Control de Operaciones y Concurrencia · 2014. 8. 1. · Agendamiento de Procesos El objetivo de la...

Control de Operaciones y ConcurrenciaDaniel RojasUTN

Thursday, July 24, 14

Procesos

Se consideran todas las actividades que lleva a cabo el CPU.

Es un programa en ejecución.

Involucra el código y los datos que se están utilizando.


Procesos


Procesos

Cada instancia que se ejecuta de un programa es un proceso.

Existen diferentes estados para un proceso.


Estados de un proceso

Nuevo: El proceso está siendo ejecutado.

Ejecutando: Las instrucciones están siendo ejecutadas.

Esperando: El proceso está esperando que algún evento ocurra.

Listo: El proceso está esperando ser asignado al procesador.

Terminado: El proceso ha finalizado la ejecución.


Estados de un proceso


Bloque de Control de Proceso

Cada proceso se representa en el SO utilizando un Bloque de Control de Proceso.

Contiene una serie de información referente al proceso.



Estado del proceso.

Contador del Programa: Indica la dirección de la siguiente instrucción.

Registros del CPU: Los registros a utilizar.

Información de Agenda en CPU: Prioridad, filas y parámetros.

Manejo de memoria.


Hilos

El modelo que se ha discutido involucra únicamente un hilo de ejecución.

Los SO modernos permiten el manejo de múltiples hilos para soportar hacer más de una cosa a la vez.

El Bloque de Control de Proceso debe de manejar datos adicionales referentes a los hilos.


Agendamiento de Procesos

El objetivo de la multiprogramación es que siempre haya un proceso corriendo.

La idea de compartir el tiempo del procesador es que los cambios de proceso sean muy frecuentes, para que el usuario pueda interactuar con varios programas a la vez.

El agendador de procesos se encarga de seleccionar un proceso y ejecutarlos.

En caso de que hayan más procesos estos deben de esperar.


Filas de Agendamiento

Cuando un proceso entra al sistema, lo colocan en una fila de trabajos.

Esta se compone de todos los procesos del sistema.

Los procesos que se encuentran en la memoria principal y están listos para ser ejecutados se encuentran en una lista conocida como la fila de los listos.



Existen otras filas especializadas.

Un ejemplo es la fila de los dispositivos.

Cada dispositivo maneja una fila propia.


Agendadores

Un proceso se mueve en varias filas durante su ciclo de vida.

El proceso de selección de procesos para las filas los lleva a cabo un agendador.

El agendador a largo plazo se encarga de seleccionar procesos en el disco duro y moverlos a la memoria principal.


Agendadores

El agendador a corto plazo selecciona los procesos que están listso y los ubica en el CPU para su ejecución.

La diferencia más importante entre estos agendadores es la frecuencia de ejecución.

El agendador a corto plazo se ejecuta con frecuencias de milisegundos mientras que el agendador a largo plazo puede tomar minutos en volver a ejecutarse.


Agendadores


Cambio de Contexto

Cuando se va a cambiar de proceso a proceso, el CPU tiene que guardar el contexto actual para poder recuperarlo después.

El contexto se representa con el Bloque de Control de Proceso.

El cambio de contexto consiste en guardar el proceso con todo lo relevante y cargar otro.


Operaciones en Procesos

Creación

Finalización


Creación de un proceso

Durante la ejecución es normal que un proceso cree nuevos procesos.

El proceso que crea se conoce como proceso padre, mientras que los procesos creados se conocen como hijos.

Cada proceso crea nuevos procesos formando un arbol de procesos.



La mayoría de SO identifica los procesos utilizando un PID.

El PID sirve para extraer información, encontrar y matar procesos.



Cuando se crea un proceso existen dos posibilidades:

El padre se ejecuta concurrentemente con su hijo.

El padre espera a que todos los hijos hayan terminado.


Terminación de un proceso

Un proceso termina cuando alcanza su última instrucción o cuando solicita al sistema operativo que se elimine.

Cuando se finaliza el proceso reporta a su padre, con algún valor, la forma de finalización.

Posteriormente todos los recursos, que estaba usando ese proceso, son liberados por el sistema operativo.



Los procesos pueden ser terminados por agentes externos.

Los procesos hijos pueden ser matados por sus padres.



Un proceso hijo puede morir por:

Ha excedido el uso de algún recurso.

La tarea que se le había asignado ya no se requiere.

El papá va a terminar y el sistema operativo no permite que los hijos continúen.



En muchos sistemas operativos no se permite que existan hijos sin padres.

Al proceso de matar a los hijos una vez que el padre no exista se le conoce como terminación en cascada.


Procesos zombies

“Es un proceso que ha completado su ejecución pero aún tiene una entrada en la tabla de procesos, permitiendo al proceso que lo ha creado leer el estado de su salida. Metafóricamente, el proceso hijo ha muerto pero su "alma" aún no ha sido recogida.”


Procesos huérfanos

Son procesos que se quedan sin padre, y no se liberan de la tabla de procesos.

Linux hace que el padre sea init y constantemente hace una limpieza.


Comunicación entre procesos

Existen dos tipos de procesos:

Independientes

Cooperadores



Motivos para permite procesos cooperadores:

Compartir la información

Velocidad a la hora de computar

Modularidad

Conveniencia



Existen dos mecanismos para la cooperación entre procesos:

Memoria compartida

Mensajes


Memoria compartida

En este caso se determina un área de memoria compartida para los procesos

En esta área los procesos pueden escribir y leer diferentes datos que necesiten compartir

Requiere de algún método para evitar conflictos


Mensajes

En este mecanismo los procesos se envían mensajes para compartir la información relevante

Funciona para compartir pequeñas cantidades de información

En algunos casos es más fácil de implementar


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