Exposición Procesos - Sistemas Operatívos

5/14/2018 Exposición Procesos - Sistemas Operatívos - slidepdf.com

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República Bolivariana De VenezuelaMinisterio Del Poder Popular Para La Educación Superior

Instituto Universitario De Tecnología Del Estado Trujillo Extensión Trujillo

Materia Sistemas Operativos

GESTION DE PROCESOS EN

LOS SISTEMAS OPERATIVOS

Prof. Frank Delgadillo

Integrantes:

Yarelys Soto CI

Nazareth Rojas CI 19.031.993

Jhonny Borges CI 14.231.184

Alberto Delfin CI 18.925.324

Alberto Bravo CI 17.345.312



Concepto de Proceso

Un sistema operativo es muy complejo en cuanto a sufuncionalidad.

• Concepto de proceso es fundamental paramodularizar y estructurar el sistema operativo,

que por su naturaleza es dinámico.

Un proceso es un programa en ejecución, siendo launidad de trabajo en el SO.

• Un proceso es una entidad activa, quepuede solicitar recursos (archivos, dispositivos,etc.)



Definición de Proceso

Un proceso es un programa en ejecución, que se ejecutasecuencialmente (no más de una instrucción a la vez).

El proceso es una abstracción creada por el SO, que secompone de:• Programa: Código y datos del programa cargadoen memoria principal.• Contexto de Ejecución: PC, registros delprocesador y un stack para invocación deprocedimientos.



Características de un Proceso

•Los servicios superiores del SO se estructuran en base aprocesos•

Permite modularizar y aislar fallas de programas durantesu ejecución•Soporta concurrencia de actividades, lo que permite unmejor aprovechamiento de los recursos•Denominaremos como procesos a los trabajos (jobs) ensistemas de lotes, como a las tareas en sistemas detiempo compartido.



Operaciones con procesos

Procesos pueden ser creados y destruidosdinámicamente, i.e. Se requieren operaciones para:

Creación de proceso

Destrucción de procesoOtras operaciones importantes son:Comunicación entre procesosManejo de hebrasControl de la ejecución de los procesos

Según el SO, existen múltiple alternativa de realizarestas operaciones.



Creación de Procesos

Formación de jerarquías de procesos (relación padre-hijo)

En Unix se forma un árbol a partir de proceso INIT

Respecto a los recursos:Hijos pueden heredar los recursos (compartir), oReciben nuevos recursos

Al crearse un hijo, puede suceder

Hijo se ejecuta concurrentemente con el padrePadre espera que el hijo termine



Termino del Proceso

Suicidio: Se autoelimina• Invocación explícita, normal o anormal (i.e. exit

en Unix).

•Se deben liberan recursos del proceso.

Asesinato: Otro proceso lo elimina

•Normalmente lo hace un antepasado directo (másseguro).

•

Eliminación puede ser normal o anormal.•Término de un proceso puede significar el término detoda su descendencia (i.e. Unix: shutdown y shell).



Procesos Cooperativos

Son aquellos que comparten un estado (o datos)Ejemplos de cooperación:

• Compartir información (e.j. archivos)

• Aceleración de la computación (ejecución paralela)• Modularidad (e.j. cortafuegos)

• Conveniencia (se requieren varias tareassimultáneas)

Cooperación requiere de mecanismos de comunicación ysincronización entre procesos



Abstracción del Proceso



Estados de un Proceso

•Nuevo: El proceso está siendo creado.

•Ejecución: Proceso ejecuta instrucciones de máquina.

•Listo: El proceso está listo para recibir el procesadorpara iniciar o continuar su ejecución.

•Espera: El proceso deja de competir por el procesador,esperando un evento externo (e.j. E/S, sincronización

con otro proceso, una señal, etc.)•Terminado: El proceso ha terminado su ejecución



Estados y Transiciones de un Proceso



Transiciones de un Proceso

Admitir: Proceso entra a competir por recursosDespachar: Planificador elige de cola listo el próximoproceso, cargando el procesador con su contexto.

Expropiar: Interrupción del temporizador (timeout), porfin de cuanto de tiempo, guardándose el estado delproceso.Despertar: Proceso vuelve a competir por el procesador

al ocurrir el evento esperado.Salir: El proceso termina su ejecución (normalmente ocon error).



Tabla de Procesos

El sistema administra los procesos a través de una tabla

que contiene para cada proceso existente en el sistemaun descriptor.Este descriptor se denomina Bloque de Control deProceso (PCB).La tabla es una estructura de datos localizada en el

núcleo del sistema.



Bloque de Control de Procesos (PCB)

•Identificación del Proceso (número único: PID)•Estado del Proceso (Ejecutándose, listo, esperando,etc.)

•Contador de programa (Próxima instrucción)•Registros de trabajo (para guardar los registros)•Planificación de CPU (prioridades, punteros a colas deplanificación y otros parámetros)

•Administración de Memoria (registros base y límite,tablas de página o segmento, etc.)

•Contabilidad (CPU usada, límites de tiempo, # cuenta,etc.)

•Estado de recursos (Lista de recursos asignados yestado)



Jerarquía de Procesos

•La secuencia de creación de procesos, se genera

como un árbol de procesos

• Las relaciones que existen entre los procesos seemplean como los términos de Padre, Híjo, Hermano,Abuelo

• Cuando el proceso A solicita al Sistema Operativoque cree el proceso B, se dice que A es padre de B y B sHijo de A, Bajo esta óptica, la jerarquía de procesospuede considerarse como un árbol genealógico

• Algunos sistemas operativos, como Unix,mantienen una forma explicita esta estructura jerárquicade procesos, un proceso sabe quien es su padre,mientras que otros sistemas operativos como el Windows

NT no la mantienen



Entorno de un Proceso

Consiste en un conjunto de variables que se le pasan alproceso en el momento de su creación.

El entorno esta formado por una tabla NOMBRE-VALOR

que se incluye en la pila del proceso. El NOMBREespecifica el nombre de la variable y el VALOR su valor.



Grupo de Procesos

Los procesos forman grupos que tienen diversaspropiedades.El conjunto de procesos creados a partir de un shell

puede formar un grupo de procesos. También pueden

formar un grupo los procesos dependientes de unterminal



Monotarea:

Un sistema operativo monotarea, solamente permite queexista un proceso en cada instante. Si quieren ejecutarvarios procesos, o tareas, hay que lanzar la ejecución dela primera y esperar que termine antes de poder lanzar lasiguiente.un ejemplo es MS-DOS

Multitarea:Permite que coexistan varios procesos activos a la vez.

El sistema operativo se encarga de ir repartiendo eltiempo del procesador entre estos procesos, para quetodos ellos vayan avanzando en su ejecución.



Base de la Multitarea

La multitarea se basa en las tres característicassiguientes:

*Paralelismo real entre E/S y procesador

*Alternancia en los procesos de fases de E/S y deprocesamiento

*Memoria principal capaz de almacenar varios procesos



Ventajas de la Multitarea

*Facilita la programación. Permite dividir las aplicacionesen varios procesos, lo que benefician su modularidad

*Permite prestar un buen servicio, puesto que se puede

atender a varios usuarios de forma eficiente, interactiva ysimultanea

*Aprovecha los tiempos muertos que los procesos pasanesperando a que se completen sus operaciones de e/s

*Aumenta el uso de la Ucp, al aprovechar los espacios detiempo que los procesos están bloqueados.



Procesos Nulos

El procesador no para de ejecutar nunca.

Este proceso consiste en un bucle infinito que no realizaninguna operación útil.El objetivo de este proceso es <<ENTENDER>> alprocesador cuando no hay ninguna otra tarea.



Planificador y activador

El planificador (SCHEDULER) forma parte delnúcleo del sistema operativo. Entra en ejecución cada vezque se activa el sistema operativo y su misión esseleccionar el proceso que se ha de ejecutar a

continuación.

El activador (DISPATCHER) también forma partedel sistema operativo y su función es poner en ejecuciónel proceso seleccionado por el planificador.



Planificación de Procesos

Objetivos de la Planificación de Procesos:

•Multiprogramación: Tener siempre un procesoejecutándose con el propósito mejorar utilización CPU

y otros recursos.•Tiempo Compartido: Cambiar rápidamente la CPUentre procesos para mantener buena interactividad.

No pueden existir más procesos en ejecución que el

número de procesadores

Sistemas de multiprocesamiento permiten tener más deun proceso en ejecución.



Planificadores a Largo Plazo

•Actúa con poca frecuencia (normalmente cuandotermina un proceso), creando un proceso y cargándoloen la memoria.•Controla el grado de multiprogramación.

•Determina una buena mezcla de procesos de usointensivo de CPU y de E/S.

•Algunos sistemas no tienen este planificador•(e.j. Sistemas de tiempo compartido).



Planificadores a Corto Plazo

•Decide a qué proceso asignarle la CPU, el cual esseleccionado de la cola listo.

•Se ejecuta con alta frecuencia, cada vez que un procesoabandona la CPU:

•salida del proceso (exit)

•timeout (expira su ranura de tiempo)

•solicitud de E/S o espera por un evento•Asegura la interactividad en un sistema



Planificadores a Mediano Plazo

•Permite regular la carga reduciendo o aumentando el

grado de multiprogramación, usando técnica deswapping.

•Un factor de decisión importante es la demanda pormemoria de los procesos.

•Se usa en sistemas de tiempo compartido



Grados de Multiprogramación ynecesidades de memoria principal

Se denomina grado de multiprogramación al numero deprocesos activos que mantiene un sistema. El grado de

multiprogramación es un factor que afecta de formaimportante el rendimiento que se obtiene de unacomputadora



Información del Proceso

El proceso es la unida de procesamiento gestionada porel sistema operativo.Para poder realizar este cometido, el proceso tieneasociado una serie de elemento de información que se

organizan en tres grupos: Estado del Procesador. Imagen de memoria del Proceso Imagen de memoria con un único segmento de tamañofijo.



Estado del Procesador

El estado del procesador esta formado pro el contenidode todos sus registro, y se enumeran de la siguientemanera:

Registro generales Registro de estado Registro especiales



Imagen de Memoria del Proceso

La imagen de memoria del proceso esta formada por losespacios de memoria que esta autorizado a utilizar. Las

principales características de la imagen de memoria sonlas siguientes



Imagen de Memoria con un ÚnicoSegmento de Tamaño Fijo

Este es el modelo mas sencillo de imagen de memoria ysu uso se puede restringir a los sistemas sin memoria

virtual. El proceso recibe un único espacio de memoriaque, además, no puede variar de tamaño.



Información de control del Proceso

En esta sección se incluye diversa información quepermite gestionar al proceso.Destacaremos los siguientes datos:

Información de planificación y estado:-Estado del proceso-Evento por el que espera el proceso cuando esta

bloqueado-Prioridad del proceso

- Información de planificación



Información del BCP

El BCP contiene la información básica del proceso, entrela que cabe destacar lo siguiente:

Información de identificaciónEstado del procesadorInformación de planificación y estado

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