Capitulo 4

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Capitulo 4 - Sistemas Operativos

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Capitulo 4

  1. 1. ADMINISTRADOR DEL PROCESADOR Dirección del procesador p. . ra,
  2. 2. 'u -- J . j IJMZOOICÇHM101C>3101CD1001C310OHÍ01
  3. 3. Aquí veremos como cl administrador del procesador asigna la CPU para ejecutar tareas de los usuarios. ig; . É , . / ÍÍWMW101101W10100100100100|001
  4. 4. Ú ; Cómo se asigna el CPU a trabajos? EI administrador del procesador realiza Ia planificación de trabajo, Ia planificación de proceso e interrumpe Ia dirección.
  5. 5. ;Cómo se asigna el CPU a trabajog ° Se requiere una política de planificación y un algoritmo de planificación. wüãõíííiõoíoõwñõfõõíi
  6. 6. ;Cómo se asigna eI CPU a trabajo - En sistemas de un solo usuario, procesador esta ocupado solo cuando el usuario ejecuta un trabajo - en todas otras veces es ocioso. La dirección de procesador es simple.
  7. 7. Ci ; Cómo se asigna eI CPU a trabajos? En un ambiente de multiprogramación, el procesador debe ser asignado a cada trabajo en una manera 'usta eficiente.
  8. 8. Ú Algunos conceptos importantes ? mcgrzraa - unifsc' inactiva, como un archivo almacenado en un disco.
  9. 9. Algunos conceptos importantes a Para un sistema operativo, un prog : e 'na o lrsbsio es una unidad de trabajo que ha sido enviado por el usuario. ÍHT : ptnwrada p. a. . dosaipcitn Í ~ qu. í-Pr ' a si. , «q uma 49 'insana Froçrar acl p. a. , um cl 35 Ái 1.1:¡ iLu' i uh) meinen minidiacnilaaibie DQCuíIIHIl-Ligll p_ q” rui¡ lu F1 ! B
  10. 10. . A l 'i - . , , _ . ._ v -. (Kagwfr . mp4 _h ¡; &1›° . .1 . ~ »Ex , r u j *l u ll V: ' 3_ _ iv: ,ij * i l 1 v v . , . . , ›, - , n . _ -. _ x. , . ç. , g N! i i 7'L V -y 'l 'u -- : J . j t]iCO0lC3101101C>3101CD1001C31001lÍ01 _ ' í' f--p--j ' _ v- . íaÀàgi-*ídH
  11. 11. Algunos conceptos E] importantes - : :ter 2': cs 1. 'cl - una parte de un proceso que puede ejecutarse por separado.
  12. 12. D ÍP*roà: ces ad. r*í mirar 1.51!? ~: L=l_›*_t_r, :5.. :il. . n_= : A; !Aut p_ : gt-ç . í i M: ,pari j . A17 _FHIÍTÇÍ ÍÍÇ' , i 173?; ii P' i vw _1"lÃi_iiL* i: v: * inríítri aaiccõiÉ _cimo 1CD1001CU1001CO1
  13. 13. , _ A . __ . . , r _ r ' _ _ ~ »__ _ , . _ N _ T L i' , V, - › j . e Ji . , _, ,. _« _ 1 r i' ' ir' 7, P' . . i ' i3? -. ›^* l n. V. ;r 'E . . , , _J .4 s'. _ . . . . 7 , M_ _ , , y ¡ . . f¡ . _ n I. .. t _. ... ,. v ~›í#› _d_ . at É. . c j ' s , rr: e s^iacl, o , §isea ifaãigljêdííiíêai oad, a traoaigrt t* eargparigsaydurantte jjun§rio a: de: temo “ÉÍBÂSHSÍHHÊB” en MEHÍIEÍHÍG: W' oitcõiÉioiimoaionmooicaiooir a1 L
  14. 14. Ú Planificación de trabajo contra planificación de proceso El administrador del procesador tiene 2 sub - administradores: Planificador de *': r"i'i«-;7»i'r”i 'i trabajo. ,i , g ' ' i / rmi ; a a: Planificador de . x É, proceso. it, íçtr*
  15. 15. Planificador de trabajos Planificador de alto nivel Selecciona trabajos de una cola de trabajos entrantes. Las coloca en Ia cola de proceso (lotes o interactivo), basado en las características de cada trabajo. Su objetivo es poner los trabajos en una secuencia tal que use los recursos de todo el sistema tanto como sea posible. a ,
  16. 16. Planificador de trabajos ° Se esfuerza para Ia mezcla equilibrada de trabajos con Ia interacción de entrada - salida y trabajos con mucho computo. Su meta es mantener ocupado Ia mayor parte de componentes del sistema la mayor parte del tiempo.
  17. 17. Planificador de procesos . - Planificador de bajo nivel- asigna la CPU para ejecutar los procesos de aquellos trabajos colocados sobre Ia cola LISTO por el planificador de trabajo. Después de que un trabajo ha sido colocado sobre Ia cola LISTO por el planiñcador de trabajo, el planiñcador de proceso es el que Io asume.
  18. 18. t: : . z -_, _É .4 , e à 7 e e ii 4 . ,*§FÊÊ= ÉÊx L 7,. ? Ii iluãli-'IIZIÇ : tiemipo_ a r a *a1 e. ; ii . .Ii a “ 'l g a i Êil' l . jj _ . j. fo. :_-__-e; _i; 2: i j *l * Hi . ' "a h, -- ; ': . .. z OiCO0lC310110103101CD1001C31001(01 _ ' í' ”¡-p-1' *Ê= ?“ __ v- __g7a5=ee«m 7 , ," *-', _ --* L
  19. 19. cru y EIS Ú Para planiñcar la CPU, el planiñcador usa cl rasgo común entre la mayor parte de programas del ordenador: la alternancia entre ciclos de CPU y ciclos de entrada - salida (E / S). REAI) ^'B (ndo E/ S C= A+B D = (A +- B- (É) > Ciclo CPL' H = A - B F I D/ li YRITE A, B, C , D, E, F i (Iiclo lÊ/ S S'I'(Í)P END Terminar ejecución
  20. 20. ' T % t e - ciclos 3; de= entraa: --» salida . , S _i j? z. , = já Pá: rf , . *ga c . ,›~ c fi 2 i x : .2 c' 1_ E. ; “'- , ..«" I'll; I' ; *' a 54_ . te. 'A u- c- I 1:. ; . u , . e, o. , v1- wir¡ , ,_¡_. 4¡ , à _w . u , _ _A , ._ _= . “ ' 1 ' 'i' ^. ^ , i-zmm n" 'v' n» ' . V i . A 'i' x 'a | ,_. ¡ 7, _q í w i_ . av _› “q, . _ _ __ __ (s. .. Mara* , ,- ~4 ç. r j A j ¡ , -í. _ i . rm A . _l . .f , i_ l i f_ r ~ x , o; ~ , .. -4 _i -r _ , I l * a l i 1 ii 'lí' ' ' _ni H ' q' l_ i3 -ie , ., .- -' i. › . t . ^ w '_ -zx v* v v ~ n L , a I . ' I I I ' . oitcoic oiioio 1CD1001C31001(01 L
  21. 21. Ú Curva de distribución de Poisson EI efecto total de los ciclos CPU, tanto de trabajos limitados por E/ S como de trabajos limitados por CPU, se aproxima a una curva de distribución de Poisson. a¡ . 1p , w _ _, _ _, rar* re, f' “ *' V? ? j* *i ~-r› “f, j, .;. ?.; .= as». ,i l PROCESO : __¡›: _,, :k_, . l ~l_ * »J «Vi _J iJ LJ i il '
  22. 22. Cl Planificador de nivel medio En un ambiente sumamente interactivo hay un tercer nivel llamado planificador de nivel medio. Retira trabajos activos de la memoria para reducir el grado de multiprogramación y permite que los trabajos se completen más rápido. 1 , a i L cccc @Ci il '
  23. 23. . . . ' x . SCIIJLÍTIÍIIH PIN CJCÍJIIÍIÓII 'I n i CHIHbIO th' CUIIIO' 'O - -ãi ^ cova l_- “ . J. . à e-C s 'x . r r "x interrompida l. l x lüjmu luh ll'. / x 1 No Ejecutable Recurso ix bímlmulutaptrl Bloqueada/ S , Í dkponme : :cimo disponibk “manada / x ejecución I' 'É / i . ..l-'í _Fo- *a5 . x x . x t* Transiciórt *- : pera . x x --. . *a x~ 11". . , '- . Í'. . s )4- " < terminado > I" "N . r u? 1 f' , r z x a k s _p “à ' TJeshltuquearlanncnrao no cliaiunilale
  24. 24. Bloque de control de procesoü (PCB) - Es una estructura de datos que contiene Ia información básica sobre Ia tarea. ° Identificación del proceso (trabajo aceptado). ° Estados del proceso indica estado de trabajo - ACEPTADO, LISTO, EN EJECUCION o BLOQUEADO
  25. 25. Bloque de control de procesoí] (PCB) ° Condición del proceso contiene: estado de proceso, el contenido de registro, información de memoria principal, recursos, prioridad de proceso.
  26. 26. PCBs y formación de una cola de E] espera EI PCB de un trabajo se crea cuando el planificador de trabajos Io acepta y se actualiza conforme éste avanza desde el comienzo hasta el final. Las colas usan los PCBs para llevar control de trabajos. PCBs, no los trabajos, son unidos para formar colas. P ej. PCBs para cada trabajo listo son unidos sobre Ia cola LISTO; todo los PCBS para trabajos solamente entran en el sistema unidos en Ia cola de ACEPTADO . Las colas deben ser manejadas por las politicas y algoritmos de planificación del proceso. r , ,,, Lia_
  27. 27. g: .. ..= n-F'~›-= ›-; .; -_, _É F 4 -Zv _J . i - C'l›! ::: V¡ i i . _j , Je¡ , _~ , v_ 2,. “e E j (M, ii “ fi, a plam , I ; ,o 3_ A oitcõiÉí1oi1oic› 1CD1001CU1001CO1
  28. 28. Políticas de planificación de . procesos : l ° Algunos recursos no pueden ser compartidos una vez que ellos son asignados (como impresoras) ° Algunos recursos requieren Ia intervención del operador (como unidades de cinta magnética). g à' ijzf t' “Vi ¡j-'pg “m iii . i
  29. 29. Ú Una buena política de planificación Maximizar Ia producción. Maximizar Ia eficiencia del CPU. Asegure Ia imparcialidad para todos los trabajos. r; u a l
  30. 30. Una buena política de planificacíà - Reducir al míñimo el tiempo de respuesta. ° Reducir al mínimo eI tiempo de retorno. ° Reducir al mínimo el tiempo de espera.
  31. 31. Algoritmos de Planificacion de Procesos . o ooooo MB_
  32. 32. Tipos ÚPrimero en entrar, primero en servirse ÚSigue el trabajo mas corto ÚPlaniñcación por prioridad CITiempo Restante mas breve CIRound Robin ÚColas de múltiples niveles 019Oõ7i-fj1o”iá 3105 . .or. ›11áa1:›-: ›neon-mr.
  33. 33. Primero en entrara, primero en servirse ~ i “ ÚConforme entrar los Job son atendidos ÚSe usa en los sistemas por Lotes ÚNo es utilizado para usuarios interactivos por el tiempo de respuesta es muy largo ÚLos trabajos sc cjccutan hasta que tcrminan no existen las colas de Bloqueado ÚEI tiempo de retomo es impi; e_ci_e_c_i11|_e
  34. 34. Ej e m plo El trabajo A tiene un ciclo de CPU de 15 ms B tiene un ciclo de CPU de 2 ms C posee un ciclo de CPU de 1 ms A Tiempo Promedio
  35. 35. Ej em plo 2 C posee un ciclo de CPU de 1 ms B tiene un ciclo de CPU de 2 ms E1 trabajo A tiene un ciclo de CPU de 15 ms ic B i A 0 1 3 Tiempo Promedio L oooo JLJ il'
  36. 36. Sigue el trabajo mas corto DManeja los Job con base a la duración de su ciclo en el CPU ClLos usuarios dan por adelantado el tiempo estimado 01900153310 i7 O1CPÍI1O1OTJ1OOI f! ? II301|7O3
  37. 37. 2+6+ll+17 4 = 9.0 Ii u a l Tiempo Promedio
  38. 38. Planificación por prioridad ÚLe da preferencia a los trabajos con más importancia ÚLa prioridad se puede asignar utilizando las características extrínsecas de los Job (Usuario) ÚSi hay 2 o mas Job con la misma prioridad se sirve el que llego primero t. . . . 1¡ 'ç' v' , - ^ 1 i . _ E . . _i 1 019_'õ. '1õo'10“i*~. 010104 010011501 90100010'. i
  39. 39. Planificación por prioridad ÚEI Administrador le puede determinar prioridades intrínsecas dependiendo de las características de los JOB ÚRequerimientos de memoria ÚNumero y tipo de periféricos ÚTiempo Total de CPU ÚCantidad de tiempo en el sistema 1. : à/Í. : i J *Íoacrtiioioofóoiooiuoiuwoi ' v _'63 65107
  40. 40. Tiempo Restante mas breve _ ÚEI procesador se asigna a1 trabajo que este por terminar ÚEs mas utilizado en entomos por lotes . b i'm n( H3' ' ' Ggãjõiõáaiíi: ~31C›C¡io1or. ›11ás3i 3:» icoirrr.
  41. 41. Ú Round Robin ÚPara sistemas interactivos ÚNo se basa en las características de los Job si no al tiempo que se le da a cada Trabajo ÚSe utiliza como unidad de medida el quantum 100 ml o entre l o 2 segundos ÚSe utiliza el esquema de primero en entrar primero en servirse, se selecciona el primero de la ñla y se inicializa el reloj si el proceso supera ese tiempo se pone a1 final de la lista de espera "i i i i_-__J « il '
  42. 42. Round Robin ÚCuándo esto ocurre hay 2 posibilidades 1) que sea el fm del ciclo y el trabajo es devuelto al usuario 2) se guarda 1a información del ciclo y queda vinculada al final de la cola 019dõ7i-fj1o”iá 3105 . .or. ›11á«31:›-: › 14301130¡
  43. 43. Tiempo de Llegada Trabajo Ciclo CPU 16 20 24 25 26 Trabajo A B C D Tiempo Retomo 20 7 24 22 TIEMPO PROMEDIO (20+7+24+22)/ 4 :13-25
  44. 44. Colas de múltiples niveles D 'Los trabaj os se pueden agrupar de acuerdo con una característica en común Ú Accpta trabajos por lotes e interactivos CI Se pueden nombrara 4 casos para atender las diferentes colas 4) Ningún movimiento entre colas 5) Movimiento entre colas 6) Quantum de tiempo variable por cola 7 Enveecimiento " " 'n i 'âíõâioíñmooiotoofooi001001001 , . LW i “t
  45. 45. I D Memoria Caché ° Esta diseñada para resolver las diferencias de velocidades entre procesador y memoria principal. - EI procesador tiene un acceso rápido a Ia Memoria cache - Esta almacenas datos usados con mucha frecuencia I . j : (i1: 'L r ij¡ y [I HL LTÍZIÂIEQIÉ (tj) 1311)' (ijtííqi) (gif-if
  46. 46. Ci Memoria Caché * Usa un contador para determinar Ia frecuencia de usos de Ios datos y Ios elimina cuando no son muy constantes a Los datos se deben considerar como temporales no se pueden recuperar Ii u a l

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