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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
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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..
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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:
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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
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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
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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
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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.
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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.
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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
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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
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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
......
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Estados del Proceso LigeroEstados del Proceso Ligero
Proceso
Procesos ligeros
Activo
Bloqueado por acceso a disco
Bloqueado por comunicación
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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.
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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.
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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.
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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
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Niveles de PlanificaciónNiveles de Planificación
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.
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Niveles de PlanificaciónNiveles de Planificación
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
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Niveles de PlanificaciónNiveles de Planificación
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.
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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.
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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
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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)
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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
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Lista de Procesos Listos
AA CC AA CPUCPUBB
Apropiación
ROUND ROBINROUND ROBIN
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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)
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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
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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
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Uso delUso delCPUCPU
TerminaciónTerminación
Uso delUso delCPUCPU
Nivel 0 FIFO
Uso delUso delCPUCPU
TerminaciónTerminación
Nivel 1 FIFO
Uso delUso delCPUCPU
TerminaciónTerminación
Nivel 2 FIFO
Nivel 3ROUNDROBIN
Colas Múltiples
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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.
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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
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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.)
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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
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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
E D D D D D E E E E E
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Evaluación del AlgoritmoEvaluación del Algoritmo
Primer Trabajo más corto (S.J.F.)Primer Trabajo más corto (S.J.F.)
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 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
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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
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Evaluación del Algoritmo
Tiempo restante más corto (S.R.T.)ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo
llegadallegada t Arranque Finalizaciónt Arranque Finalización TT WW PP
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
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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
E D D D D D E E E E E
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Evaluación del AlgoritmoPrioridades
ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo
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
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Evaluación del AlgoritmoPrioridades
ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo
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
Sistemas Operativos UNEFA 2010
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http://slidepdf.com/reader/full/unidad-iii-obj31-procesos-en-los-so 40/41
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
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Evaluación del AlgoritmoRound Robin
ProcesoProceso TiempoTiempo Tiempo TiempoTiempo Tiempo
llegadallegada t Arranque Finalizaciónt Arranque Finalización TT WW PP
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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