Gestión de procesos y recursos

SHIFT INFORMATICO

Cabudare, Venezuela.

Abril 2018

Gestiรณn de procesos y recursos DEFINICIONES, OPERACIONES Bร SICAS

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DATOS PERSONALES Nombre: Alida Marleny Ros Medrano Cedula de identidad: 23.815.009 Fecha de nacimiento: 10 de febrero de 1995 Correo: alidarosm@gmail.com ESTUDIOS REALIZADOS Media diversificada: Unidad Educativa Colegio San Vicente de Paul

Es una cuenta con la finalidad de mostrar lo mejor de Barquisimeto, con sus monumentos, amaneceres, atardeceres y sus alrededores.

Titulo obtenido: Bachiller en Ciencias

Puedes encontrarnos en Instagran como Todoenlara.

Estudios universitarios: Estudiante de Ingeniera en Computación en la Universidad Fermín Toro e Ingeniería Informática en la Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado

Nació con la finalidad de conocer más nuestra ciudad y que para los Barquisimetanos que se encuentran alegados puedan seguir manteniendo el contacto con su ciudad natal.

EXPERIENCIA LABORAL Trabaje en atención al cliente en el Interzona de la Panadería del Este, Barquisimeto en la fecha de octubre del 2012 hasta julio del 2013 Trabaje durante cuatro años en Campamento los Cristales, como guía de campamento.

Trabaje en atención al público en la tienda de accesorios Hipnosis C.A del Centro comercial Sambil en el mes de abril del presente año en curso

Procesos y recursos.

El sistema operativo es el controlador de los sucesos que se producen en un sistema informático. Es el sistema operativo (a t ravés del planificador) el que coordina y expide a los procesos para su ejecución en el procesador, el que asigna los recursos a lo s procesos y el que responde a las solicitudes de servicios básicos realizadas por los programas de usuario. Esencialmente, se puede imaginar al sistema operativo como una entidad que administra el uso que hacen los procesos de los recursos del sistema. Los detalles para conocer de ¿Qué necesita el sistema operativo para ser capaz de controlar los procesos y administrar los recursos para ellos?

Recursos: entenderemos por recurso tanto un dispositivo hardware como la información almacenada en el sistema (por ejem plo, un fichero o un registro de este). En un ordenador pueden existir muchos tipos de recursos, e incluso varios de un mismo tipo. P or ello definiremos recurso como una entidad que se utiliza para realizar un trabajo determinado en el sistema, y que en só lo la puede usar un proceso en un instante dado.

“El concepto central en cualquier sistema operativo es el proceso: una abstracción de un programa en ejecución”. Andrew S. Tanenbaum.

CREACIÓN DE UN PROCESO: • • • •

Dar un nombre al proceso.

Insertarlo en la tabla de proceso.

Determinar la prioridad inicial Asignar los recursos iniciales

ASIGNAR UN PROCESO Son necesarios algoritmos para decidir cuál proceso hay que ejecutar y en qué máquina.

Para el modelo de estaciones de trabajo

DESTRUIR UN PROCESO: • • •

Se remueve de la tabla de procesos.

Sus recursos se devuelven al sistema Su P.C.B. Se borra.

PCB El bloque de control del proceso (BCP) o en inglés PCB (Process Control Block) es un registro especial donde el sistema operativo agrupa toda la información que necesita conocer respecto a un proceso particular. Cada vez que se crea un proceso el sistema operativo crea el BCP correspondiente para que sirva como descripción en tiempo de ejecución durante toda la vida del proceso.

Cuando el proceso termina, su BCP es borrado y el registro puede ser utilizado para otros procesos. Un proceso resulta conoci do para el sistema operativo y por tanto elegible para competir por los recursos del sistema sólo cuando existe un BCP activo asociado a él. El bloque de control de proceso es una estructura de datos con campos para registrar los diferentes aspectos de la ejecución del proceso y de la utilización de recursos. La información almacenada en un BCP incluye típicamente algunos o todos los campos siguientes: • • • • • • • • • • •

Identificador del proceso (Process Identificator -PID-, de sus siglas en inglés).

Estado del proceso. Por ej.: listo, en espera, bloqueado.

Contador de programa: dirección de la próxima instrucción a ejecutar.

Valores de registro de CPU. Se utilizan también en el cambio de contexto.

Espacio de direcciones de memoria.

Prioridad en caso de utilizarse dicho algoritmo para planificación de CPU. Lista de recursos asignados (incluyendo descriptores de archivos y sockets abiertos).

Estadísticas del proceso.

Datos del propietario (owner).

Permisos asignados.

Signals pendientes de ser servidos. (Almacenados en un mapa de bits).

Esta lista es simplemente indicativa, cada sistema operativo tiene su propio diseño de BCP, con el conjunto de metadatos necesarios para la administración. Puede medir desde 32 bits a 1024. Su denominación cambia según el sistema operativo, por ej. en IBM s e designa PSW por palabra de estado de proceso. Difiere significativamente entre los sistemas de procesamiento por lotes (BATCH) y los sistemas interactivos.

Algunos sistemas de multiprogramación incluyen información de mantenimiento con el propósito de facturar a los usuarios individuales el tiempo de procesador, el almacenamiento, las operaciones de E/S y otras utilizaciones de recursos.

Una vez creado, el BCP se rellena con los atributos definidos como parámetros que se hallan en la plantilla del proceso o que son especificados como parámetros de la llamada al sistema operativo crear procesos. En ese momento el sistema operativo suele asignar valores a otros campos. Por ejemplo, cuando se crea un proceso, los registros e indicadores hardware se fijan a los valores proporcionados por el cargador/enlazador. Cada vez que un proceso queda suspendido, el contenido de los registros del procesador es generalmente guardado en la pila, y el puntero al marco de la pila en cuestión se almacena en el BCP. De este modo los val ores de los registros son restaurados cuando el proceso es seleccionado para ejecutarse nuevamente.

RCB Los recursos, según su naturaleza y utilización, podemos clasificarlos en dos grandes grupos. En primer lugar, reuniremos a t odos los que sólo los puede utilizar un proceso, debiendo quedarse el resto de los procesos que intenten usarlo en el estado bloqueado. Se conocen como reutilizables en serie. Otro tipo de recursos son los consumibles que, una vez utilizados, desaparecen, exigiend o que haya un proceso productor y otro consumidor. Este es el caso de los procesos que se envían información por medio de mensajes, los cuales se crean y se consumen.

Cualquiera que sea la clase de recurso utilizando, el sistema operativo lo definirá por medio de dos datos fundamentales: • •

Inventario: el número e identificación de las distintas unidades que existen de un recurso.

Lista de espera: los procesos que están bloqueados en espera de utilizar dicho recurso.

Estos datos se recogen en una estructura que denominaremos bloque de control de recurso (RCB – Resource Control Block) que utilizará el sistema para regular el acceso a los distintos recursos, conteniendo la siguiente información.

• • • • •

• • •

Identificador del recurso.

Clase de recurso, es decir, consumible o reutilizable en serie.

Propietario del recurso. Indicará cuál es el proceso que se considera como propietario de dicho recurso, cuando dicha propiedad sea necesaria para operar con él, apuntando en este caso el PCB correspondiente Lista de unidades existentes de los recursos representando por el RCB. Cola de procesos que están en espera de poder utilizar el recurso, decir, cola de procesos bloqueados por el mismo. Esto nos lleva a deducir que la cola de procesos bloqueados que, en un principio, y por simplicidad, considerábamos c omo única al estudiar la gestión del procesador, realmente se desdobla en tantas como recursos existan en el sistema.

El estado en que se encuentra el recurso: averiado, disponible, en funcionamiento, preparado, ocupado, desconectado, etc.

Las características del dispositivo indicando su modo de actuación como, por ejemplo, en una línea de comunicaciones de velocidad de transmisión, en una impresora la velocidad de impresión, el buffer de memoria disponible, etc.

Los datos necesarios para la gestión de las operaciones que se realicen son el recurso.

Los bloques RCB de cada recurso estarán recogidos en el SCB del sistema al igual que lo estaban los PCB de los procesos.

Estados de transición

Los procesos pasan por diferentes estados de transición durante su ejecución, los cuales son: 1. Listo: son los que pueden pasar a estado de ejecución si el planificador los selecciona 2. Ejecución: son los que se están ejecutando en el procesador en ese momento dado.

3. Bloqueado: son los que están esperando la respuesta de algún otro proceso para poder continuar con su ejecución. Por ejemplo, operación de E/S. 4. Suspendido listo: Es el proceso que han sido suspendido, pero no tiene causa parta estar bloqueado.

5. Suspendido bloqueado: Es el proceso que fue suspendido en espera de un evento, sin que hayan desaparecido las causas de su bloqueo.

Listo → - Ejecución: Cuando es hora de seleccionar un nuevo proceso para ejecutar, el sistema operativo elige a uno de los procesos del estado Listo.

Ejecución → Bloqueado: Un proceso se pone en el estado Bloqueado si solicita algo por lo que debe esperar. Las solicitudes al sistema operativo suelen ser en forma de llamadas a servicios del sistema, es decir, llamadas desde el programa que está ejecutándose a un procedimiento que forma parte del código del sistema operativo. Por ejemplo, un proceso puede solicitar un servicio que el sistema operativo no está preparado para llevar a cabo de inmediato. Puede pedir un recurso, tal y como un archivo o una sección comp artida de memoria virtual, que no esté inmediatamente disponible. O bien el proceso puede iniciar una acción, como una operación de E/S, que debe terminarse antes de que el proceso pueda continuar. Al comunicarse los procesos unos con otros, uno se puede quedar bloqueado cuando espera a que otro proceso le proporcione una cierta entrada o cuando espera un mensaje del otro proceso.

Bloqueado → Listo: Un proceso que está en el estado Bloqueado pasará al estado Listo cuando se produzca el suceso que estaba esperando.

Interrupciones

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El dispositivo avisa a la CPU que requiere atención mediante una Interrupción.

Cuando llega la interrupción el S.O. salva el estado de lo que está haciendo.

Trasfiere el control a la Rutina de Servicio de dicha interrupción.

Ejecuta la Rutina de Servicio de dicha interrupción.

Reanuda la ejecución donde fue interrumpida.

Dichas rutinas están en memoria en unas direcciones apuntadas por los vectores de interrupción.

Es el S.O., en su proceso de inicialización, el que instala dichas rutinas.

Interrupciones de programa: son aquellas que se producen cuando el CPU detecta una condición extraordinaria durante la ejecución de una instrucción del programa. Ejemplo: desbordamiento de la Pila, desbordamiento (overflow), direccionamiento inválido, instrucción inválida, violación de protección.

Interrupciones de llamada al supervisor: es una forma de permitir la comunicación entre los programas y sistema operativo, para que estas ciertas acciones que por su naturaleza están reservadas, debido a que implican el manejo de recursos y operaciones cuyo acceso no está permitido a los programas de usuario. Ejemplo: inicio de las operaciones de entrada y salida, asignación de la memori a y otros recursos, lectura o escritura en disco, mostrar por pantalla.

Interrupciones de falla de máquina: ocurre cuando, los circuitos especiales (incorporados en la mayoría de los computadores actuales) detectan condiciones de error de los componentes de hardware. Ejemplo: transmisión de información entre dispositivos, sector de disco, CD esta malo, fuente de poder mala.

Interrupciones de entrada/salida: los dispositivos periféricos pueden operar en forma independiente del procesador central que controlan las operaciones de estos. Esto permite que un dispositivo particular controle la operación que está realizando por completo.

Al concluir esta operación, en forma satisfactoria o no, es necesario notificar al sistema operativo, para que este pueda tom ar las acciones correspondientes e iniciar, siempre que sea posible, nuevas operaciones en dicho dis positivo. Esta notificación se realiza a través de una interrupción. Ejemplo: una impresora terminó de imprimir, un disco terminó de traer el bloque de memoria que se le había solicitado.

Interrupciones externas: son provocadas por condiciones externas al programa que se está ejecutando, y que no son provocadas por culminación de operaciones en dispositivos de E/S. Ejemplo: interrupción de reloj, comunicación entre el operador y el sistem a, cuantos trabajos están ejecutándose en el CPU.

KERNEL El Kernel gestiona los recursos hardware del sistema y suministra la funcionalidad básica del sistema operativo.

Es un software que constituye una parte fundamental del sistema operativo, y se define como la parte que se ejecuta en modo privilegiado (conocido también como modo núcleo). Es el principal responsable de facilitar a los distintos programas acceso seguro al hardware de la computadora o en forma básica, es el encargado de gestionar recursos, a través de servicios de llamada al sist ema.

Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, también se encarga de decidir qué programa podrá usar un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado. Acceder al hardware directamente puede ser realmente complejo, por lo que los núcleos suelen implementar una serie de abstracciones del hardware. Esto permite esconder la complejidad, y proporcionar una interfaz limpia y uniforme al hardware subyacente, lo que facilita su uso al programador.

En algunos sistemas operativos, no existe un núcleo como tal (algo común en sistemas empotrados), debido a que en ciertas arquitecturas no hay distintos modos de ejecución.

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Tiene soporte para carga/descarga de porciones del Kernel bajo demanda, estas porciones se llaman módulos, y suelen s er características del Kernel o controladores de dispositivos Básicamente es un programa creado como una unidad, pero conceptualmente dividido en varios componentes lógicos Para el funcionamiento interno se usan varios hilos (threads)de ejecución internos al Kernel, que pueden estar asociados a un programa de usuario o bien a una funcionalidad interna del Kernel. En Linux no se hace un uso intensivo de este concepto, solo unas pocas funcionalidades Soporte de aplicaciones de usuario de tipo multitherad, ya que muchos paradigmas de computación de tipo cliente/servidor necesitan servidores capaces de atender múltiples peticiones simultaneas dedicando un hilo de ejecución a cada petición o grupo de ellas

Funciones e importancias • • • •

Administración de la memoria para todos los programas y procesos en ejecución.

Administración del tiempo de procesador que los programas y procesos en ejecución utilizan.

La comunicación entre los programas que solicitan recursos y el hardware. Gestión de los distintos programas informáticos (tareas) de una máquina.

Gestión del hardware (memoria, procesador, periférico, forma de almacenamiento, etc.)