4. procesos

UniversidadVeracruzanaProcesos

Ricardo Carrera Hernández

UniversidadVeracruzana

2

Conceptualmente, cada proceso tiene su propia CPU

En la realidad, la CPU conmuta de un proceso a otro

Este modelo se le conoce como multiprogramación


3

A

B

C

D

Conmutación de proceso

Un contador de programa

A B C D

Cuatro contadores de programa

A

B

CD

Tiempo

(a) (b) (c)

(a) Multiprogramación de cuatro programas. (b) Modelo conceptual de cuatro procesos secuenciales independientes. (c) Sólo hay un programa activo a la vez


4

Proceso

EstadoEntrada SalidaPrograma


5

Creación de un proceso

1. El arranque del sistema

2. La ejecución, desde un proceso, de una llamada

al sistema para creación de procesos

3. Una petición de usuario para crear un proceso

4. El inicio de un trabajo por lotes

¡Feliz cumpleaños

proceso!


6

Terminación de un proceso

1. Salida normal (voluntaria)

2. Salida por error (voluntaria)

3. Error fatal (involuntaria)

4. Eliminado por otro proceso (involuntaria)

¡Goodbye!


7

Estados de un proceso

En ejecución

Listo Bloqueado

DespacharBloqueado

Despertar

Expiración de tiempo

DormidoDespierto

Despierto

eeeh… mamá está

en estado…


8

Transiciones de estado de los procesos

Paso de un proceso de un estado a otro

Despacho es la asignación del CPU al primer proceso de la lista de listo, actividad realizada por el Despachador

despachar(nombre_del_proceso): listo en_ejecución


9

Para evitar que un proceso monopolice al CPU, el Sistema Operativo utiliza un

reloj de interrupción

Establece el tiempo de uso del CPU, si se agota, se le retira al proceso devolviendo el control al Sistema Operativo

El Sistema Operativo asignará la CPU al proceso que se en encuentre al principio

de la lista de Listos


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Tiempo_expirado(nombre_del_proceso): en_ejecución listo

Transiciones de estado presentes

¡yo si me lo despacho!


11

Si un proceso inicia una operación de E/S, libera voluntariamente al CPU, el proceso se bloquea a si mismo

bloquear(nombre_del_proceso): en_ejecución bloqueado

Cuando se completa la operación de E/S, el proceso pasa de bloqueado a listo

despertar(nombre_del_proceso): bloqueado listo


12


tiempo_expirado(nombre_del_proceso): en_ejecución listo

bloquear(nombre_del_proceso): en_ejecución bloqueado

despertar(nombre_del_proceso): bloqueado listo

Cuatro posibles transiciones


13

Investigación por parejas

Imprimir o fotocopiar las hojas correspondientes a los estados de los procesos de los libros de:1. Stallings2. Silbertschatz3. Carretero4. Tanenbaum

Subraya las palabras clave y escribe un artículo de al menos 10 cuartillas dónde describas con tus palabras los modelos de los cuatro autores. Debes incluir los diagramas necesarios para tus explicaciones. Se expondrá en clase el artículo escrito.


14

El PCB. Process Control Block

Estado actual del proceso

Identificador único de proceso

Apuntador al padre del proceso

Apuntadores a los hijos del proceso

Prioridad del proceso

Apuntadores a zonas de memoria

del procesoApuntadores a

recursos asignados al proceso

Área de salvaguarda de los

registros

El procesador en que se está ejecutando

el proceso

… es que a veces soy olvidadizo…


15

Investigación por parejas

¿Cuál es el papel del Núcleo (Kernel) en un Sistema Operativo referente a los

procesos?

Escribir el artículo de al menos 3 cuartillas y entregarlo impreso. Se presentará en

clase en un tiempo máximo de diez minutos.


16

Procesos ligeros

A los procesos ligeros se les conoce como hilos o threads.

Son objetos dinámicos dónde se ejecutan secuencias de instrucciones y

comparten entre sí recursos del proceso como el espacio de direcciones.

Herramienta para trabajar en una arquitectura multiprocesador.

El proceso se convierte en una entidad compuesta por recursos y

por hilos.


17

Investigación

¿Qué son los hilos del núcleo?

Individual. Al menos una cuartilla.


18

Procesos ligeros

Un proceso ligero es un hilo del usuario sostenido por el núcleo.

Un proceso se compone de varios procesos ligeros, cada

uno apoyado en un hilo del núcleo.

Son visibles para el núcleo y éste se encarga de despacharlos y

alojarlos en procesadores libres.

De esta forma, se traduce la concurrencia de una aplicación en paralelismo

real.


19

Hilos

Proceso dentro de proceso

¿Razón para tener estos miniprocesos?

En muchas aplicaciones se desarrollan varias actividades a la vez

En vez de pensar en interrupciones, temporizadores y

conmutaciones de contexto, pensemos en procesos

paralelos

No es greña…

son finos

hilos…

Los hilos son útiles en sistemas con varios CPU, donde es

posible el verdadero paralelismo


20

Investigación

Qué es la concurrencia Qué es el paralelismo Diferencias entre concurrencia y paralelismo

o Individual.o Al menos una cuartilla.


21

Tipos de procesos

Procesos largos

Aquellos que por mucho tiempo han estado listos o en ejecución.

Procesos cortos

Aquellos que, ya sea que en este momento estén en una ráfaga limitada por E/S y requieran atención ocasional del procesador, o tienden a estar bloqueados esperando a eventos.


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Nuevo

ejecución

Terminado

Bloqueado

Listo

Admitir

Activar ejecución

Tiempo terminado

Ocurrió evento

Esperar evento


23

Planificación


24

Planificación de procesos

Es la manera en que el Sistema Operativo determina el orden de asignación de uso del procesador a los procesos que lo vayan solicitando.

Aplica políticas de uso para que el tiempo de asignación no sea excesivo respecto al uso esperado del sistema.


25


26

Tareas pendientes

T1 T2 T3 … Tn

Procesos activos

P1

P2

P3

Pn…

Planificador a largo plazo


27

Procesos en intercambio (swap)

Cola de procesos listos

Cola de entrada/salida

CPU

E/S

Planificador a mediano plazo, o agendador

Regreso de intercambio

Envío a intercambio

Solicitud de E/S

E/S completada

Inicio

Fin


28

Cola de procesos listos

P5 P4 P3 P2 P1

Despachador

CPU

Planificador a corto plazo, o despachador


29

Planificador a largo plazo

Se encarga de admitir un nuevo proceso: transición de Nuevo a Listo.

Planificador a mediano plazo

Maneja la activación y bloqueo de un proceso relacionado con eventos. Transiciones entre En ejecución y bloqueado y entre Bloqueado a Listo.

Planificador a corto plazo

Decide entre los procesos que están listos para ejecutarse y determina cuál de ellos activar. Detiene aquellos que exceden su tiempo de procesador.


30Objetivos de la planificación

Ser justo Debe tratarse de igual manera a todos los procesos que compartan características y nunca postergar indefinidamente a uno de ellos.

Maximizar el

rendimiento

Dar servicio a la mayor parte de procesos por unidad de tiempo.

Ser predecible

Un mismo trabajo debe tomar aproximadamente la misma cantidad de tiempo en completarse independientemente de la carga del sistema.

Minimizar la

sobrecarga

El tiempo que el algoritmo pierda en burocracia debe mantenerse al mínimo, dado que éste es tiempo de procesamiento útil perdido.

Equilibrar el uso de recursos

Favorecer a los procesos que empleen recursos subutilizados, penalizar a los que peleen por un recurso sobreutilizado causando contención en el sistema.


31Objetivos de la planificación

Evitar la postergación

indefinida

Aumentar la prioridad de los procesos más viejos, para favorecer que alcancen a obtener algún recurso por el cual estén esperando.

Favorecer el uso

esperado del sistema

En un sistema con usuarios interactivos, maximizar la prioridad de los procesos que sirvan a solicitudes iniciadas por éste (aún a cambio de penalizar a los procesos de sistema).

Dar preferencia a los procesos que podrían

causar bloqueo

Si un proceso de baja prioridad está empleando un recurso del sistema por el cual más procesos están esperando, favorecer que éste termine de emplearlo más rápido.

Favorecer a los procesos con un comportamiento

estable

Si un proceso causa muchas demoras, se le puede penalizar porque degrada el rendimiento global del sistema.

Degradarse suavemente

Si bien el nivel ideal de utilización del procesador es al 100%, es imposible mantenerse siempre a este nivel. Un algoritmo puede buscar responder con la menor penalización a los procesos preexistentes al momento de exceder este umbral.


32

Investigación

jajajajajajajajajajajajajajajajajajajaja


33

1. Medida de la respuesta de procesos.

2. Algoritmos de planificación de procesos

1. Primero en llegar, primero en ser

atendido (FCFS)

2. Ronda (Round Robin)

3. El proceso más corto a continuación

(SPN)

4. Ronda egoísta (SRR)

5. Retroalimentación multinivel (FB)

6. Lotería


34

Adios!!

Engineering

4. procesos