3.1 planeacion de trabajo job scheduling
Cuando hay más de un proceso que está en condiciones de ejecutarse en la CPU, se debe escoger alguno. El encargado de tomar esa decisión es el planificador o scheduler, y el algoritmo que usa se llama algoritmo de planificación. (Scheduler = planificación). Posibles objetivos (algunos de ellos contradictorios) del algoritmo de planificación son
Justicia: Asegurarse que todos los procesos tengan su turno de CPU.
Eficiencia: Mantener la CPU ocupada todo el tiempo.
Tiempo de respuesta: Minimizar el tiempo de respuesta de los usuarios interactivos.
Rendimiento o productividad (throughput): Maximizar el número de trabajos terminados por hora.
Tiempo de espera: Minimizar el tiempo medio de espera (en la cola READY) de los procesos.
Una complicación adicional que hay que tener presente es que cada proceso es único e impredecible. Algunos son procesos limitados por I/O, es decir, pierden la mayor parte del tiempo esperando por I/O; otros son procesos limitados por CPU, es decir, requieren principalmente tiempo de CPU. En cualquier caso, todos los procesos alternan entre una fase de ejecución de CPU y otra de espera por I/O
3.2 CONCEPTOS BASICOS job scheduling
Maximizar la utilización del CPU obtenida con la multiprogramación
Ciclo de ráfaga CPU–I/O. La ejecución del proceso consiste de un ciclo de CPU y de una espera de I/O.
Distribución de las ráfagas de CPU
Un planificador de tareas es una aplicación de software de la empresa que se encarga de las ejecuciones desatendida fondo, comúnmente conocido por razones históricas como del procesamiento por lotes.
Los sinónimos son lote sistema, Sistema de Gestión de Recursos Distribuidos (SGDD), y Distributed Resource Manager (DRM). Hoy en día el trabajo de programadores suelen ofrecer una interfaz gráfica de usuario
3.3 TIPOS DE PLANEACION DE JOB SCHEDULING
Objetivo de la planificación: Minimizar el tiempo de espera y minimizar el tiempo de respuesta. La planificación (scheduling) es la base para lograr la multiprogramación.
Un sistema multiprogramado tendrá varios procesos que requerirán
el recurso procesador a la vez. Esto sucede cuando los procesos están en estado ready (pronto). Si existe un procesador disponible, se debe elegir el proceso que será asignado para ejecutar. La parte del sistema operativo que realiza la elección del proceso es llamada planificador (scheduler).
La planificación hace referencia a un conjunto de políticas Y mecanismos incorporados a sistemas operativos que gobiernan el orden en que se ejecutan los trabajos.
3.3.1 FIRST IN FIRST OUT JOB SCHEDULING FIFO
Primero en llegar primero en ser tendido. la cpu se asigna a los procesos en el orden que lo solicitan,
cuando el primer proceso entra en el sistema,
se le inicia de inmediato y se le permite ejecutar todo el tiempo que necesite, cuando llegan otros procesos se les coloca al final de la cola.Cuando se bloquea el proceso en ejecucion, se ejecuta el primer proceso de la cola, si un proceso bloqueado vuelve a estar listo se le coloca al final de la cola como si fuera un proceso recien llegado.
. Es del tipo no expropiativo
. Es equitativo
. Solo necesita una cola para implementarse
3.3.2 ROUN ROBIN JOB SCHEDULING RR
ROUN ROBIN (RR)
Algoritmo apropiativo consistente en determinar un quantum (tiempo de reloj) que marcará
el intervalo de CPU que se le cederá al proceso ejecutando. Cuando finalice el quantum al
Proceso se le quitará la CPU y pasará a la cola de listo. La cola de listos sigue la estructura
FIFO. Si un proceso no consume su quantum libera la CPU y ésta es asignada al siguiente
Proceso de la cola de listo.
Los procesos se despachan en “FIFO” y disponen de una cantidad limitada de tiempo de cpu, llamada “división de tiempo” o “cuanto”.
3.3.3 CHORTEST JOB
SHORTEST JOB FIRST (SJF)
Es una disciplina no apropiativa y por lo tanto no recomendable en ambientes de tiempo compartido. El proceso en espera con el menor tiempo estimado de ejecución hasta su terminación es el siguiente en ejecutarse. Los tiempos promedio de espera son menores que con “FIFO”.
Los tiempos de espera son menos predecibles que en “FIFO”.
Favorece a los procesos cortos en detrimento de los largos.
Tiende a reducir el número de procesos en espera y el número de procesos que esperan detrás de procesos largos. Requiere un conocimiento preciso del tiempo de ejecución de un proceso, lo que generalmente se desconoce
3.3.4 SGORTEST REAMINING
Esta disciplina elige siempre al proceso que le queda menos tiempo de ejecución estimado para completar su ejecución; de esta forma aunque un proceso requiera mucho tiempo de ejecución, a medida que se va ejecutando iría avanzando
en la lista de procesos en estado listo hasta llegar a ser el primero. Para realizar esta elección, es necesario actualizar el PCB de los procesos a medida que se le asigna tiempo de servicio, lo que supone una mayor sobrecarga adicional.
Es una disciplina apropiativa ya que a un proceso activo se le puede retirar la CPU si llega a la lista de procesos en estado listo otro con un tiempo restante de ejecución estimado menor.
Este algoritmo es la versión no apropiativa o espulsiva del algoritmo Shortest Process Next (SPN) o también llamado Shortest Job First (SJF).
3..3.5 HIGHTEST
Algoritmo apropiativo parecido al SRT consistente en calcular el Reponse Ratio (Ratio de respuesta) para asignar la CPU a procesos más viejos. (Para evitar la inanición).
Características:
Es muy productivo
pero se sobrecarga el sistema.
Ofrece un buen tiempo de respuesta.
Equilibra los procesos, aunque da prioridad a los procesos más cortos.
Evita la inanición (los procesos que envejecen serán ejecutados).
3.4 MULTIPROCESAMIENTO
Generalidades de Multiprocesadores.
Un multiprocesador se define como una computadora que contiene dos o más unidades de procesamiento que trabajan sobre una memoria común bajo un control integrado.
Si el sistema de multiprocesamiento
posee procesadores de aproximadamente igual capacidad, estamos en presencia de multiprocesamiento simétrico; en el otro caso hablamos de multiprocesamiento asimétrico.
Si un procesador falla, los restantes continúan operando, lo cual no es automático y requiere de un diseño cuidadoso.
Un procesador que falla habrá de informarlo a los demás de alguna manera, para que se hagan cargo de su trabajo .
3.5 CONCEPTOS BASICOS DE MULTIPROCESAMIENTO
Multiprocesamiento
Medios de multiprocesamiento que tienen más de un procesador que opera en la misma memoria pero ejecuta procesos simultáneamente. En un sistema de multiprocesamiento procesadores múltiples son empleados a ejecutado más de una actividad en el tiempo, siempre que la informática masiva deba ser realizada con regularidad.
Multiprocesador.
Como muchas de las actividades principales de la informática se ejecutan simultáneamente por los procesadores diferentes.
Sin embargo, es esencial proporcionar la sincronización entre procesador múltiple ellos tienen acceso a la memoria común tal que ninguna parte del trabajo de informática debería ser descuidada por el procesador individual con una presunción que el otro procesador lo hará.
Un sistema de multiprocesamiento con vario funcionamiento juntos a la vez proporcionará un ambiente de multiprogramación. La multiprogramación permite que programas múltiples residan en áreas separadas de la memoria principal al mismo tiempo. Con este acercamiento, es posible mantener dos o más empleos simultáneamente en la ejecución o en estados de la ejecución.
3.6 PARALELISMO DE PROCESAMIENTO
Funcionamiento
El paralelismo consiste en ejecutar más instrucciones en menos tiempo, aunque las instrucciones sigan tardando lo mismo en ejecutarse, mediante un simple truco, aunque algo difícil de explicar en detalle. Intentémoslo.
un microprocesador ejecuta instrucciones de código máquina.
Estas instrucciones le dicen como tiene que ir modificando diferentes posiciones de memoria, y como debe ir modificando el flujo de ejecución. Se tiende a pensar, erróneamente, que un procesador con un reloj a 200 MHz (200 millones de ciclos por segundo) ejecuta 200 millones de estas operaciones por segundo
3.7 SISTEMA MULTIPROCESAMIENTO
pesar de las grandes mejoras acaecidas en monoprocesadores para algunas aplicaciones no es suficiente.
– La solución pueden ser los sistemas multiprocesadores:
o Solución más sencilla, natural y con mejor coste-prestaciones.
Dos factores clave para la extensión de los Multiprocesadores
1. Flexibilidad: El mismo sistema puede usarse para un único usuario incrementado el rendimiento en la ejecución de una única aplicación o para varios usuarios y aplicaciones en un entorno compartido.
2. Coste-rendimiento: Actualmente estos sistemas se basan en procesadores comerciales, por lo que su coste se ha reducido drásticamente. La inversión más fuerte se hace en la memoria y la red de interconexión.
3.8 ORGANIZACION DEL MULTIPROCESADOR
Un multiprocesador contiene dos o más procesadores con capacidades aproximadamente comparables.
• Todos los procesadores comparten el acceso a un almacenamiento común y a canales de Entrada / Salida, unidades de control y dispositivos.
• Todo está controlado por un Sistema Operativo que proporciona interacción entre procesadores y sus programas en los niveles de trabajo, tarea, paso, archivo y elementos de datos.
Las organizaciones más comunes son las siguientes:
• Tiempo compartido o bus común (conductor común).
• Matriz de barras cruzadas e interruptores.
• Almacenamiento de interconexión múltiple.
Tiempo Compartido o Bus Común (o Conductor Común)
Usa un solo camino de comunicación entre todas las unidades funcionales
El bus común es en esencia una unidad pasiva.
Un procesador o procesador de Entrada / Salida que desee transferir datos debe efectuar los siguientes pasos:
1. Verificar la disponibilidad del conductor y de la unidad de destino.
2. Informar a la unidad de destino de lo que se va a hacer con los datos.
3.9 SISTEMAS OPERATIVOS MULTIPROCESADOR
Sistema Operativo de Multiprocesadores Las capacidades funcionales de los Sistema Operativo de multiprogramación y de multiprocesadores incluyen lo siguiente:
• Asignación y administración de recursos.
• Protección de tablas y conjuntos de datos.
• Prevención contra el ínter bloqueo del sistema.
• Terminación anormal.
• Equilibrio de cargas de Entrada / Salida.
• Equilibrio de carga del procesador.
• Reconfiguración.
Las tres últimas son especialmente importantes en Sistemas Operativos de multiprocesadores, donde es fundamental explotar el paralelismo en el hardware y en los programas y hacerlo automáticamente.
