Procesos y administración del procesador

Pregunta	Respuesta
¿Qué es un proceso?	Un programa que se está ejecutando. Aquello que se manifiesta por la existencia en el Sistema Operativo de un bloque de control de proceso. Aquella entidad a la cual son asignados los procesadores.
Speudo paralelismo	En sistemas de multiprogramación la cpu alterna de programa en programa, es decir que la cpu ejecuta en cierto instante un solo programa, intercambiando muy rápidamente entre uno y otro.
Paralelismo real de hardware	En ejecución de instrucciones de programa con más de un procesador de instrucciones en uso simultáneamente. O con la superposición de ejecución de instrucciones de programa con la ejecución de una o más operaciones de entrada / salida
Características del modelo de procesos	Todo el software ejecutable se organiza en varios procesos. Un proceso incluye al programa en ejecución y los valores activos del contador, registros y variables. Conceptualmente cada proceso tiene su propia cpu virtual.
Algoritmo de planificación	Determina cuándo detener el trabajo en un proceso y dar servicio a otro distinto por parte del procesador.
Jerarquías de procesos	Los S.O. deben disponer de una forma de crear y destruir procesos cuando se requiera durante la operación, teniendo además presente que los procesos pueden generar procesos hijos mediante llamadas al S.O., pudiendo darse ejecución en paralelo.
Image: Image Cea (image/jpeg)	Cada proceso es una entidad independiente pero frecuentemente debe interactuar con otros procesos.
Image: Image8 Q0 (image/jpeg)	Los estados que puede tener un proceso: En ejecución: utilizando la cpu. Listo: ejecutable, se detiene en forma temporal para que se ejecute otro. Bloqueado: no se puede ejecutar debido a la ocurrencia de algún evento externo (ej esperar datos de e/s).
¿A qué se denomina despacho?	La asignación del proceasador al primer proceso de la “Lista de Listos” se denomina “Despacho”, que es ejecutado por una entidad del Sistema Operativo llamada “Despachador”.
¿Cuándo se utiliza la información del bloque de control de proceso (PCB)?	Cuando el S.O. cambia la atención de la cpu entre los procesos, utiliza las áreas de preservación del PCB para mantener la información que necesita para reiniciar el proceso cuando consiga de nuevo la cpu.
¿Que implica la creación de un proceso?	Dar un nombre e insertarlo en la lista del sistema de procesos conocidos. Determinar una prioridad inicial. Crear el bloque de control del proceso. Asignar los recursos iniciales del proceso.
¿Que implica la destrucción de un proceso?	Borrarlo del sistema. Devolver sus recursos al sistema. Purgarlo de todas las listas o tablas del sistema. Borrar su bloque de control de procesos.
¿Qué ocurre cuando pasa una interrupción?	El S.O. obtiene el control. Salva el estado del proceso interrumpido, generalmente en su bloque de control de procesos. Analiza la interrupción y transfiere el control a la rutina apropiada para la manipulación de la interrupción.
Tipos de interrupciones	SVC: llamada al S.O. E/S: cambio de estado de un canal. Externa: ej, expiración de reloj. De Reinicio: reinicio del procesamiento De Verificación de Programa. De Verificación de Máquina: errores de HW.
¿Qué es el núcleo del S.O. (porción de código)?	Controla todas las operaciones que implican procesos y generalmente permanece en el AM primario. El proceso de interrupciones se incluye en el núcleo.
Planificación de procesos	Cuando más de un proceso es ejecutable desde el punto de vista lógico, el S.O. debe decidir cuál de ellos debe ejecutarse en primer término. El Planificador es la porción del Sistema Operativo que decide y el Algoritmo de Planificación es el utilizado.
Planificación Apropiativa: una vez que se le ha otorgado la cpu a un proceso, le puede ser retirada. ¿Características?	Es útil cuando los procesos de alta prioridad requieren atención rápida; es importante para garantizar buenos tiempos de respuesta en sistemas tiempo compartido; tiene su costo en recursos por el intercambio de contexto y mantener muchos procesos en el AM principal implica sobrecarga.
No Apropiativa: una vez que se le ha otorgado la cpu a un proceso, no le puede ser retirada. ¿Características?	Significa que los trabajos “largos” hacen esperar a los trabajos “cortos”. Logra mayor equidad. Logra hacer más predecibles los tiempos de respuesta.
Un proceso retiene el control de la cpu hasta que ocurra alguna de las siguientes situaciones	La libera voluntariamente. El “reloj de interrupción” o “temporizador de intervalos” lo interrumpe. Alguna otra interrupción atrae la atención de la cpu.
Tipos de prioridades asignadas	Automáticamente por el sistema Desde el exterior Dinámicas Estáticas Racionalmente Arbitrariamente
Planificación a plazo fijo y garantizada	Plazo Fijo: ciertos trabajos se planifican para ser terminados en un tiempo fijo. Garantizada: se establecen compromisos de desempeño con el proceso del usuario, por ejemplo, si existen “n” procesos en el sistema, el proceso recibirá cerca del “1 / n” de la potencia.
Planificación FIFO	Es una disciplina “no apropiativa” y es muy simple, los procesos se despachan de acuerdo con su tiempo de llegada a la cola de listos. Es predecible pero no puede garantizar buenos tiempos de respuesta interactivos.
Planificación de Asignación en Rueda (RR: Round Robin)	Los procesos se despachan en “FIFO” y disponen de una cantidad limitada de tiempo de cpu, llamada “cuanto”. Si un proceso no termina antes de expirar su tiempo la cpu es apropiada, otorgada al siguiente proceso en espera y el proceso apropiado es situado al final de la lista de listos.
¿Cuáles son las consideraciones respecto al tamaño del Cuanto o Quantum?	Si es muy grande degenera en “FIFO”. Si es muy pequeño, la sobrecarga del intercambio de contexto degrada el sistema. Tiene que permitir que la mayoría de las peticiones de Entrada / Salida se realicen antes de terminar el tiempo.
Planificación del Trabajo Más Corto Primero (SJF)	Es "no apropiativo", el proceso en espera con el menor tiempo estimado de ejecución hasta su terminación es el siguiente en ejecutarse. Favorece a los procesos cortos y requiere un conocer el tiempo de ejecución de un proceso, lo que es díficil de hacer.
Planificación del Tiempo Restante Más Corto (SRT)	Es "apropiativo", el proceso con el tiempo estimado de ejecución menor para finalizar es el siguiente en ser ejecutado. Debe mantener un registro del tiempo de servicio transcurrido del proceso en ejecución, lo que aumenta la sobrecarga.
Planificación el Siguiente con Relación de Respuesta Máxima (HRN)	Es "no apropiativo", la prioridad de cada proceso está en función no sólo del tiempo de trabajo, sino que también influye la cantidad de tiempo que el trabajo ha estado esperando ser servido.
Planificación por Prioridad	Las ideas centrales son que cada proceso tiene asociada una prioridad y que el proceso ejecutable con máxima prioridad es el que tiene el permiso de ejecución.
Colas de Retroalimentación de Niveles Múltiples: beneficios	Favorecer trabajos cortos y los limitados por la E/S para optimizar el uso de los dispositivos de E/S. Determinar la naturaleza de un trabajo lo más rápido posible y planificar el trabajo (proceso) en consecuencia.
Colas de Retroalimentación de Niveles Múltiples: implementación	Image: Yep (binary/octet-stream)
Política Versus Mecanismo de Planificación	Se parametriza el algoritmo de planificación y los parámetros pueden ser determinados por medio de procesos del usuario; así el mecanismo está en el núcleo del S.O. pero la política queda establecida por un proceso del usuario.
Planificación de Dos Niveles: los procesos ejecutables están en la memoria principal y en el AM secundario. ¿Implementación?	Se carga en la memoria principal cierto subconjunto de los procesos ejecutables y el planificador se restringe a ellos durante cierto tiempo.
El paralelismo dentro de los programas puede ser “explícito” o “implícito”.	El paralelismo explícito es indicado de forma específica por un programador. El paralelismo implícito es explotado por los compiladores mediante las técnicas de “distribución de ciclos” y de “reducción de la altura del árbol”
Distribución de Ciclos	Una “estructura de ciclos o de repetición” implica la repetición de una serie de proposiciones (cuerpo del ciclo) hasta que ocurre alguna condición de terminación, por ejemplo un for.
Reducción de la Altura del Arbol	Utilizando las propiedades asociativa, conmutativa y distributiva de la aritmética, los compiladores pueden detectar el paralelismo implícito en expresiones algebraicas y reordenarlas
¿Cuál es la razón para que exista organización del hardware del multiprocesador?	Para determinar los medios de conexión de los procesadores múltiples y los procesadores de E/S a las unidades de almacenamiento. Hay tres tipos de organizaciones más comunes.
Image: Image F1 D (image/jpeg)	Tiempo Compartido o Bus Común (o Conductor Común)
Image: Image Tgq (image/jpeg)	Matriz de Barras Cruzadas e Interruptores
Image: Image1 Hn (image/jpeg)	Almacenamiento de Interconexión Múltiple
Image: Image Oai (image/jpeg)	Almacenamiento de Interconexión Múltiple con memorias privadas para cada procesador
Image: Image Bqs (image/jpeg)	Grados de Acoplamiento en Multiprocesamiento: Ligeramente acoplados ->Los sistemas pueden funcionar independientemente y se comunican cuando sea necesario.
Image: Image5 Fg (image/jpeg)	Grados de Acoplamiento en Multiprocesamiento: Rígidamente acoplados ->Utiliza un solo S.O. y un único almacenamiento compartido por varios procesadores.
Organizaciones básicas de S.O. para multiprocesadores	Maestro / satélite. Ejecutivo separado para cada procesador. Tratamiento simétrico (o anónimo) para todos los procesadores.
Organización Maestro / Satélite	El procesador “maestro” es de propósito general y realiza operaciones de E/S y computaciones (programas de sistema). Los procesadores “satélites” sólo realizan computaciones (programas de usuario). Si falla un satélite se pierde capacidad computacional pero el sistema no falla.
Ejecutivos Separados	Cada procesador tiene su propio S.O. y responde a interrupciones de los usuarios que operan en ese procesador. Existen tablas de control con información global del sistema a las que se debe acceder utilizando exclusión mutua. Los procesadores no cooperan en la ejecución de un proceso individual.
Tratamiento Simétrico	El S.O. administra un grupo de procesadores idénticos, donde cualquiera puede utilizar cualquier dispositivo de E/S y puede referenciar a cualquier unidad de almacenamiento. Es posible equilibrar la carga de trabajo y todos los procesadores pueden cooperar en la ejecución de un proceso individual.
En el esquema anterior, ¿qué hace el procesador ejecutivo?	El procesador ejecutivo es el responsable (uno sólo) en un momento dado de las tablas y funciones del sistema; así se evitan los conflictos sobre la información global.
Recuperación de Errores en S.O. multiprocesadores	Los datos críticos deben mantenerse en copias múltiples y en bancos de AM separados. Debe haber capacidad de detección y corrección de errores de HW y se debe utilizar la capacidad ociosa del procesador para tratar de detectarlos.
Multiprocesamiento Simétrico (MPS): cada procesador posee capacidades funcionales completas.	Image: Image Fap (image/jpeg)
Procesador ejecutante y propietario	Se considera procesador ejecutante al que está ejecutando un proceso determinado. Se considera procesador propietario al que está conectado a los diferentes dispositivos utilizados por el proceso.

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Resumen del Recurso

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	Creado por Lourdes Soto hace alrededor de 5 años