Los programas acceden a estos servicios realizando llamadas al sistema, Estas llamadas pueden aparecer incrustadas en el código de un programa de usuario o del propio sistema, en cuyo caso, se asemejan a llamadas a procedimientos o funciones que dan lugar a transferencias de rutinas del O.S cuando se invocan en tiempo real
Las llamadas al sistema se realizan forma indirecta, cuando se dan ordenes al O.S a través de un terminal, la rutina de monitorización del terminal (que es a su vez un proceso) se encarga de transformar la ordenes en llamadas al sistema.
De este modo, al comienzo de la ejecución del programa principal de un usuario se inicia la ejecución de un proceso. A su vez el proceso podría crear nuevos procesos. En este caso, el proceso que crea otro nuevo se denomina proceso padre y el proceso creado de denomina proceso hijo. Una vez creado un proceso hijo, la ejecución de padre e hijo transcurre de manera concurrente. De esta forma se puede crear una jerarquía arborescente de procesos, en la que un padre puede tener varios hijos y estos pueden tener otros hijos
2.2 DEFINICION DE PROCESOS DE S.O
un proceso es una instancia de ejecución de un programa caracterizado por una serie de operaciones a realizar.
2.3 ESTADOS DE PROCESOS DEL S.O
De forma general, un proceso puede encontrarse en un instante determinado en uno de lo siguientes estados:
Según un primer autor
1. inicio o nuevo
2. En espera-esperando
3. Ejecución-despacho
4. Bloqueado-bloqueo
5. Terminado-fin
Según un segundo autor
1. La tarea activa es la que está ejecutándose en un instante dado.
2. En el estado de preparado, se encuentran todas las tareas que están listas para ejecutarse pero que esperan a que procesador quede libre.
3. Bloqueado: Las tareas que están a la espera de que se cumpla una condición y que por lo tanto, no están preparadas para ejecutase.
4. Un proceso muerto cuando ha terminado su ejecución o bien el sistema operativo a detectado un error fatal y lo ha transferido a dicho estado
5. El estado de nonato indica que el programa realmente existe pero todavía no es conocido por el OS.
2.4 CONTROL DE PROCESOS DE S.O
la manifestación de un s.o en proceso es un bloque de control de procesos es una estructura de datos que contiene la siguiente información:
La mayoría de los procesadores dan soporte para dos modos de ejecución por lo menos. Ciertas instrucciones pueden ejecutarse sólo en modo privilegiado. Entre éstas están la lectura o modificación de registros de control (como la palabra de estado del programa), instrucciones primitivas de E/S e instrucciones relativas a la gestión de memoria. Además, se puede acceder a ciertas regiones de memoria sólo en el modo más privilegiado.
El modo menos privilegiado a menudo se conoce como modo de usuario, ya que los programas de usuario ejecutan normalmente en ese modo. Al modo más privilegiado normalmente se le conoce como modo del sistema, modo de controlo modo del núcleo. Este último término se refiere al núcleo del sistema operativo, que es la parte del sistema operativo que lleva a cabo las funciones importantes del sistema. La razón por la que se usan dos modos debe quedar clara. Es necesario proteger al sistema operativo y a las tablas importantes del mismo, tales como los bloques de control de procesos, de las injerencias de los programas de usuario. En el modo del núcleo, el software tiene control completo del procesador y de todas sus instrucciones, registros y memoria. Este nivel de con¬ trol no es necesario y, por seguridad, tampoco conveniente para los programas de usuario.
Las operaciones con proceso son:
1. crear un proceso
2. destruir un proceso
3. suspender un proceso
4. reanudar un proceso
5. cambiar la prioridad de un proceso
6. bloquear un proceso
7. despertar un proceso
8. despachar un proceso
2.5 PROCESOS E HILOS
Cada proceso va acompañado de tareas a realizar o ejecutar y los hilos son las tareas que comparten el segmento de código.
Cada proceso tiene su propio contador y un hilo tiene lo siguiente:
Dos hilos de una misma tarea (denominados hilos pares) comparten el segmento de código, el segmento de datos y un espacio de pila, es decir, los recursos asignados a la tarea.
Podemos captar la funcionalidad de los hilos si comparamos el control de múltiples hilos con el control de múltiples procesos. En el caso de los procesos, cada uno opera independientemente de los otros; cada proceso tiene su propio contador de programa, registro de pila, y espacio de direcciones. Este tipo de organización es muy útil cuando los trabajos que los procesos efectúan no tienen ninguna relación entre si.
2.6 CONCURRENCIA, EXCLUSION MUTUA, SINCRONIZACION
Concurrencia:
es una propiedad de los S.O que permite que varios procesos sean ejecutados al mismo tiempo siempre y cuando no sea en la misma aplicación y de manera alternada
La concurrencia es fundamental en todas estas áreas y para el diseño sistemas operativos. La concurrencia comprende un gran número de cuestiones de diseño, incluida la comunicación entre procesos, compartición y competencia por los recursos, sincronización de la ejecución de varios procesos y asignación del tiempo de procesador a los procesos. Se verá que estas cuestiones no solo surgen en entornos de multiprocesadores y proceso distribuido, sino incluso en sistemas multiprogramados con un solo procesador.
La concurrencia puede presentarse en tres contextos diferentes:
• Múltiples aplicaciones: la multiprogramación se creó para permitir que el tiempo de procesador de la máquina fuese compartido dinámicamente entre varias aplicaciones activas.
• Aplicaciones estructuradas: como ampliación de los principios del diseño modular y la programación estructurada, algunas aplicaciones pueden implementarse eficazmente como un conjunto de procesos concurrentes.
• Estructura del sistema operativo: las mismas ventajas de estructuración son aplicables a los programadores de sistemas y se ha comprobado que algunos sistemas operativos están implementados como un conjunto de procesos o hilos.
.
Exclusión mutua: consiste en q un solo proceso excluye temporalmente a todos los demás para usar un recurso compartido de forma que garantice la integridad del sistema. Consiste en asignar el recurso a uno de los procesos mientras los demás se quedan en espera.
Sincronizacion: comunicación requerida entre dos o mas procesos con el fin de sincronizar sus actividades.
2.7PRINCIPIOS BASICOS DE CONCURRENCIA
En un sistema multiprogramado con único procesador, los procesos se intercalan en el tiempo para dar la apariencia de ejecución simultanea (es un programa que parece que varias partes del mismo se ejecutan ala misma ves)
En un sistema con varios procesadores, no solo es posible intercalar los procesos, también superponerlos (poner los procesos unos sobre otros).
En el caso de un sistema monoprocesador, los problemas creados por la multiprogramación parten del hecho de que la velocidad relativa de ejecución de los procesos no puede predecirse.
Cuando dos o mas procesos llegan al mismo tiempo a ejecutarse se presenta una concurrencia de procesos.
Para los procesos sean concurrentes, es necesario que tengan alguna relación entre ellos, como puede ser la cooperación para un determinado trabajo o el uso de información o recursos compartidos.
Los procesos de concurrencia funcionan:
•De manera independiente
•Pueden ser asíncronos, (requieren cierta sincronización o cooperación).
2.9 SEMAFOROS
solucionan problemas de procesos concurrentes, estos solo pueden tomar dos valores, 0 y 1.
Semáforos es un algoritmo de control de procesos, que tiene solo dos operaciones básicas, las cuales son:
Wait.- Pregunta a los procesos si su contador es > ó = que cero, en caso de no ser así, los decremento.
Signal.- A partir de un tiempo t definido por el despachador se ejecuta, y pregunta a los procesos si su contador es <>
2.10 MONITORES
Es un servicio de exclusión mutua, solo puede ser ejecutado un proceso en un momento dado, cualquier otro proceso puede ser suspendido esperando la disponibilidad del monitor.
Ventajas:
• Mantenimiento más simple
• Menos errores de programación
La interfaz del monitor es un conjunto de funciones que representan las diferentes operaciones que pueden hacerse con el recurso.
2.11 PASO DE MENSAJES S.O
El paso de mensajes es una técnica empleada en programación concurrente para aportar sincronización entre procesos y permitir la exclusión mutua
Su principal característica es que no precisa de memoria compartida, por lo que es muy importante en la programación para sistemas distribuidos.
Los elementos principales que intervienen en el paso de mensajes son el proceso que envía, el que recibe y el mensaje.
•Automatizar Operaciones
• Mínimo Espacio
• Reducción de Errores
• Trabajan sin descanso
•Atienden mayor numero de Operaciones
2.12 CONCURRENCIA E INTERBLOQUEO DEAD LOCK
Deadlock: Los procesos no son ejecutados constantemente desde que se inician hasta que son finalizados.
Un proceso puede estar identificado con tres estados diferentes: leyendo (ready), ejecutando (running) o bloqueado (blocked). En el estado de lectura, un proceso está parado, concediendo que otro proceso sea ejecutado; en el estado de ejecución, un proceso está utilizando algún recurso; y en el estado de bloqueo, el proceso está parado y no se ejecutará mientras algo lo restaure.
Una condición común no deseable es descripta como deadlock.
2.13 PRINCIPIOS DE INTERBLOQUEO
Los interbloqueos se relacionan con los recursos no apropiables. Lo usual es que los bloqueos asociados a recursos apropiables se pueden resolver, mediante la reasignación de recursos de un proceso a otro.
La secuencia de eventos necesaria para utilizar un recurso es:
• Solicitar el recurso
• Utilizar el recurso
Liberar el recurso
CONDICIONES PARA PRODUCIR INTERBLOQUEO
En la política del sistema operativo, deben darse tres condiciones para que pueda producirse un interbloqueo:
1.Condición de exclusión mutua: Cada recurso esta asignado a un único proceso o esta disponible.
2.Condición de posesión y espera: Los procesos que tienen, en un momento dado, recursos asignados con anterioridad, pueden solicitar nuevos recursos.
3.Condición de no apropiación: Los recursos otorgados con anterioridad no pueden ser forzados a dejar un proceso. El proceso que los posee debe liberarlos en forma explicita.
2.14 ACCIONES A REALIZAR EN INTERBLOQUEO
PREVENCIÓN DEL INTERBLOQUEO.
La estrategia básica de la prevención del interbloqueo consiste, en diseñar su sistema de manera que esté excluida, la posibilidad de interbloqueo.
Los métodos para prevenir el interbloqueo son de dos tipos:
Los métodos indirectos que consisten en impedir la aparición de alguna de las tres condiciones necesarias para que se de el interbloqueo.
Los métodos directos que consisten en evitar la aparición del circulo vicioso de espera.
Exclusión mutua
Retención y espera
No apropiación
Circulo vicioso de espera
PREDICCIÓN DEL INTERBLOQUEO
Una forma de resolver el problema del interbloqueo, que se diferencia sutilmente de la prevención, es la predicción del interbloqueo.
Con predicción del interbloqueo, se decide dinámicamente si la petición actual de asignación de un recurso podría, de concederse, llevar potencialmente a un interbloqueo. La predicción del interbloqueo necesita, por lo tanto, conocer las peticiones futuras de recursos.
Enfoques para la predicción del interbloqueo:
No iniciar un proceso si sus demandas pueden llevar a interbloqueo.
No conceder una solicitud de incrementar los recursos de un proceso si esta asignación puede llevar a interbloqueo.
DETECCIÓN DEL INTERBLOQUEO
Las estrategias de prevención de interbloqueo son muy conservadoras; resuelven el problema limitando el acceso a recursos e imponiendo restricciones sobre los procesos.
Recuperación de Interbloqueo
Cuando se ha detectado que existe un interbloqueo, podemos actuar de varias formas. Una posibilidad es informar al operador que ha ocurrido un interbloqueo y dejar que el operador se ocupe de él manualmente. La otra posibilidad es dejar que el sistema se recupere automáticamente del interbloqueo.
Recuperación Manual
Está forma de recuperación consiste en avisarle al administrador o al operador del sistema que se ha presentado un interbloqueo, y será el administrador el que solucione dicho problema.
Abortar los Procesos
Para eliminar interbloqueos abortando un proceso, tenemos dos métodos;
Abortar todos los procesos interbloque dos. Este método romperá definitivamente el ciclo de interbloqueo pero con un costo muy elevado, ya que estos procesos efectuaron cálculos durante mucho tiempo y habrá que descartar los resultados de estos cálculos parciales, para quizá tener que volver a calcularlos más tarde.
Abortar un proceso en cada ocasión hasta eliminar el ciclo de interbloqueo. El orden en que se seleccionan los procesos para abortarlos debe basarse en algún criterio de costo mínimo. Después de cada aborto, debe solicitarse de nuevo el algoritmo de detección, para ver si todavía existe el interbloqueo. Este método cae en mucho tiempo de procesamiento adicional.
SISTEMAS OPERATIVOS
GUIA DE EXAMEN
UNIDAD 11
1-¿QUE ES UN PROCESO?
Es el conjunto de actividades que se realizan o suceden con un fin determinado.
2-¿QUE ES CONCURRENCIA?
Ejecución de procesos al mismo tiempo
3-¿CUALES SON LOS ESTADOS DE LOS PROCESOS?
§ Ejecución: el proceso está actualmente en ejecución.
§ Listo: el proceso está listo para ser ejecutado
§ Espera: el proceso no puede ejecutar hasta que no se produzca cierto suceso..
§ Nuevo: El proceso recién fue creado y todavía no fue admitido por el sistema operativo.
§ Terminado: El proceso fue expulsado del grupo de procesos ejecutables.
4-¿QUE ES UNA BANDERA Y DONDE SE APLICA?
Es aquella que indica el estado del proceso, y se aplica del sistema.
5-¿QUE DIFERENCIA HAY ENTRE SEMAFORO Y MONITOR?
El monitor es encargado del funcionamiento que hay, ¿Qué? se esta haciendo (monitorea),
El semáforo se encarga de dar la señal para saber si se puede llevar a cabo un proceso o no
6-INVESTIGAR EN INTERNET O LIBROS COMO MATAR UN PROCESO EN WINDOWS Y LINUX
Windows (ctrl-alt-suprimir)
Linux (kill-nombre programa-enter)
7-EN QUE CONSISTE LA TECNICA DE INTERBLOQUEO?
En bloquear procesos que puedan producir el bloqueo, impide que se lleven a cabo las instrucciones
8-¿CUALES SON LAS CONDICIONES PARA PRODUCIR UN INTERBLOQUEO?
§ Exclusión mutua
§ Posición espera
§ Condición no apropiación
9- DEFINA LOS SIGUIENTES CONCEPTOS:
A) SINCRONIZACION:
Ejecución simultanea entre dos procesos
B) EXCLUSION MUTUA:
Comunicación requerida entre uno o mas procesos
C) SEMAFORO:
Evita problemas o bien los soluciona es aplicado en los procesos concurrentes
10- ¿CUALES SON LOS ESTADOS DE LOS PROCESOS Y SUS SIMILITUDES?
§ Ejecución: el proceso está actualmente en ejecución.
§ Listo: el proceso está listo para ser ejecutado.
§ Espera: el proceso no puede ejecutar hasta que no se produzca cierto suceso
§ Nuevo: El proceso recién fue creado y todavía no fue admitido por el sistema operativo.
§ Terminado: El proceso fue expulsado del grupo de procesos ejecutables.
§ running:
§ blocked
§ ready
Cum sociis natoque penatibus et magnis dis parturient montes, nascetur ridiculus mus. Morbi dapibus dolor sit amet metus suscipit iaculis. Quisque at nulla eu elit adipiscing tempor.
+11:22.jpg)