reporte investigable

1. Introducción a la administración de procesos.
12-11-2018
Br. Junior Alexander Zeledon Suarez

2. 1
TABLA DE CONTENIDO
Páginas Índice
1. Objetivo General……………………………………………………………………2
2. Objetivo Especifico…………………………………………………………………2
3. Introducción a la administración de procesos……………………………………3
4. Diferencia entre un programa y un proceso……………………………………...3
5. Jerarquía de Procesos……………………………………………………………...3
6. Estados de un proceso……………………………………………………………4
 Implementación de procesos………………………………………………….4
 Comunicación entre procesos…………………………………………………4
 Condiciones de competencia………………………………………………….5
 Sección Critica…………………………………………………………………..5
7. Exclusión Mutua…………………………………...………………………………..5
 Desactivación de interrupciones……………………………………….....6
 Variables de cerradura……………………………………………………..6
 Dormir y despertar…………………………………………………….........7
 Semáforos………………………………………………………………...…7
 Transferencia de mensajes………………………………………………..7
8. Planificación de Procesos…………………………………………………………..8
 Planificación ROUND ROBIN……………………………………………..8
 Planificación por PRIORIDAD…………………………………………….8
 Colas Múltiples……………………………………………………………..8
 Primero el TRABAJO MAS CORTO…………………………………. …9
 Planificación Garantizada………………………………………..............9
 Planificación en dos niveles………………………………………. ……..9
 Casos de estudio de Sistemas Operativos
para el componente de procesos………………………………………………………….9
9. Conclusión…………………………………………………………………………..10
10. Bibliografía … ………………………………………………………………………10

3. 2
Objetivo General:
Analizar y comprender los cómo funciona los procesos por medio de esta investigación
que a la vez nos ayudara en el estudio mas profundizado de esta materia.
Objetivo específico:
 Explicar que son los procesos.
 Comprender como funcionan los procesos.

4. 3
Definición de procesos:
Se refiere a la ejecución de diversas instrucciones por parte del microprocesador, de
acuerdo con lo que indica un programa.
Esto es manejado por el sistema operativo que consiste en el conjunto formado por:
 Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el
microprocesador.
 Su memoria de trabajo, es decir la memoria que ha reservado y sus contenidos.
Diferencia entre un programa y un proceso:
Concepto. Diferencia.
Proceso. Se refiere a la ejecución de
diversas instrucciones por parte
del microprocesador.
-Trabaja en modo ejecutivo.
-Utiliza memoria principal y
procesador.
-Cada proceso tiene su propia CPU
virtual.
Programa. Se trata de aplicaciones y
recursos que permiten desarrollar
diferentes tareas en una PC,
Teléfono u otros equipos
tecnológicos.
-Un programa no es un proceso, es
una entidad pasiva.
-Utiliza únicamente memoria
secundaria.
Jerarquía de procesos:
En algunos sistemas, cuando un proceso crea otro, el proceso padre y el proceso hijo
continúan asociados.
El proceso hijo puede crear por sí mismo más procesos, formando una jerarquía de
procesos.
UNIX:
 Tiene el concepto de jerarquía de procesos.
 Un proceso nunca deshereda a otro.
Windows no tiene el concepto de jerarquía de procesos:
 Todos los procesos son iguales.

5. 4
 Una jerarquía de procesos se simula cuando se crea un proceso padre recibe un
indicador especial, un token (llamado manejador) que puede utilizar para controlar
al hijo.
 Tiene la libertad de pasar ese indicador a otros procesos, con lo cual invalida la
jerarquía (Deshereda).
Estados de un proceso:
Aunque cada proceso es una entidad independiente, con su propio contador de programa
y estado interno, a menudo los procesos necesitan interactuar con otros,
Un proceso puede generar otra salida que otro proceso utiliza como entrada.
Cuando un proceso se bloquea, lo hace debido a que por lógica no puede continuar
comúnmente es porque esta esperando una entrada, que todavía no está disponible.
En este caso la suspensión es inherente al problema.
También es posible que un proceso que esté listo en concepto y pueda ejecutarse, se
detenga debido a que el SO decidió asignar la CPU a otro proceso por cierto tiempo.
Los tres estados en los que se puede encontrar un proceso son:
 En ejecución: usando la CPU en ese instante.
 Listo: ejecutable, se detuvo temporalmente para dejar que se ejecute otro proceso,
No hay una CPU para él.
 Bloqueado: no puede ejecutarse sino hasta que ocurra cierto evento externo, No
puede ejecutarse, aunque haya una CPU disponible.
Implementación de procesos:
Para implementar el modelo de un proceso el SO mantiene una tabla (Arreglo de
estructuras) llamada tabla de procesos con solo una entrada por cada proceso (llamadas
bloques de control de procesos).
Suponga que el proceso de usuario está en ejecución cuando ocurre una interrupción de
disco.
El contador de programa, la palabra de estado del programa y algunas veces uno o mas
registros del proceso del usuario se meten en la pila (Actual), mediante el hardware de
interrupción, esto es todo lo que hace el hardware, de aquí en adelante todo depende del
software y en especial del servicio de interrupciones.
Planificación de procesos:
 El hardware mete el contador de programa a la pila.
 El hardware carga el nuevo contador de programa del vector de interrupciones.
 Procedimientos en lenguaje ensamblador guarda los registros.
 El procedimiento en C regresa al código del ensamblador.
Comunicación entre procesos:

6. 5
Los servicios de comunicación entre procesos son las bases de los sistemas distribuidos
al permitir que dos procesos colaboren para lograr una tarea.
Hay dos mecanismos básicos de comunicación entre procesos:
 Comunicación entre procesos a nivel del sistema operativo (sin red): permiten la
comunicación entre dos procesos en el mismo ordenador EJ: colas de mensajes,
semáforos, memoria compartida.
 Comunicación entre procesos a través de una red: permiten la comunicación entre
dos procesos que residan en la misma red, en este caso la comunicación se
produce a través del intercambio de mensajes entre un emisor y un recepto.
Condiciones de competencia:
Es una expresión usada en electrónica y en programación. Cuando la salida o estado de
un proceso es dependiente de una secuencia de eventos que se ejecutan en orden
arbitrario y van a trabajar sobre un mismo recurso compartido, la orden de salida
dependerá de cual llego antes, pudiendo provocarse inconsistencias y comportamientos
impredecibles y no compatibles con un sistema determinista.
La naturaleza imprevisible de las condiciones de carrera da lugar en muchas ocasiones a
la aparición de bugs de manera repentina que normalmente no ocurre durante el testeo de
un software, además pueden ser difícilmente trazables, difícilmente replicables de manera
controlada o visible incluso con herramientas de depuración de programas.
En algunos SO, los procesos que cooperan para resolver tareas tienen que competir
(Correr) por los recursos, lo que crea el concepto de condiciones de competencia.
Ocurre cuando dos o mas procesos acceden un recurso compartido sin control, de
manera que le resultado combinado de este acceso depende del orden de llegada.
Sección Crítica:
Esa la parte del proceso en la cual se tiene acceso a un recurso compartido, para evitar
problemas en situaciones relacionadas con recursos compartidos, la clave es determinar
una forma de prohibir que mas de una proceso lea o escriba en los datos compartidos a la
vez, en otras palabras lo que necesita es una forma de garantizar que si un proceso utiliza
una variable o archivo compartido, los demás procesos no puedan utilizarlos, a esto se le
llama exclusión mutua, se necesita 4 condiciones para tener una buena solución los
cuales son los siguientes:
 Dos procesos no deben encontrarse al mismo tiempo dentro de sus secciones
críticas.
 No se deben hacer hipótesis sobre la verdad o el número de procesadores.
 Ninguno de los procesos que estén en ejecución fuera de su sección critica puede
bloquear a otros procesos.
 Ningún proceso debe esperar demasiado tiempo para entrar en su sección critica.
Exclusión Mutua:

7. 6
Mecanismo de coordinación entre varios procesos concurrentes a la hora de acceder a
recursos/secciones compartidas.
Las soluciones definidas para estos problemas son:
 Algoritmos centralizados.
 Algoritmo distribuido.
 Algoritmos basados en marcas de tiempo.
Problemática:
 No existen variables compartidas.
 Riesgo de interbloques.
 Riesgo de inanición.
Funciones básicas de exclusión mutua:
 Enter (): Acceso a la región critica (Bloqueo).
 Operations (): Manipulación de los recursos compartidos.
 Exit (): liberación del recurso (Despierta a procesos en espera).
Propiedades:
Seguridad: como máximo un proceso puede estar ejecutado en la sección critica a la vez.
Vivacidad: eventualmente se producen entradas y salidas en la sección critica.
Ordenación: los procesadores acceden a la región critica en base a uno criterios de
ordenación.
Desactivación de interrupciones:
Es un mecanismo que permite ejecutar un bloque de instrucciones interrumpiendo la
ejecución de un programa, y luego restablecer la ejecución de este sin afectarlo
directamente. De este modo un programa puede ser interrumpido temporalmente para
atender alguna necesidad urgente del computador y luego continuar su ejecución como si
nada hubiera pasado.
Generalmente se aplica para realizar tareas elementales asincrónicas en el computador
tales como responder al teclado. Podemos considerar una tarea asincrónica como aquella
que es solicitada sin previo aviso y aleatoriamente desde el punto d vista del computador.
Tomemos el caso de la operación Ctrl-Alt-Supr. En Windows tienen el efecto de que
aparece en pantalla una lista de los procesos y ventanas en ejecución en el computador.
El método mas simple para evitar las condiciones de competencia es hacer que cada
proceso desactive todas sus interrupciones antes de entrar a su sección critica y las active
una vez que salió de la misma. Este modelo como se puede observar, este modelo tiene
un gran problema y es que si se produce una falla mientras que el proceso está en la
región critica no se puede salir de la misma y el sistema operativo no recuperaría el
control.
Variables de cerradura:

8. 7
Este algoritmo utiliza un Flag. Al entrar a la sección critica se fija si es uno o cero si es
cero lo pone en uno y entra a la sección critica, si es uno espera hasta que valga cero.
Antes de salir de la sección critica iguala el Flag a cero.
Repeat
If (Flag = 0) then {
Flag:=1
Sección critica
Flag:=0
Sección no critica}
Until 0 = 1
Este algoritmo sin embargo no resuelve el problema de la sección critica porque si hubiera
una interrupción justo después de comprobar el estado del Flag y se accediera a la
memoria compartida antes de cambiar el Flag, otro proceso podría acceder a la memoria
compartida, cambiar el Flag a uno y habría dos procesos acceso la memoria compartida.
Dormir y despertar:
El núcleo usa el algoritmo Sleep() para pasar a un proceso A al estado dormido. Este
algoritmo requiere como parámetros de entrada la prioridad para dormir y la dirección de
dormir o canal asociada al evento por el que estará esperando el proceso.
El núcleo usa el algoritmo Wakeup() para despertar a un proceso que se encuentra en el
estado dormido a la espera de la aparición de un determinado evento.
Los procesos se pueden comunicar entre si mediante las primitivas de comunicación entre
procesos, que se utilizan para garantizar que dos procesos no se encuentran jamás al
mismo tiempo dentro de sus regiones críticas, es decir la excusión mutua.
El modelo de espera acotada tiene el inconveniente que se desperdicia tiempo de
procesador.
Semáforos:
Es un método clásico para restringir o permitir el acceso a recursos compartidos
Ej: un recurso de almacenamiento del sistema o variables del código fuente. En un
entorno de multiprocesamiento (en el que se ejecutaran varios procesos concurrentes)
fueron inventados por Edsger Dijkstra en 1965 y se usaron por primera vez en el sistema
operativo THEOS.
Variable que puede tener un valor cero (indicando que no existen despertares) o positivo
(si están pendientes uno o más despertarse)
Transferencia de mensajes:

9. 8
Este método de comunicación utiliza dos primitivas (SEND y RECIVE) que son llamadas
al sistema en vez de comandos del sistema (igual que los monitores y a diferencia de los
semáforos).
Características diferenciales:
 Confirmación de recepción.
 Dominicos: agrupación de maquinas para reducir conflictos de máquinas con
mismo nombre.
 Autentificación: identificación de clientes es un servidor.
Planificación de procesos:
Cuando hay mas de un proceso ejecutable, el SO debe decidir cual se ejecutará primero.
La parte del SO que toma esta decisión se llama “Planificador” la planificación de
procesos es un intercambio de información entre la memoria principal y el disco y
determina el tiempo de ejecución de cada proceso. Una complicación que deben asumir
los planificadores es que cada proceso se ejecute durante demasiado tiempo. Casi todas
las computadoras tienen incorporado un cronometro o reloj electrónico que genera
interrupciones periódicamente.
Los criterios de planificación son:
 Equidad: asegurarse de que cada proceso reciba una parte justa de tiempo de
CPU.
 Eficacia: Mantener la CPU ocupada todo el tiempo.
 Tiempo de Respuesta: Minimizar el tiempo de respuesta para usuarios
interactivos.
 Retorno: Minimizar el tiempo que los usuarios por lotes tienen que esperar sus
salidas.
Planificación ROUND ROBIN:
A cada proceso se le asigna un intervalo de tiempo de ejecución llamado quantum. Si el
proceso continua en ejecución al final d si=u quantum, otro proceso se apropia de la CPU.
Si el proceso esta bloqueado o ha terminado antes de consumir su quantum, se alterna el
uso de la CPU.
Ahora el tema es determinar la longitud del quantum para la alternación de proceso s para
mejorar la eficacia.
Planificación por PRIORIDAD:
A cada proceso se le asigna una prioridad y se permite que se ejecute el proceso que
tenga la prioridad más alta. A fin de evitar que los procesos de alta prioridad s ejecuten
indefinidamente, el planificador puede reducir la prioridad de los procesos que
actualmente se ejecutan cada tic del reloj. Si esta acción hace que la prioridad se vuelva
menor que la del siguiente proceso con más alta prioridad, ocurrirá una conmutación de
procesos. Como alternativa se podría asignar a cada proceso un cuanto máximo en que
se le permitiera tener la CPU continuamente, cuando se agota ese cuánto, se da
oportunidad al proceso con la siguiente prioridad más alta de ejecutarse.

10. 9
Colas Múltiples:
Se establecen clases de prioridad con diferente cantidad de quantums, los de la clase de
mayor prioridad se ejecutan en quantum, los de la siguiente en dos quantums y así
sucesivamente. Cuando un proceso consume todos sus quantums, se le mueve a la
siguiente clase.
Primero el TRABAJO MAS CORTO:
Apropiado para las tareas por lotes, donde se conocen los tiempos de ejecución
previamente. Consiste en utilizar el criterio de ejecutar primero el trabajo mas corto,
cuando varios trabajos de simular importancia esperan en la lista para iniciar.
Planificación Garantizada:
Consiste en hacer promesas reales al usuario y después cumplirlas (en cuanto al
rendimiento). El sistema calculara el tiempo de CPU al que tenía derecho cada proceso,
es decir el tiempo de creación dividido la cantidad de usuarios. Puesto también se conoce
el tiempo de CPU del que cada proceso ha disfrutado realmente, es fácil calcular la
relación entre el tiempo de CPU recibido y el tiempo al que tenia derecho. El algoritmo
consiste en ejecutar el trabajo con la relación mas baja hasta que su relación haya
rebasado a la de su competidor más cercano.
Planificación en dos niveles:
Si la memoria principal no es suficiente, alguno de los procesos ejecutables tendrá que
mantenerse en el disco total o parcialmente, esta situación tiene implicaciones
importantes para la planificación, ya que el tiempo de conmutación de procesos cunado
hay que traer procesos del disco es varias ordenes de magnitud mayor que cuando la
conmutación es a un proceso que ya esta en memoria. Primero se encarga en la Memoria
Principal un subconjunto de los procesos ejecutables, luego el planificador se limita a
escoger procesos de ese subconjunto durante un cierto tiempo.
Casos de estudio de Sistemas Operativos para el componente de
procesos.
Windows NT es el nuevo sistema operativo de Microsoft. Fue diseñado para tomar ventaja
de todo el poder que ofrecen los procesadores más avanzados de Intel, así como algunos
de los procesadores RISC. Windows NT es la respuesta de Microsoft a UNIX. NT ofrece
los mismos servicios que UNIX, interoperable con redes UNIX pero remplaza los
comandos criacute; ópticos de UNIX, su estructura de archivos ARCANE y la mezcla de
GUIs con una simple y estandarizada interfaz para el usuario como lo es Windows.
Además, NT tiene las características que originalmente iba a tener el OS/2: un avanzado
sistema operativo de 32 bits y compatibilidad con Windows GUI, además de soportar las
aplicaciones hechas en DOS pero liberándose de las limitaciones de éste. Las
características de diseño que hacen de Windows NT un sistema operativo avanzado son
[MJS Jul-Ago92]:

11. 10
Conclusión:
Este reporte nos ayudo mucho para retroalimentarnos un poco más de lo que son los
procesos con funcionan. A su vez les servirá a más personas ya que este reporte esta lo
más detallado posible para que se comprensible para las demás personas.
Bibliografía:
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12. 11
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