Unidad III- Obj.3.1 Procesos en Los SO

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SISTEMAS OPERATIVOSSISTEMAS OPERATIVOS

UNIDAD:UNIDAD:33

Objetivo No. 3.1Objetivo No. 3.1PROCESOS.PROCESOS.

Prof. Ana Lorena Fréitez S.Prof. Ana Lorena Fréitez S.

Ing. Ana Lorena Fréitez Sistemas Operativos UNEFA 2010



PROCESOSPROCESOS

El proceso se puede definirEl proceso se puede definircomo un programa encomo un programa enejecución y, de una formaejecución y, de una forma

más precisa, como lamás precisa, como launidad de procesamientounidad de procesamientogestionada por el sistemagestionada por el sistemaoperativooperativo

Carretero y otrosCarretero y otros..

El concepto central en cualquierEl concepto central en cualquiersistema operativo es elsistema operativo es elproceso: una abstracción deproceso: una abstracción de

un programa en ejecución.un programa en ejecución.

Andrew S. Tanenbaum Andrew S. Tanenbaum..

Sistemas Operativos UNEFA 2010



BLOQUE DE CONTROL DEL PROCESO (P.C.B).BLOQUE DE CONTROL DEL PROCESO (P.C.B).

Estado Actual del Proceso.Estado Actual del Proceso.

Identificador del Proceso.Identificador del Proceso.

Registros del CPU.Registros del CPU.

PrioridadPrioridad

Recursos asignadosRecursos asignados(memoria, archivos, etc)(memoria, archivos, etc)

Información contable.Información contable.Tiempo de uso del CPU.Tiempo de uso del CPU.

Estado de Entrada/SalidaEstado de Entrada/Salida

Es un bloque o registro de datos que contienediversa información relacionada con un proceso

concreto, incluyendo:




Información de un procesoInformación de un proceso

Mapa de

Memoria

Mapa de memoria

del Proceso A

Tablas SO

PC

SP

Estado

Mapa de memoriadel Proceso B

Mapa de memoria

del Proceso C

Registros

generales

Registros

especiales

Tablas del sistema operativo

Tabla de procesos

- Tabla de memoria

- Tabla de E/S-Tabla de Archivos

PCB Proceso BPCB Proceso A PCB Proceso C

-

- Identificación

- Control

Estado (registros)-

- Identificación

- Control

Estado (registros) -

- Identificación

- Control

Estado (registros)

Cada proceso tiene asociado una seriede elementos de información que seorganizan en tres grupos: Estado delprocesador, Imagen de memoria y

Tablas de sistema operativo




ESTADOS DE UN PROCESO(Según Deitel)

EnEnejecuciónejecución

SuspendidoSuspendidoBloqueadoBloqueado

ListoListo BloqueadoBloqueado

SuspendidoSuspendidoListoListo

Terminación de la operaciónTerminación de la operaciónde E/S o del eventode E/S o del evento

SSUUSSPPEENNDDEERR

RREE A ANNUUDD A A

RR

SSUUSSPPEENNDDEERR

RREE A ANNUUDD

A ARR SUSPENDERSUSPENDER

Terminación de la operaciónTerminación de la operaciónde E/S o del eventode E/S o del evento

DespacharDespachar

ExpiraciónExpiracióndel tiempodel tiempo

Espera de E/SEspera de E/So de algúno de algúneventoevento

E AE AS CS C

T TT T A I A ID VD VO OO OS SS S

EstadosEstadosPasivosPasivos




ESTADOS DE UN PROCESOESTADOS DE UN PROCESO

ListoListo

EsperaEspera

CorridaCorrida

ZombieZombie

NacimientoNacimiento

Despachar Despachar

EventoEvento

ExpiraciónExpiración

del tiempodel tiempo

Terminación delTerminación del

eventoevento

DesarrolloDesarrollo

TerminóTerminó

Caso Unix




Operaciones sobre ProcesosOperaciones sobre Procesos

Crear un proceso.Crear un proceso. Destruir un proceso.Destruir un proceso.

Cambiar la prioridad deCambiar la prioridad deun proceso.un proceso.

Bloquear un proceso.Bloquear un proceso.

Despachar un proceso.Despachar un proceso. Permitir la comunicaciónPermitir la comunicación

entre procesos.entre procesos. Suspender un proceso.Suspender un proceso. Reanudar un proceso.Reanudar un proceso.




Operaciones sobre ProcesosOperaciones sobre Procesos

CREACIÓN DE UNCREACIÓN DE UNPROCESO:PROCESO:

1.1.Dar un nombre alDar un nombre alproceso.proceso.

2.2. Insertarlo en la tablaInsertarlo en la tablade proceso.de proceso.

3.3. Determinar laDeterminar laprioridad inicialprioridad inicial4.4. Asignar los recursos Asignar los recursos

inicialesiniciales

DESTRUIR UNDESTRUIR UNPROCESO:PROCESO:

1.1. Se remueve de laSe remueve de latabla de procesos.tabla de procesos.2.2. Sus recursos seSus recursos se

devuelven aldevuelven al

sistemasistema3.3. Su P.C.B. Se borra.Su P.C.B. Se borra.




Jerarquía de procesosJerarquía de procesos

Familia de procesosFamilia de procesos Proceso hijoProceso hijo Proceso padreProceso padre Proceso hermanoProceso hermano

Proceso abueloProceso abuelo Vida de un proceso Vida de un proceso

CreaCrea EjecutaEjecuta Muere o terminaMuere o termina

Ejecución del procesoEjecución del proceso BatchBatch InteractivoInteractivo

Grupo de procesosGrupo de procesos

Proc. Inic.

Inicio Inicio

Shell Shell

Editor

Dem. Impr. Dem. Com..

Proceso A

Proceso B Proceso D Proceso C

Proceso E Proceso F

InicioInicio




Proceso

Procesos ligeros

Procesos ligeros o threadsProcesos ligeros o threads

Por proceso ligeroPor proceso ligero RegistrosRegistros especificos,especificos,

PC,SPPC,SP

Procesos ligeros hijosProcesos ligeros hijos Estado (ejecutando,Estado (ejecutando,

listo o bloqueado)listo o bloqueado) Por procesoPor proceso

Espacio de memoriaEspacio de memoria

Variables globales Variables globales Archivos Archivos abiertosabiertos Procesos hijosProcesos hijos Señales y semáforosSeñales y semáforos ContabilidadContabilidad

Un proceso ligero o thread, es unprograma en ejecución.

Desde el punto de vista de la

Programación, se define como unafunción cuya ejecución se puede lanzaren paralelo con otras




Estructura de unEstructura de un PProceso en Windows NTroceso en Windows NT

Thread 1

Registros

Pila

Entorno del proceso

Recursos

Datos

Código

Proceso

Thread n

Registros

Pila

......




Estados del Proceso LigeroEstados del Proceso Ligero

Proceso

Procesos ligeros

Activo

Bloqueado por acceso a disco

Bloqueado por comunicación




Estados del Proceso LigeroEstados del Proceso Ligero

El estado del proceso será la combinación deEl estado del proceso será la combinación delos estados de sus procesos ligeros:los estados de sus procesos ligeros:

Si tiene un proceso ligero en ejecución, elSi tiene un proceso ligero en ejecución, elproceso (padre) está enproceso (padre) está en ejecuciónejecución..

Si no tiene procesos ligeros en ejecución,Si no tiene procesos ligeros en ejecución,pero tiene alguno listo, el proceso está enpero tiene alguno listo, el proceso está enestado deestado de listolisto..

Si todos los procesos ligeros estánSi todos los procesos ligeros estánbloqueados, el proceso estábloqueados, el proceso está bloqueado.bloqueado.




Planificación de Procesos.Planificación de Procesos.

Cuando son ejecutables varios procesos,el sistema operativo debe decidir cuál conviene

ejecutar si el CPU se encuentra disponible.El elemento del sistema quien toma esta

decisión se llama PL ANIFICADOR (Scheduling)y el algoritmo del cual hace uso se denomina

ALGORITMO PL ANIFICADOR.




Objetivos de la PlanificaciónObjetivos de la Planificación

1. EQUIDAD: Cada proceso obtiene su porción justa delCPU.

2. EFICACIA: Mantener ocupado el CPU el 100 % del

tiempo.3. TIEMPO DE RESPUESTA: Minimizar el tiempo derespuesta para usuarios interactivos

4. TIEMPO DE REGRESO: Minimizar el tiempo que

deben esperar los usuarios para obtenerlos resultados en procesos por lotes.5. RENDIMIENTO: Maximizar el número de tareas

procesadas por hora.




Niveles de PlanificaciónNiveles de Planificación

ColaColaTRAB AJOSTRAB AJOS ColaCola

LISTOSLISTOSCPUCPU

ColaCola

SUSPENDIDOSSUSPENDIDOS

PL ANIFICADORPL ANIFICADORL ARGO PL AZOL ARGO PL AZO

PL ANIFICADORPL ANIFICADOR

CORTO PL AZOCORTO PL AZO

PL ANIFICADORPL ANIFICADOR

INTERMEDIOINTERMEDIO





Planificación de Largo Plazo

Tiene por objetivo, añadir nuevos procesos al sistema, tomándolos de la lista de espera. Estos procesos

son de tipo batch, en los que no importa el instante

preciso en que se ejecuten.





Planificación de Nivel Intermedio:

Trata la suspensión de procesos. Es la que decide quéprocesos pasan a estado suspendido y cuáles dejan de estar

suspendidos. Además, añade o elimina procesos en memoria principal,

modificando el grado de multiprogramación





Planificación de Corto Plazo:

Se encarga de seleccionar el proceso en estado listo que pasa a

estado de ejecución.

Posteriormente el DESPACHADOR (Función del kernel)mueve el primer proceso de la cola de listo hacia el CPU para su ejecución.




Tipos de PlanificaciónTipos de Planificación

No Apropiativa:No Apropiativa:

Una vez que el CPU ha sidoUna vez que el CPU ha sido

asignado a unasignado a unproceso, ya no se le puedeproceso, ya no se le puedearrebatar.arrebatar.

El sistema Operativo esperaEl sistema Operativo esperahasta que el proceso lohasta que el proceso loliberaliberaen forma voluntaria.en forma voluntaria.

Apropiativa: Apropiativa:

el sistema operativoel sistema operativo

le puede quitar el CPUle puede quitar el CPUantes asignado a unantes asignado a unproceso en particular.proceso en particular.




Políticas de Planificación:Políticas de Planificación:FIFOFIFO

Los procesos son atendidos en el orden en que entraron a la lista

de Ready. El proceso tiene asignado el CPU hasta que termina suejecución.

* No Apropiativa.* Generalmente se utiliza combinando con otros esquemas.Lista de Procesos Listos

Culminación

CC BB AA CPUCPU




Políticas de Planificación:Políticas de Planificación:

Se ejecuta primero el proceso en espera que tiene el

próximo menor tiempo estimado de ejecución, hastaterminar.

* No Apropiativa* Favorece a los trabajos cortos a expensa de

los largos.* La prioridad del proceso es inversamente

proporcional al tiempo de ejecución.

Primer Trabajo más corto (SJF)Primer Trabajo más corto (SJF)




Políticas de Planificación:Políticas de Planificación:

Consiste en asignar el CPU al primer proceso de

la lista de Ready durante un tiempo de ejecución(Quantum), el cual es igual para todos los procesos.

* Variación del FIFO

* Apropiativa.* El quantum puede variar: Carga del sistema,

prioridad de los procesos.

ROUND ROBINROUND ROBIN




Lista de Procesos Listos

AA CC AA CPUCPUBB

Apropiación

ROUND ROBINROUND ROBIN




U na vez que un proceso comienza su ejecución,

puede ser desplazado por un nuevo con menor tiempo

de ejecución estimado.

* Apropiativa.

* Implica mayor actividad que el Primer

Trabajo Más Corto (SJF).

Políticas de Planificación:

Tiempo Restante Más Corto (SRT)




Política de Planificación:Política de Planificación:

A cada proceso se le asigna una prioridad. Se le permi-

te la ejecución al trabajo que tenga la mayor prioridad.Es Apropiativo.Las prioridades son definidas por el sistema en

la mayoria de los casos.* Las prioridades pueden ser:

- Estáticas: Cuando los procesos mantienen su prio-ridad constante durante su existencia en el sistema

- Dinámicas: Cuando las prioridades sufren cambios.

Prioridades




Política de Planificación:Política de Planificación:

El movimiento de los procesos se determina a través devarias colas de diferentes niveles. Un proceso nuevo entra a la red de colas, al final de la

primera cola. Se desplaza por FIFO.

Cuando a un proceso se le termina su quantum de

tiempo, se coloca al final de la cola del siguiente nivel.

El quantum asignado a un proceso cuando pasa a unacola de nivel inferior alcanza un valor mayor.

Un proceso en cierta cola no puede ejecutarse a menos

que estén vacías las colas de los niveles más altos.

Colas MúltiplesColas Múltiples




Uso delUso delCPUCPU

TerminaciónTerminación


Nivel 0 FIFO



Nivel 1 FIFO



Nivel 2 FIFO

Nivel 3ROUNDROBIN

Colas Múltiples




Evaluación de los Algoritmos de Planificacion

Tipos de Evaluación:

1. Analítica: Toman una serie de valores y se elaborauna especie de corrida en frío.

2. Simulación: Elaboración de modelos con algunasherramientas y se trata de lograr un comportamiento real delos procesos.

3. Implementación: Funcionar el sistema en su entorno real de trabajo.




Elementos de Medida:

Tiempo de respuesta (T): Tiempo durante el cual el proceso

está presente en el sistemaT= tiempo finalización - tiempo de llegada

Tiempo de ejecución en el CPU (t )Tiempo desperdiciado(W): W = T - t Tasa de penalización (P): P = T / t

Evaluación ANALÍTICA de los Algoritmos de Planificación




L A B C D

U 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

E A A A B B B B B C C

L E

U 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

E D D D D D E E E E E

Evaluación del AlgoritmoF.I.F.O. (P.E.P.S.)




Evaluación del AlgoritmoF.I.F.O. (P.E.P.S.)

ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo

llegadallegada t Arranque Finalizaciónt Arranque Finalización TT WW PP

A A 00 3 03 0 33 33 00 1.01.0

BB 11 5 35 3 88 77 2 1.41.4

CC 33 2 82 8 1010 77 55 3.53.5

DD 99 5 105 10 1515 66 11 1.21.2EE 1212 5 155 15 2020 88 33 1.61.6

Promedio: 6.2Promedio: 6.2 2.22.2 1.741.74




Evaluación del AlgoritmoEvaluación del Algoritmo

Primer Trabajo más corto (S.J.F.)Primer Trabajo más corto (S.J.F.)

L A B C D

U 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

E A A A C C B B B B B

L E

U 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20





Evaluación del AlgoritmoEvaluación del Algoritmo

Primer Trabajo más corto (S.J.F.)Primer Trabajo más corto (S.J.F.)



A A 00 3 03 0 33 33 00 1.01.0

BB 11 5 55 5 1010 99 44 1.81.8CC 33 2 32 3 55 22 00 1.01.0

DD 99 5 105 10 1515 66 11 1.21.2

EE 1212 5 155 15 2020 88 33 1.61.6

Promedio: 5.6 1.6 1.32Promedio: 5.6 1.6 1.32




Evaluación del Algoritmo

Tiempo restante más corto (S.R.T.)L A B C D E

U 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

E A A B C C B B B B D

L

U 10 11 12 13 14 15

E E E D D D




Evaluación del Algoritmo

Tiempo restante más corto (S.R.T.)ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo


A A 00 2 02 0 22 22 00 1.01.0

BB 11 5 25 2 99 88 33 1.61.6

CC 33 2 32 3 55 22 00 1.01.0DD 99 4 94 9 1515 66 22 1.51.5

EE 1010 2 102 10 1212 22 00 1.01.0

Promedio: 4Promedio: 4 11 1.221.22




Evaluación del AlgoritmoPrioridades

L A B C D

U 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

E A B B C C B B B A A

L E

U 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20







llegadallegada t Prioridad Arranque Finalizaciónt Prioridad Arranque Finalización TT WW PP

A A 00 3 43 4 00 1010 1010 77 3.33.3

BB 11 5 25 2 11 88 77 22 1.41.4

CC 33 2 02 0 33 55 22 00 1.01.0

DD 99 5 45 4 1010 1515 66 11 1.21.2EE 1212 5 45 4 1515 2020 88 33 1.61.6

Promedio: 6.6 4.3Promedio: 6.6 4.3

1.71.7




Evaluación del AlgoritmoRound Robin

L A B C D

U0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

E A B A B C A B C B D

L E

U10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

E B D E D E D E D E E

Q = 1.Sistemas Operativos UNEFA 2010



Evaluación del AlgoritmoRound Robin



A A 00 3 03 0 66 66 33 2.02.0

BB 11 5 15 1 111 10 5 2.01 10 5 2.0

CC 33 2 42 4 88 55 33 2.52.5

DD 99 5 95 9 18 918 9 44 1.81.8EE 1212 5 125 12 2020 88 33 1.61.6

Promedio: 7.6 3.6 1.98Promedio: 7.6 3.6 1.98


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