Resumen de procesos

 

Resumen de procesos

 

se refiere a como se determina el sistema operativo al orden que ira cediendo el uso del procesador a los procesos que lo vayan solicitando.

Tipos de planificación

A largo plazo, se encarga de admitir un nuevo proceso transición de nuevo a listo.

A mediano plazo, maneja la activación y bloqueo de un proceso relacionado con eventos, transición entre ejecución y bloqueado y entre bloqueado y listo.

A corto plazo, decide como compartir momento a momento el equipo entre todos los procesos que requieren de sus recursos.

Tipos de procesos 

Los procesos típicamente se alternan entre ráfagas.  los procesadores se pueden separar en 

Procesos largos, aquellos que por mucho tiempo ha estado listos.

Procesos cortos, los que ya sea que en este momento estén en ráfaga limitada por entrada-salida y requieren atención meramente ocasional con un  proceso.

Midiendo respuesta

Cada patrón de uso del sistema debe seguir políticas de planificación distintos.

Tick es la fracción de tiempo por la cual se puede realizar un trabajo útil, usar la CPU sin interrupción.

Quantum es el tiempo mínimo que se permitirá a un proceso el uso de un procesador.

Las métricas que se emplean para medir el comportamiento del sistema son las siguientes.

• Tiempo de respuesta. (T)
• Tiempo de espera. (E= T-t)
• Porción de penalización. (P=T/t)
• Porción de respuesta. (R=T/t)

también es necesario considerar

• Tiempo de núcleo.
• Tiempo de sistema.
• Tiempo de usuario.
• Tiempo de uso del procesador.
• Tiempo desocupado.
• Utilizacion del CPU.

Algoritmo de planificación

El planificador a corto plazo puede ser invocado cuando u proceso se encuentra en una de las siguientes características

• Pasa de estar ejecutado a estar en espera
• Pasa de estar ejecutando a estar listo
• Deja de estar en espera para estar listo
• Finalización de su ejecución y pasa de ejecutando a terminado.

Objetivos de planificación

Los algoritmos serán presentados, son respuestas que intentan de diferentes maneras y distintos supuestos base, darse a los objetivos principales.

Primero llegado, primero servido. (FCFS)

Este es un mecanismo cooperativo, con la mínima lógica posible: cada proceso se ejecuta en el orden que ha llegado y hasta que suelta el control.

Ronda (Round Robin)

Busca dar relación de respuesta buena, tanto para procesos largos como para cortos Ronda no es igual a primero llegado, primero servido. cada proceso que este en la lista de procesos listos puede ejecutarse solo en un quantum.
La ronda puede ser ajustada y modificada la duración de que conforme se incrementa que la ronda tiene que convertirse en FCFS.

El proceso más corto a continuación (SPTU, SHORTEST, PROCESS NEXT)

Cuando no se tiene posibilidad de implementar la multitarea apropiativa, pero se requiere de un algoritmo más justo, contando con informacion por anticipado acerca del tiempo que requieran los procesos. 

SPN (PSPTU, PREEMPTIVE SHORTEST PROCESS NEXT)

Apunta que a pesar de que intuitivamente daría una mayor ganancia combinar las estrategias SPTU con un esquema multitarea apropiativa, el comportamiento obtenido es muy similar para ampliar la mayoría de los procesos.

El más penalizado a continuación (HPRN, HIGHEST PENALTY RATIO NEXT)

Es un sistema que no cuenta con una multitarea apropiativa las alternativas hasta ahora resultan invariablemente injustas. El uso de FCFS favorece a los procesos largos, SPN los procesos cortos.

Ronda egoísta (SRR, SELFISH ROUND ROBIN)

Este método busca favorecer los procesos que ya han pasado tiempo ejecutando que los recién llegados. Para la SRR se emplean parámetros a y b ajustables según las necesidades del sistema.

Retroalimentación multinivel (FB, MULTINIVEL FEEDBACK)

El mecanismo en la selección anterior, la ronda egoísta, introdujo el concepto de tener una si no varias colas de procesos, que recibirán diferentes tratamientos, este mecanismo es muy poderoso y se emplea prácticamente en todos los planificadores en uso.

Lotería

Cada proceso tiene un número determinado de boletos y cda boleto presenta una oportunidad jugar en lotería. cada vez que el planificador tiene que elegir el siguiente proceso a poner en ejecución elige un numero al azar y otorga el siguiente quantum al proceso que tenga el boleto ganador. El boleto ganador no es retirado, esta es la probabilidad de que un determinado proceso sea puesto en ejecución.

Esquema Hibrido.

Los siete algoritmos se clasifican en

Algoritmo por cola dentro de fb. cuando se introducen varias colas, se abre la posibilidad de cada una de ellas siga un esquema diferente para elegir cuál de sus procesos está en la cabeza.

Métodos pendientes del estado del sistema,  los parámetros  de operación pueden variar también dependiendo del estado actual del sistema e incluso tomando en consideración valores externos al despachador. 

Rendimiento ante diferentes cargas de procesos. 

En esta arquitectura permitía tener una multitarea real sin tener que realizar cambios de contexto, sin embargo al tener un nivel de concurrencia fijo establecido en el hardware o están fácil de adecuar a un entorno cambiante con picos de ocupación.

Planificación de hilos.

la clase principal de hilos son 
Hilos de usuario, son completamente gestionados dentro del proceso  sin ayuda del sistema operativo
Hilos de núcleo, si son gestionados por el sistema operativo como si fueran procesos.
hay tres modelos principales de mapeo muchos a uno, uno a uno y muchos a muchos.

muchos a uno, muchos hilos son agrupados a un solo proceso, en este modelo los hilos no aprovechan realmente el paralelismo y todos los hilos pueden tener que bloquearse cuando un solo de ellos realiza una llamada bloqueante al sistema.

uno a uno, cada hilo ejecutado como un proceso ligero mantiene como ventaja que los hilos continúan compartiendo su memoria descritos en archivos y demás estructuras. Este modelo permite a los hilos aprovechar ventajas del paralelismo pudiendo ejecutarse cada hilo en un proceso distinto y como único condición el sistema operativo, debe poder implementar LWP.

muchos a muchos, permiten que haya muchos hilos de varios modelos, permite que los hilos unidos, cada uno corresponde a  un LWP y de hilos no unidos, de los cuales uno o más estarán mapeados a cada LWP.

Hilos POXIS

hay dos enfoques a la contención que debe de tener los hilos, ámbito de contención del proceso y ámbito de contención del sistema.

Planificación de multiprocesadores, Para trabajar en multiprocesadores, puede mantenerse una sola lista de procesos e ir despachándolos a cada uno de los procesadores como unidad de ejecución equivalentes e idénticas, o pueden mantenerse listas separadas a procesos que se mostraran a continuación, 

• Afinidad a procesador
• Balanceo de cargos
• Colas en procesos
• Procesadores con soporte a hilos de hardware.

Tiempo real

Todos los esquemas de manejo de tiempo hasta el momento e han enfocado a repartir el tiempo disponible entre todos los procesos que requieren atención, es necesario abordar procesos que requieran garantía tiempo: procesos que para poderse ejecutar deben de garantizar haber tenido determinado tiempo en procesos antes de un tiempo libre, los procesamientos con estas características se conocen como tiempo real.

Tiempo real duro y suave.

Los sistemas en que el tiempo máximo es garantizarle son conocidos como de tiempo real duro, la necesidad de atención en tiempo real puede manejarse periódica o aperiódica, por ocurrencia única.
EL tiempo real suave sigue requiriendo que los procesos criticos reciban un trato prioritario por encima de los procesos comunes; un esquema de tiempo real suave puede implementarse mediante un esquema similar de la retroalimentación multinivel.

Sistema operativo interrumpible (prevenible)

Para que la implementación de tiempo real suave sea apta para estos requisitos es necesario modificar el comportamiento del sistema operativo. Cuando un interrupción corta el flujo de ejecución, hace falta que el sistema procese completa una rutina que da servicio a dicha solicitud antes que continúe operando o se dice que el sistema operativo no es prevenible. 


Inversión de prioridades

Un efecto colateral que las estructuras de núcleo estén protegidas por mecanismos de sincronización es que puede presentarse la inversión de prioridades.