión aplicada

Capítulo 3 Procesos

Sistemas operativos: una visión aplicada 1 © J. Carretero, F. García, P. de Miguel, F. Pérez

Contenido

• Procesos• Multitarea• Información del proceso• Formación de un proceso• Estados del proceso• Procesos ligeros• Planificación• Señales y excepciones• Temporizadores• Servidores y demonios• Servicios POSIX• Servicios Win32


Estados básicos de un proceso

Listo Bloqueado

EjecuciónOperación E/S

Final E/S

Termina

Nuevo

Fin tiempo

Planific

ado


Jerarquía de procesos

Proc. Inic.

Inicio Inicio

ShellShell

Editor

Dem. Impr. Dem. Com..

Proceso A

Proceso B Proceso D Proceso C

Proceso E Proceso F

InicioInicio


Tipos de sistemas operativos

Nº procesos

1

1

más de 1

más de 1

Nº usuarios

MonoprocesoMonousuario

MultiprocesoMonousuario

MultiprocesoMultiusuario


Base de la multitarea

Procesamiento

Entrada/salidaTiempo


Ejemplo de ejecución en un sistema multitarea

• Proceso nulo

ProcesamientoEntrada/salidaListoSO

Tiempo

Proceso A

Proceso B

Proceso C

Procesador


Proceso B

Proceso A

Proceso CSO

Cada proceso residetotalmente en M.p

Memoriaprincipal

Grado de multiprogramación

Util

izac

ión

del p

roce

sado

r 100%

0%

Grado de multiprogramación


Nivel de Multiprogramación

Al aumentar el nivel de multiprogramación a cada proceso le tocan menos marcos de página

Mar

cos

de p

ágin

a po

r pr

oces

o

1 2 3 4

Necesidades de memoria principal



% U

tiliz

ació

n de

UC

P

MEMORIA GRANDE

Limitado por el dispositivode paginación

100 %


Limitado por el dispositivode paginación

% U

tiliz

ació

n de

UC

P

100 %

MEMORIA PEQUEÑA

Rendimiento del procesador y grado de multiprogramación

• Necesidades de memoria principal: Sistema con memoria virtual


Información de un proceso II

Mapa deMemoria

Mapa de memoria del Proceso A

Tablas SOPC

SP

Estado

Mapa de memoria del Proceso B

Mapa de memoria del Proceso C

Registrosgenerales

Registrosespeciales

Tablas del sistema operativo

Tabla de procesos

- Tabla de memoria- Tabla de E/S- Tabla de ficheros

BCP Proceso BBCP Proceso A BCP Proceso C- - Identificación- Control

Estado (registros)- - Identificación- Control

Estado (registros) - - Identificación- Control

Estado (registros)


Preparación del código de un proceso

Módulofuente A

Módulofuente B

Compilador oensamblador

Móduloobjeto A

Móduloobjeto B

Otrosobjetos

Montador

Objetoejecutable

Cargador

Editor

Ejecutable enmemoria

Problema

Bibliotecasdel sistema


PROCESOPROCESO

TEXTO

DATOS

PILA

Imagen de memoria II


Imagen de memoria III

Memoriavirtual

Disco

Memoriaprincipal

Tabla depáginas

Una tabla depáginas

por proceso

Código

Datos

Pila

RIED

Tamaño


Compartir información

Tabla deficheros

Tabla deficheros

Tabla deficheros

BCP 4 BCP 7 BCP 23

23 23

24456IDFF PP

0

544563 4563

34512 2345

63356 56

28 5566

53684 4

34512 10000

33678 2

0 0 01 1

1

12 2

2

23 3

3

34 4

4

4

fd

0

fd fd


Formación de un proceso

Objetoejecutable

Bibliotecasistema

Mapa dememoria

Imagendel proceso

Tabla de procesos

BCP

Cargador


Estados de un proceso

Ejecución

Listo ysuspendido

Listo

Bloqueado ysuspendido

Bloqueado

Planificado

Tiempo consumido

Espera por E/S

Fin E/S

Exit

Fin E/S

Exp

ulsa

do a

l dis

co

Exp

ulsa

do a

l dis

co

Rec

upe

rado

del

dis

co

Entra alsistema

Mem

oria

Procesos por lotesen espera

Zon

a de

inte

rcam

bio


Interrupción: se salva el estado

PC

SP

Estado

Registrosgenerales

Registrosespeciales

Tabla de procesos

Est

ado BCP Proceso BBCP Proceso A BCP Proceso N

Información deControl



Información deidentificación



Estado(registros)

Estado(registros)

Estado(registros)


Proceso

Procesos ligeros

Procesos ligeros o threads


Estados del proceso

Ejecución

Listo ysuspendido

Listo


Bloqueado

Planificado

Tiempo consumido

Espera por E/S

Fin E/S

Exit

Fin E/S

Exp

ulsa

do a

l dis

co

Exp

ulsa

do a

l dis

co

Rec

upe

rado

del

dis

coEntra alsistema

Mem

oria

Procesos batchen espera

Zon

a de

inte

rcam

bio


Planificación de procesos

Ejecución

Listo ysuspendido

Listo


BloqueadoFin E/S

Exit

Entra alsistema

Planificación a corto plazo

Planificación a medio plazo

Planificación alargo plazo

Mem

oria

Sw

apProcesos Batchen espera


Colas de procesos

Cabecera de la Subcolade Prioridad 0



Cabecera de la Subcolabatch 1

Cabecera de la Subcolabatch 0

BCP-A

BCP-B

BCP-C BCP-E BCP-F

BCP-D

PalabraResumen

Bit 0

Bit 1

Bit 29

Bit 30

Bit 31

1

0

1

1

0


Tabla de procesos

BCP1 BCP7BCP2 BCP8BCP3 BCP9BCP4 BCP10BCP5 BCP11BCP6 BCP12

1 90 56 11 87 0

4Punteros de las colas

2

Implementación de las colas de procesos


Planificación en Windows NT

Iniciado Situar en la colade listos

Reiniciado

Ejecuciónfinalizada

Bloqueado

Esperaterminada

Cambio de contexto. Comienzo de ejecución

Fin de bloqueo

Seleccionadopara

ejecución

Expulsado

Expulsado

Pila del kernelen swap

Pila del kernel en memoria

Listo

ReservaEjecución

Finalizado

Transición

Bloqueado


Señales

Señal

Código

ProcesoFunción

tratamiento


Proceso servidor

PROCESOSERVIDOR

PROCESOSCLIENTES

RECURSO


Funcionamiento de un proceso servidor

Puerto A Puerto A Puerto A Puerto B

ServidorPadre

ServidorHijo

Cliente A Cliente A

a) b) c)

ServidorPadre

ServidorPadre


Procesos cliente y servidor en máquinas distintas

ClientePuerto

Servidorficheros

Servidorimpresión

Servidore_mail

SO SO SO SO

RED


Servicios POSIX: fork

Imagen delproceso B

Tabla de procesos

BCPA

Mapa dememoria

Imagen delproceso A Tabla de procesos

BCPA

BCPB

Mapa dememoria

Imagen delproceso A

Nuevo PIDNueva descripción de memoriaDistinto valor de retorno (0 en el hijo)

El proceso A hace un fork y crea el proceso hijo B


Objetoejecutable

Bibliotecasistema

Mapa dememoria

Imagendel proceso

Tabla de procesos

BCP

Mapa dememoria

Imagendel proceso

Cargador

Tabla de procesos

BCP

Mapa dememoria

Tabla de procesos

BCP

El proceso hace un exec

Se borra la imagen de memoriaSe borra la descripción de la memoria y registrosSe conserva el PID

Se carga la nueva imagenSe pone PC en dirección de arranqueSe conservan los fd

Servicios POSIX: exec

• El exec cambia el programa de un proceso


Uso normal de los servicios

fork()

exec() exit()

wait()pid P

padre

pid H

padre

pid P

padre

zombie

pid P

hijohijopid H

hijopid H

pid P pid P pid P pid Ppid Hpid H

texto

pila

datos

Ficheros, tuberías, ...


Evolución de procesos I

• El padre muere: INIT acepta los hijos

exit()

Init

Proceso Afork()

Init

Proceso B

Proceso A

Init

Proceso B

Proceso A

wait()Init

wait()Init

exit()Proceso BProceso B


Evolución de procesos II

• Zombie: el hijo muere y el padre no hace wait

wait()

Init

Proceso B

Proceso A

Init

Proceso A

exit()Proceso B

Init

Proceso A

zombieProceso B

Init

zombieProceso B

Proceso A

Init

Proceso Afork()


Jerarquía de procesos ligeros

No independ.

Proceso ligero A

p_join

p_exit

p_exit

p_exit

p_create

p_createp_create

Proceso ligero B

Proceso ligero D

Proceso ligero C

Documents

Sistemas operativos: una visión aplicada...Sistemas operativos: una visión aplicada 1 © J. Carretero, F. García, P. de Miguel, F. Pérez Contenido • Procesos • Multitarea •