Sistemas operativos procesos
- 1. Sistemas Operativos Gestión de procesos
- 2. GESTION DE PROCESOS Procesos y tareas • Uno de los módulos más importantes de un sistema operativo es la de administrar los procesos y tareas del sistema de cómputo. • El sistema realiza varias actividades simultáneamente que compiten por la • utilización de determinados recursos, entre los que destaca la CPU, estas actividades se • denominan procesos.
- 3. • Un programa, por si solo, es una entidad pasiva mientras que un proceso es una entidad activa ya que compite por los recursos máquina. • El proceso es una unidad de trabajo del sistema y el sistema operativo es el responsable de realizar un • seguimiento de todas las actividades del sistema en conexión con los procesos generados.
- 4. División implícita y explicita de traerás • Dependiendo del SO y del entorno objetivo de ejecución de programas. • La división de un trabajo en tareas que serán ejecutadas como procesos independientes así como la asignación inicial de los atributos de esos procesos pueden ser efectuadas o bien por el SO o bien por el desarrollador de la aplicación
- 5. En otras palabras lo que constituirá un proceso independiente • 1._ División implícita de tareas definida por el sistema • 2._ División explicita de tareas definida por el desarrollador
- 6. Tipos de procesos y relación entre procesos concurrentes • En principio podemos realizar una clasificación muy general de los procesos entre procesos de usuario y procesos de sistema • Un proceso de usuario es aquel creado por el SO. • Un proceso de sistema es un proceso que forma parte del propio SO y que desempeña alguna de sus labores características
- 7. El sistema operativo y los procesos • Todos los SO de multiprogramación están construidos entorno al concepto de proceso • Los requerimientos principales que debe cumplir un SO para con los procesos son los siguientes:
- 8. • 1._ El SO debe intercalar la ejecución de procesos para optimizar la utilización de l procesador ofreciendo alavés un tiempo de respuesta razonable • 1._ El SO debe asignar los recursos del sistema a los procesos en conformidad con una política especifica que evite situaciones de ínter bloqueo • 1._ El SO podría tener que dar soporte ala comunicación entre procesos y ofrecer mecanismos para su creación
- 9. Creación y terminación de procesos • El sistema de operación debe crear un mecanismo para la creación y terminación de procesos. 1._ Creación de procesos Cuando un nuevo proceso se agrega el sistema de operación construye las estructuras de datos que son usadas para administrar los procesos y le asigna espacio de direcciones. Estas acciones constituyen la creación de un nuevo proceso.
- 10. Los eventos comunes para la creación de procesos • - En un ambiente batch, un proceso es creado en respuesta al sometimiento a ejecución de un trabajo. • - En un ambiente interactivo, un proceso es creado cuando un nuevo usuario entra al sistema. • - El sistema de operación puede crear un proceso para que realice una función en respuesta a una petición de un programa usuario, sin que el usuario tenga que esperar. • - Creación de procesos hijos por parte de procesos usuarios ya existentes el proceso que crea se llama proceso padre.
- 11. 2._ Terminación de procesos • Un proceso termina cuando ejecuta su última instrucción y pide al sistema operativo que lo elimine. En este momento, el proceso puede devolver un valor de estado a su proceso padre. • El sistema operativo libera la asignación de todos los recursos del proceso, incluyendo las memorias física y virtual, los archivos abiertos y los búferes de ES.
- 12. • La terminación puede producirse también en otras circunstancias. • Un proceso puede causar la terminación de otro proceso a través de la adecuada llamada al sistema. • Dicha llamada al sistema al sistema sólo puede ser invocada por el padre del proceso que va a terminar. • En caso contrario, los usuarios podrían terminar arbitrariamente los trabajos de otros usuarios.
- 13. • Adicionalmente, un número de error o una condición de fallo puede llevar a la finalización de un proceso. Las condiciones mas habituales son las siguientes: • Finalización normal . • Limite de tiempo excedido. • Memoria no disponible. • Violaciones de frontera . • Error de protección .
- 14. • Limite de tiempo. • Fallo de E/S. • Instrucción no válida. • Instrucción privilegiada. • Uso inapropiado de datos. • Intervención del operador por el sistema operativo. • Terminación del proceso padre. • Solicitud del proceso padre.
- 15. Estados de un proceso El SO gestiona los recursos disponibles (memoria, CPU, etc.) entre los procesos que en ese momento trabajan en el sistema, de tal forma que, para ellos, el sistema se comporte como si fuera monousuario. Así que, en un sistema monoprocesador, la CPU se reparte entre los procesos que se tengan en ese momento.
- 16. Estados de un proceso
- 17. El SO gestiona los recursos disponibles (memoria, CPU, etc.) entre los procesos que en ese momento trabajan en el sistema, de tal forma que, para ellos, el sistema se comporte como si fuera monousuario. Así que, en un sistema monoprocesador, la CPU se reparte entre los procesos que se tengan en ese momento.
- 18. Modelo de dos estados • Se trata de la utilización de dos archivos, un objeto ejecutable y una biblioteca del sistema, que después se colocan en la imagen del proceso dentro de la memoria RAM y posteriormente también se dan de alta dentro de la tabla de procesos, bloqueo de control del proceso. EXPEDIR ENTRAR SALIR EJECUCION NO EJECUCION PAUSAR
- 19. En ese modelo, un proceso puede estar ejecutándose o no. Cuando se crea un nuevo proceso, se pone en estado de No ejecución. En algún momento el proceso que se está ejecutando pasará al estado No ejecución y otro proceso se elegirá de la lista de procesos listos para ejecutar para ponerlo en estado Ejecución. Es necesario q el SO pueda seguirle la pista a los procesos, conociendo su estado y el lugar que ocupa en memoria, y procesos que no se están ejecutando deben guardarse en algún tipo de cola mientras esperan su turno para ejecutar.
- 20. Modelo de cinco estados NUEVO TERMINADO LISTO ESPERA EJECUCION
- 21. El modelo anterior de 2 estados funcionaría bien con una cola FIFO y planificación por turno rotatorio para los procesos que no están en ejecución, si los procesos estuvieran siempre listos para ejecutar, se deba esperar algún suceso antes de continuar. Es por esto que se necesita un estado donde los procesos permanezcan esperando la realización de la operación de Entrada Salida por parte del Sistema Operativo hasta que puedan proseguir. Se divide entonces al estado No ejecución en dos estados: Listo y Espera. Se agregan además un estado Nuevo y otro Terminado.
- 22. Los cinco estados de este diagrama Nuevo: El proceso recién fue creado y todavía no fue admitido por el SO . En general los procesos que se encuentran en este estado Todavía no fueron cargados en la memoria principal. Listo: el proceso está listo para ser ejecutado, sólo está esperando que el planificador de corto plazo así lo disponga. Ejecución: Se encuentra el proceso que tiene el control del procesador. Dado que en un instante determinado solo un proceso puede encontrarse en este estado. Espera: el proceso no puede ejecutar hasta que no se produzca cierto suceso, como la finalización de una operación de E/S solicitada por una llamada al SO . Terminado: El proceso fue expulsado del grupo de procesos ejecutables, ya sea porque terminó o por algún fallo, como un error de protección, aritmético, etc.
- 23. ESTADOS DE UN PROSESO DE SISTEMAS • Preparado (R).- Proceso que está listo para ejecutarse • Ejecutando (O).- Sólo uno de los procesos preparados se está ejecutando en cada momento • Suspendido (S).- Se esta suspendido si no entra en el reparto de CPU, el proceso pasa a formar parte del conjunto de procesos preparados. • PARADO (T).- Será cuando pasarán a estar preparados cuando reciban una señal determinada que les permita continuar. • Zombie (Z).- Todo proceso al finalizar avisa a su proceso padre . En vaso de que el padre no lo reciba, el proceso hijo queda en estado zombie, no está consumiendo CPU, pero sí continua consumiendo recursos del sistema .
- 24. Transiciones de estado de los procesos • De ejecución á Bloqueado: Se realiza esta transición cuando cuando queda en espera cuando por la concesión de sus recursos o por la determinación de un suceso. • De ejecución á Listo: Cuando el proceso que ocupa la CPU lleva demasiado tiempo ejecutándose ,el sistema operativo decide que otro proceso ocupe la CPU, pasando el proceso que ocupaba la CPU a estado listo. • De Listo á en ejecución: Cuando lo requiere el planificador de la CPU. • De Bloqueado á Listo: Se dispone del recurso por el que se había bloqueado el proceso. • De Nuevo a Preparado: Es cuando el SO acepta o admite un proceso mas. • De Preparado a Terminado: Ocurre cuando cuando el proceso padre decide finalizar la ejecución del hijo. • De Bloqueado a Terminado: Ocurre cuándo el proceso supere el tiempo máximo de espera de un recurso y el SO decida terminarlo.
- 26. PROCESOS SUSPENDIDOS Debido a que el procesador es mucho mas rápido que los dispositivos de E/S puede ocurrir que en un momento dado todos los procesos del sistema se encuentran bloqueados a al espera de que se complete alguna operación de E/S. Para solucionar este problema existe dos opciones:
- 27. 1. Ampliar la memoria en forma quesea posible y albergar en ella mas procesos y incrementar asi la posibilidad de que alguno de ellos haga uso efectivo del procesador. 2. La otra solución consiste en ampliar una técnica conocida como INTERCAMBIO SHAPING: esta técnica consiste que en cuando todos los procesos que se encuentran en memoria principal están bloqueados.
- 28. En general se considera suspendido a un proceso que presenta las características siguientes 1) Un proceso suspendido no esta disponible de inmediato para su ejecución. 2) Un proceso puede estar esperando o no un suceso. Si lo esta la condición de bloqueado es independiente de la condición de suspendido y el acontecimiento del suceso bloqueante no lo habilita para ejecución. 3) El proceso fue situado en estado en estado suspendido por un agente (el SO o el proceso padre) con el fin de impedir la ejecución 4) El proceso no puede apartarse de estado hasta que llegue la orden exprese para ello.
- 29. LAS TRANSMISIONES QUE INVOLOGRAN A LOS NUEVOS ESTADOS SON LOS SIGUENTES: • Transmisión bloqueado y suspendido preparado y suspendido: • Transmisión preparado y suspendido-preparado: • Transmisión preparado-preparado y suspendido: • Transmisión bloqueado y suspendido – bloqueado: • Transmisión ejecución – preparado y suspendido:
- 30. Entre las razones mas habituales para la suspensión de procesos podemos podemos citar las siguientes: 1. Intercambio un proceso por otros. El SO nesicita liberar memoria principal para cargar un proceso que esta listo para ejecutarse 2. Suspensión de un proceso por el SO por sospechar que esta causado algún tipo de problemas. 3. Solicitud expresa del usuario. 4. Un proceso puede ejecutarse periódicamente y puede ser suspendido mientras espera el intervalo de tiempo antes de una nueva ejecución. 5. Por una petición del proceso padre.
- 31. ESTRUCTURA DE CONTROL DEL SISTEMA OPERATIVO El s.o. es el controlador de los sucesos que se producen en un sistema informático, responsable de las solicitudes del usuario, administra los procesos y recursos del sistema, mediante elementos
- 32. TABLAS DE MEMORIA DE E/S DE ARCHIVOS Y DE PROCESOS Si el SO para administrar los procesos y recursos mantiene tablas de información sobre cada entidad que esta administrando e incluyen lo siguiente. 1. Asignación de memoria principal y secundaria a los procesos. 2.Información necesaria para la gestión de la memoria secundaria.
- 33. • las tablas de E/S: administra los dispositivos y canales de E/S puede estar disponible o estar asignado a un proceso particular. • tablas de archivos: Sobre su posición y distribución en la memoria sec Un ejemplo de estructura para la ubicación de archivos es la conocida como FAT (File Allocation Table) la informacion almacenada para cada proceso consiste en
- 34. 1. Datos de usuario. 2. Programa de usuario. 3. Pila de sistema. 4. Bloque de control de proceso.
- 35. BLOQUE DE CONTROL DE PROCESOS (BCP) Cada vez que se crea un proceso, el SO crea uno de estos bloques, Cuando el proceso termina, su BCP es liberado y devuelto al deposito de celdas libres del cual se extraen nuevos BCPs. La información del BCP se agrupa generalmente en las siguientes categorías
- 36. 1. IDENTIFICACIÓN DEL PROCESO a) El identificador del proceso (PID): Consiste en un número entero asignado por el sistema. b) El identificador del proceso padre c) La Identificacion del usuario: Es una cadena de caracteres 2. INFORMACIÓN DEL ESTADO DEL PROCESADOR a) Registros visibles para el usuario: b) Registros de control y estado. c) Puntero a la pila del proceso:
- 37. 3. INFORMACIÓN DE CONTROL Y GESTIÓN DEL PROCESO: a) Información de planificacion y estado: b) Estructuración de datos: c) Comunicación entre procesos: d) Privilegios de los procesos: e) Gestión de memoria: f ) Recursos en propiedad y utilización de los procesos:
- 38. Estados de un proceso
- 39. El SO gestiona los recursos disponibles (memoria, CPU, etc.) entre los procesos que en ese momento trabajan en el sistema, de tal forma que, para ellos, el sistema se comporte como si fuera monousuario. Así que, en un sistema monoprocesador, la CPU se reparte entre los procesos que se tengan en ese momento.
- 40. Modelo de dos estados • Se trata de la utilización de dos archivos, un objeto ejecutable y una biblioteca del sistema, que después se colocan en la imagen del proceso dentro de la memoria RAM y posteriormente también se dan de alta dentro de la tabla de procesos, bloqueo de control del proceso. EXPEDIR ENTRAR SALIR EJECUCION NO EJECUCION PAUSAR
- 41. En ese modelo, un proceso puede estar ejecutándose o no. Cuando se crea un nuevo proceso, se pone en estado de No ejecución. En algún momento el proceso que se está ejecutando pasará al estado No ejecución y otro proceso se elegirá de la lista de procesos listos para ejecutar para ponerlo en estado Ejecución. Es necesario q el SO pueda seguirle la pista a los procesos, conociendo su estado y el lugar que ocupa en memoria, y procesos que no se están ejecutando deben guardarse en algún tipo de cola mientras esperan su turno para ejecutar.
- 42. Modelo de cinco estados NUEVO TERMINADO LISTO ESPERA EJECUCION
- 43. El modelo anterior de 2 estados funcionaría bien con una cola FIFO y planificación por turno rotatorio para los procesos que no están en ejecución, si los procesos estuvieran siempre listos para ejecutar, se deba esperar algún suceso antes de continuar. Es por esto que se necesita un estado donde los procesos permanezcan esperando la realización de la operación de Entrada Salida por parte del Sistema Operativo hasta que puedan proseguir. Se divide entonces al estado No ejecución en dos estados: Listo y Espera. Se agregan además un estado Nuevo y otro Terminado.
- 44. Los cinco estados de este diagrama Nuevo: El proceso recién fue creado y todavía no fue admitido por el SO . En general los procesos que se encuentran en este estado Todavía no fueron cargados en la memoria principal. Listo: el proceso está listo para ser ejecutado, sólo está esperando que el planificador de corto plazo así lo disponga. Ejecución: Se encuentra el proceso que tiene el control del procesador. Dado que en un instante determinado solo un proceso puede encontrarse en este estado. Espera: el proceso no puede ejecutar hasta que no se produzca cierto suceso, como la finalización de una operación de E/S solicitada por una llamada al SO . Terminado: El proceso fue expulsado del grupo de procesos ejecutables, ya sea porque terminó o por algún fallo, como un error de protección, aritmético, etc.
- 45. ESTADOS DE UN PROSESO DE SISTEMAS • Preparado (R).- Proceso que está listo para ejecutarse • Ejecutando (O).- Sólo uno de los procesos preparados se está ejecutando en cada momento • Suspendido (S).- Se esta suspendido si no entra en el reparto de CPU, el proceso pasa a formar parte del conjunto de procesos preparados. • PARADO (T).- Será cuando pasarán a estar preparados cuando reciban una señal determinada que les permita continuar. • Zombie (Z).- Todo proceso al finalizar avisa a su proceso padre . En vaso de que el padre no lo reciba, el proceso hijo queda en estado zombie, no está consumiendo CPU, pero sí continua consumiendo recursos del sistema .
- 46. Transiciones de estado de los procesos • De ejecución á Bloqueado: Se realiza esta transición cuando cuando queda en espera cuando por la concesión de sus recursos o por la determinación de un suceso. • De ejecución á Listo: Cuando el proceso que ocupa la CPU lleva demasiado tiempo ejecutándose ,el sistema operativo decide que otro proceso ocupe la CPU, pasando el proceso que ocupaba la CPU a estado listo. • De Listo á en ejecución: Cuando lo requiere el planificador de la CPU. • De Bloqueado á Listo: Se dispone del recurso por el que se había bloqueado el proceso. • De Nuevo a Preparado: Es cuando el SO acepta o admite un proceso mas. • De Preparado a Terminado: Ocurre cuando cuando el proceso padre decide finalizar la ejecución del hijo. • De Bloqueado a Terminado: Ocurre cuándo el proceso supere el tiempo máximo de espera de un recurso y el SO decida terminarlo.