1. PROCESOS
http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/SO2.htm

2. PROCESOS-CONCEPTO
Todos los programas, cuya ejecución solicitan los usuarios se ejecutan en forma de procesos,
por lo que se puede definir como un programa en ejecución
El S.O mantiene por cada proceso una serie de estructuras de información que permiten
identificar las características de éste así como los recursos que tiene asignado.
Aquí entran los descriptores de los segmentos de memoria asignados, los descriptores de los
archivos abiertos, los descriptores de los puertos de comunicación.
Una parte importante de todas estas informaciones se llevan el en BCP . El S.O mantiene una
tabla de procesos con todos los BCP y esta tabla se construye normalmente con una
estructura estática que tiene un determinado número de BCP todos ellos del mismo tamaño.
INFORMACION DE UN PROCESO
• Contenidos de los segmentos de memoria en los que
residen el código y los datos
• Contenido de los registros del modelo de programación
• Contenido del BCP

3. PCB
Cada proceso se representa en el S.O mediante el Bloque de Control del Proceso,
también denominado bloque de control de tarea, este contiene diversas secciones
de información asociadas con un proceso específico, incluyendo:
Estado del proceso: El estado puede ser Nuevo, Listo, en Ejecución, Bloqueado, etc.
Contador de Programa: Este indica la dirección de la siguiente instrucción a ejecutar
Registros de la CPU: Estos varían en número y tipo dependiendo de la arquitectura
de la computadora, incluyen acumuladores , registros índice , apuntadores de pila y
registros de propósito general, además de cualquier información de código de
condición .
Junto con el contador de programa , esta información de estado debe guardarse
cuando ocurre una interrupción, para posteriormente permitir que el proceso
continúe de la forma más apropiada.
Información de Planificación de la CPU: Esta información incluye la prioridad del proceso, apuntadores a colas de
planificación y cualquier otro parámetro de planificación .
Información contable: Esta información incluye la cantidad de tiempo de CPU y tiempo real usado, así como límites
de tiempo , números de procesos o trabajo, etc
Información de estado de E/S: En esta sección incluye la lista de dispositivos de E/S asignados al proceso, una lista de
archivos abiertos , etc

4. ESTADOS BASICOS DE UN PROCESO
• NUEVO Un programa que no ha iniciado su ejecución , se encuentra en memoria
secundaria.
• LISTO Se encuentra en memoria principal sin operaciones de E/S pendientes y
apto para entrar o continuar su ejecución
• EJECUCION El proceso que se está ejecutando en el procesador en ese momento
• BLOQUEADO Se encuentra interrumpido por el procesador por haber atendido a
otro de mayor prioridad o que le orrespondía el turno
• TERMINADO Cuando finaliza la ejecución del proceso o se le detecta un error
grave.

5. JERARQUIA DE LOS PROCESOS
Para referirse a las relaciones entre los procesos de la jerarquía se emplean los términos de padre, hijo, hermano o
abuelo. Cuando el proceso A solicita al S.O que cree el proceso B , se dice que A es padre de B y que B es hijo de A
, bajo esta óptica, la jerarquía de procesos puede considerarse como un árbol genealógico
ENTORNO DE PROCESOS
El entorno consiste en un conjunto de variables que se le pasan al proceso en el momento de su creación
El entorno está formado por una tabla NOMBRE-VALOR que se incluye en la pila del proceso, el NOMBRE
especifica el nombre de la variable y el VALOR su valor.
GRUPOS DE PROCESOS
Los procesos forman grupos que tienen diversas propiedades , ejm El conjunto de procesos creados a partir de un
shell puede formar un grupo de procesos .
Bajo el control del Test del Hardware
Iniciador ROM Cargar en memoria del cargador del S.O
Bajo el control del Carga en memoria componentes
Cargador del S.O del S.O
Inicialización bajo el Test del Sistema de Archivos
Control de la parte Creación de estructuras de datos internas
Residente del S.O completa la carga del S.O residente
Creación de procesos LOGIN

6. TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS
Los sistemas operativos se clasifican en función del número de procesos y de usuarios

7. También llamado Monoproceso permiten que exista un proceso en cada instante si
se requieren ejecutar varios procesos que hay que hacer………
O Multiproceso , permite que exista varios procesos a la vez . El S.O
se encarga de ir repartiendo el tiempo del procesador entre estos
procesos
Está previsto para soportar a un solo usuario Estos sistemas pueden ser
monoproceso o multiproceso , esto quiere decir que un usuario puede
solicitar varias tareas al mismo tiempo
Soporta varios usuarios trabajando simultáneamente desde varias
terminales . A su vez cada usuario puede tener activo más de 1
proceso , por lo que debe ser también el sistema Multitarea .
También reciben el nombre de Tiempo Compartido porque ha de
repartir el tiempo de la computadora entre los usuarios para procesar
cada una de las tareas de los usuarios
TIPOS DE SISTEMAS OPERATIVOS

8. BASE DE LA MULTITAREA
La multitarea se basa en las tres características siguientes:
1. Paralelismo real entre E/S y procesador
2. Alternancia en los procesos de fases de E/S y de procesamiento
3. Memoria principal capaz de almacenar varios procesos
Existe una concurrencia real entre el
procesador y las funciones de E/S, Esto
significa que mientras se están realizando
una operación de E/S de un proceso, se
puede estar ejecutando otro proceso.
Podemos observar que la ejecución de un proceso alterna fases de procesamiento
con fases de E/S puesto que cada tiempo , necesita leer o escribir datos en un
periférico . En sistemas multiprocesamiento se aprovechan las fases de E/S de
unos procesos para realizar las fases de procesamiento de otros.

9. BASE DE LA MULTITAREA
Ejemplo de ejecución de un Sistema Multitarea
Se presenta la ejecución multitarea con tres procesos , notemos que al finalizar la primera fase de procesamiento del
Proceso A , hay un intervalo de tiempo en el que no hay trabajo para el procesador .
Como se muestra el S.O entra a ejecutar al final de las fases de procesamiento y al final de las fases de E/S. Esto es
porque las operaciones de E/S no las gobiernan directamente los procesos, si no que se limitan a pedirle al S.O que
las realice . De igual forma el S.O trata las interrupciones que generan los controladores para avisar que ha
completado una operación

10. PROCESO NULO
Bajo la premisa de que el procesador no para de ejecutar nunca la figura muestra lo contrario, pues
podemos observar que hay un intervalo en el que el procesador no tiene nada que hacer , para
evitar esto los S.O incluyen los llamados Procesos Nulos
Estos procesos consisten en un bucle infinito que no realiza ninguna operación útil , el objetivo de
este proceso es entretener al procesador cuando no haya ninguna tarea.

11. PLANIFICADORES ACTIVADORES
El planificador (sheduler) forma parte del núcleo del S.O , este entra en ejecución cada vez
que se activa el Sistema Operativo y su misión es Seleccionar el proceso que se ha de
ejecutar a continuación.
El Activador (dispatcher) también forma parte del Sistema Operativo y su función es poner
en ejecución el proceso seleccionado por el planificador.

12. VENTAJAS DE LA MULTITAREA
La multiprogramación presenta varias ventajas entre las que podemos resaltar las siguientes:
1. Facilita la programación .- Permite dividir las aplicaciones en varios procesos lo que beneficia su
modularidad
2. Permite prestar un buen servicio.- Esto hace que se pueda atender a varios usuarios de forma
eficiente, interactiva y simultánea
3. Aprovecha los tiempos muertos que los procesos pasan esperando a que se completen sus
operaciones de E/S
4. Aumenta el uso de la UCP, al aprovechar los espacios de tiempo que los procesos están
bloqueados.

13. GRADO DE MULTIPROGRAMACION
Se denomina grado de multiprogramación al numero de proceso activos que mantienen un Sistema y este factor es
el que afecta de forma importante el rendimiento que se obtienen de una computadora. Mientras más procesos
activos haya en un sistema, mayor es la probabilidad de encontrar siempre un proceso en estado de listo para
ejecutar , por lo que entrará a ejecutar menos veces el proceso nulo.
Sin embargo, se tiene e inconveniente de que a mayor grado de multiprogramación , se tienen mayores necesidades
de memoria
Mencionaremos 2 aspectos a considerar:
Un sistema sin Memoria Virtual
Un sistema con Memoria Virtual

14. MEMORIA VIRTUAL
Administrar la memoria es optimizar el uso del RAM que consiste de
uno o más chips en el motherboard que mantiene los datos e
instrucciones en forma temporanea mientras el procesador los
interpreta y ejecuta. El sistema operativo limpia las áreas de
memoria que están ocupadas por los datos e instrucciones cuando
éstos ya no se están usando.
Algunos sistemas operativos usan memoria virtual (Virtual Memory -
VM) para optimizar el uso del RAM. Con la memoria virtual, el
sistema operativo asigna una porción de un medio de
almacenamiento, usualmente el disco duro, para funcionar como
RAM adicional. Según se interacciona con un programa, parte de él
puede estar en el RAM y el resto del programa está en el disco duro,
el que se está usando como memoria virtual.
El área que el disco duro usa para memoria virtual es llamada “swap file”, pues intercambia (“swap”)
datos, información e instrucciones entre la memoria y el almacenamiento. Una página (page) es la
cantidad de datos e instrucciones que se pueden intercambiar en un momento dado. A la técnica de
intercambiar entre memoria y almacenamiento se le llama “paging”. Cuando un sistema operativo está
mucho tiempo haciendo “paging” en vez de ejecutando una aplicación, se dice que el sistema está
“thrashing”. Por ejemplo, cuando se intenta acceder a una página del Internet, la página ya bajó, pero la
luz del disco duro sigue encendida. Si el “thrashing” sucede con mucha frecuencia, es posible que la
computadora necesite más RAM.

15. SISTEMA SIN MEMORIA VIRTUAL
Los procesos activos han de residir totalmente en memoria
principal, por tanto el grado de multiprogramación viene limitado
por el tamaño de los procesos y por la memoria disponible.
Además en estos sistemas el rendimiento de la utilización del
procesador aumenta siempre con el grado de multiprogramación ,
esto es así ya que los procesos siempre residen en memoria
principal

16. SISTEMA CON MEMORIA VIRTUAL
Este esquema es mucho mas complejo , puesto que los procesos sólo tienen en memoria principal su conjunto
residente
Conjunto residente es el número de páginas de un proceso que están alojadas en un marco de memoria principal
Si se asignan muchos marcos a un proceso:
o Se reduce el nivel de multiprogramación.
o La tasa de fallos se mantiene baja.
Si se asignan pocos marcos a un proceso:
o Se aumenta la tasa de fallos de página.
Esto hace que quepan mas procesos , sin embargo al aumentar el número de procesos disminuye el conjunto
residente de cada uno como se muestra en la figura.

17. SISTEMA CON MEMORIA VIRTUAL
Cuando el conjunto residente de un proceso se hace menor de un determinado valor, ya no representa
adecuadamente un trabajo a realizarse, lo que tiene como consecuencia que se produzcan muchos fallos de página.
Cada fallo de página consume tiempo de procesador , porque el S.O ha de tratar esa falla y tiempo de E/S puesto que
hay que hacer una migración de páginas .
Todo esto conlleva a que al crecer los fallos de página el Sistema dedique más tiempo al improductivo trabajo de
resolver estos fallos.
El conjunto residente medio decrece con el grado de multiprogramación

18. RENDIMIENTO DEL PROCESADOR Y GRADO DE
MULTIPROGRAMACIÓN
Se puede ver que en un Sistema con memoria virtual el aumento del grado de multiprogramación conlleva primero a
un aumento del rendimiento del procesador. Sin embargo superado un determinado valor de grado de
multiprogramación , los conjuntos residentes de los procesos empiezan a ser demasiado pequeños , por lo que el
sistema baja su rendimiento al perder tiempo de paginado
Se denomina HIPERPAGINACIÓN (trashing) a la situación de alta paginación producida cuando los conjuntos
residentes de los procesos son demasiados pequeños
Cuando la memoria principal es pequeña, se llega a la situación de hiperpaginación antes de alcanzar una cota alta de
utilización del procesador. Para aumentar el rendimiento de un sistema que esté en esta situación , es necesario
añadir mas memoria principal. Cuando la memoria es grande se llega a saturar el procesador con menos procesos de
los que caben en memoria. En este case se puede aumentar el rendimiento del sistema manteniendo la memoria
pero aumentando la potencia del procesador o añadiendo otro procesador

20. RESUMEN
Proceso: Programa en ejecución.
Cada ejecución de un programa da lugar a un proceso.
El proceso - unidad de procesamiento que gestiona el sistema operativo.
Un proceso está formado por:
Código del programa: Instrucciones.
Conjunto de datos asociados a la ejecución del programa

21. RESUMEN
REPRESENTACION EN MEMORIA
 Un proceso necesita memoria para las
instrucciones y los datos.
 Distintas instancias de un programa necesitan
zonas independientes para los datos.

22. INFORMACION DE UN PROCESO
El proceso es la unidad de procesamiento gestionada por el S.O , este tiene asociado una serie de elementos de
información y que se organizan en tres grupos: ESTADO DEL PROCESADOR, IMAGEN DE MEMORIA Y TABLAS DEL
SISTEMA OPERATIVO

23. ESTADO DEL PROCESADOR
Básicamente, está formada por el contenido de los registros del procesador. Por supuesto, mientras
el proceso está ejecutándose, la información está en los registros. Cuando se interrumpe el proceso,
toda la información de los registros debe salvarse de forma que pueda restaurarse cuando el
proceso reanude su ejecución. La naturaleza y número de registros involucrados depende del
diseño del procesador.
Está integrado por el contenido de todos sus registros que son los siguientes:
• Registros generales de existir específicos también son incluidos como los de coma flotante.
• Contador de programa
• Puntero de Pila
• Registro o registros de Estado
• Registros especiales como el RIED (registro identificador de espacio de direccionamiento)

24. IMAGEN DE MEMORIA DEL PROCESO
La imagen de memoria del proceso está formado por los espacios de memoria que está autorizado a utilizar, las principales
características de la imagen de memoria son:
• El proceso solamente puede tener información en su imagen de memoria y no fuera de ella
• Dependiendo de la computadora, la imagen de memoria estará referida a memoria virtual o a memoria física
• Los procesos suelen necesitar asignación dinámica de memoria. Por tanto la imagen de memoria de los mismos se
deberá adaptar a esas necesidades , creciendo o decreciendo adecuadamente
• No hay que confundir la asignación de memoria con la asignación de marcos de memoria, el primer término implica al
modificación de la imagen de memoria y se refiere a espacio virtual en los sistemas con este tipo de espacio. El
segundo solo es de aplicación en los sistemas con memoria virtual y se refiere a la modificación del conjunto residente
del proceso.
Si un proceso genera una dirección que esta fuera del espacio de direcciones el HW genera un trap.
Al contenido de los segmentos de
memoria en los que reside el código y los
datos del proceso se le denomina:
IMAGEN DE MEMORIA

25. MODELOS DE IMAGEN DE MEMORIA:
REGIÓN ÚNICA
Proceso con única región de tamaño fijo.
Usado en sistemas sin memoria virtual. 1
Proceso con única región de tamaño variable.
Sistemas sin memoria virtual:
Necesita espacio de reserva Desperdicio de memoria.2
Sistemas con memoria virtual:
Espacio de reserva virtual Factible pero menos flexible que múltiples
regiones.
1 El proceso recibe un único espacio de memoria , que además no puede variar de tamaño
2 Los segmentos no pueden crecer a menos que se deje espacio de memoria principal de reserva, se chocaría con otro proceso, la memoria
principal es muy cara para reservarla.
3 Se podría utilizar pero es mas factible usar un modelo de varias regiones , pues es mucho mas flexible y se adapta mejor a las necesidades
reales de los procesos.

26. MODELOS DE IMAGEN DE MEMORIA:
REGIONES MÚLTIPLES
Proceso con número fijo de regiones de tamaño variable.
Regiones prefijadas (texto, datos, pila).
Cada región puede crecer.
Con memoria virtual el hueco entre pila y datos no consume recursos
físicos.
Texto o código es el programa de máquina que ha de ejecutar el proceso, la información contenida es fija y solamente
se harán operaciones de lectura
Datos Depende del proceso, los lenguajes de programación modernos permiten asignación dinámica de memoria lo
que hace que varíe el tamaño del bloque de datos al avanzar la ejecución del proceso.
Pila A través del puntero de pila, los programas utilizan una estructura de pila residente en memoria, en ella se
almacenan por ejemplo los bloques de activación de los procedimientos llamados, la pila es una estructura dinámica.
En este esquema el Sistema Operativo ofrece un espacio de datos que puede crecer y decrecer, pero deja al programa
la gestión de este espacio

27. MODELOS DE IMAGEN DE MEMORIA:
REGIONES MÚLTIPLES
Proceso con un número variable de regiones de tamaño variable.
Opción más avanzada (usada en versiones actuales de Windows y UNIX).
Un proceso se estructura en un número arbitrario de regiones.
Muy flexible:
Regiones compartidas.
Regiones con distintos permisos.
Es la solución más flexible y, por tanto, la utilizada en los sistemas operativos modernos como WINDOWS
NT y las versiones actuales de UNIX

28. PREPARACIÓN DEL CODIGO DE UN PROCESO
La preparación del código de un proceso, también llamado texto del
proceso sigue los siguientes pasos:
Un programa escrito en un lenguaje de alto nivel, no puede ser ejecutado directamente por un Pc, sino que debe
ser traducido a lenguaje máquina.
Programa fuente: Programa escrito en un lenguaje de alto nivel (texto
ordinario que contiene las sentencias del programa en un lenguaje de
programación). Necesita ser traducido a código máquina para poder
ser ejecutado.
Compilador: Programa encargado de traducir los programas fuentes
escritos en un lenguaje de alto nivel a lenguaje máquina y de
comprobar que las llamadas a las funciones de librería se realizan
correctamente.
Programa (o código) objeto: Es el programa fuente traducido (por el
compilador) a código máquina. Aún no es directamente ejecutable.
Programa Ejecutable: Traducción completa a código máquina,
realizada por el enlazador, del programa fuente y que ya es
directamente ejecutable.
Linker (montador o enlazador): Es el programa encargado de insertar al
programa objeto el código máquina de las funciones de las librerías
(archivos de biblioteca) usadas en el programa y realizar el proceso de
montaje, que producirá un programa ejecutable .exe. Las librerías son
una colección de código (funciones) ya programado y traducido a
código máquina, listo para utilizar en un programa

29. PREPARACIÓN DEL CODIGO DE UN PROCESO
El objeto ejecutable es un archivo que incluye la siguiente información:
• Cabecera que contiene entre otras informaciones como:
• Estado Inicial de los registros
• Tamaño del código y de los datos
• Palabra mágica que identifica al archivo como ejecutable
• Código
• Datos con valor inicial no necesitan residir en el archivo puesto que el S,O se encargará de asignarles valor
(normalmente 0) cuando cree el proceso encargado de ejecutar el programa

30. INFORMACION DEL BCP
EL BCP contiene la información básica del proceso, entre la que cabe destacar la siguiente:
INFORMACION DE IDENTIFICACION
Esta información identifica al usuario y al proceso, pj:
• Identificador del proceso
• Identificador del proceso padre , en caso de existir relaciones padre-hijo
• Información sobre el usuario (id usuario, id grupo)
ESTADO DEL PROCESADOR
Contiene los valores iniciales del estado del procesador o su valor en el instante en que fue interrumpido el proceso.
INFORMACION DE CONTROL DEL PROCESO
Aquí se incluye diversa información que permite gestionar el proceso en donde destacamos los siguientes datos:
• Información de planificación y estado
 Estado del proceso
 Evento por el que espera el proceso cuando está bloqueado
 Prioridad del proceso
 Información de planificación
• Descripción de los segmentos de memoria asignados al proceso
• Recursos asignados tales como:
 Archivos abiertos
 Puertos de comunicación asignados.
• Punteros para estructurar los procesos en colas o anillos, Por ej,. Los procesos que están en estado LISTO pueden
estar organizado en una cola de forma que facilita la labor del planificador
• Comunicación entre procesos . El BCP puede contener espacio para almacenar las señales y para algún mensaje
enviado al proceso.

31. TABLAS DEL SISTEMA OPERATIVO
El S.O mantiene una serie de tablas que describen a los procesos y a los recursos del sistema. La información asociada
a cada proceso se encuentra parcialmente en el BCP y parcialmente fuera de el. L a decisión de incluir o no una
información en el BCP se toma según dos argumentos: EFICIENCIA Y NECESIDAD de compartir información
Para acelerar los accesos , la tabla de procesos se construye normalmente como una estructura estática , formada por
un número determinado de BCP del mismo tamaño.
Bajo este esquema existen informaciones que pueden tener un tamaño variable y no deben incluirse en el BCP , de ser
incluidas habría que reservar en cada BCP el espacio necesario para almacenar el mayor tamaño que puedan tener
estas informaciones . Este espacio estaría presente en todos los BCP pero estaría desaprovechado en la mayoría de
ellos.
Un ejemplo de este tipo de información es la tabla de páginas puesto que su tamaño depende de las necesidades de
memoria de los procesos, valor que es variable uno del otro.
Registro identificador de espacio de direccionamiento
RIED, indica el espacio de mapa de memoria que puede
utilizar el programa en ejecución.

32. TABLAS DEL SISTEMA OPERATIVO
Cuando la información ha de ser compartida por varios procesos, no ha de residir en el BCP , a los sumo el BCP
contendrá un apuntador que permita alcanzar esa información.
Por ejemplo dos procesos pueden tener simultáneamente abierto el mismo archivo por dos razones: el archivo se
heredó de un proceso padre o el archivo se abrió de forma independiente por los dos procesos.
Al tratarse de procesos que están diseñados para compartir el
archivo, lo mas conveniente es que compartan el puntero de
posición PP . De esta forma si ambos escriben en el archivo, lo
escrito por uno se pondrá a continuación de lo escrito por el otro
pero no encima.
El proceso BCP7 es hijo del proceso BCP4 el descriptor de
archivo (fd)3 de ambos procesos utiliza la entrada 4 de la tabla
de archivos , lo que significa que comparten e l archivo y su
puntero de posición . Observamos que el IDFF del archivo es el
34512 y que el puntero PP tiene un valor de 10000
En términos
generales un
descriptor de
archivo es un
identificador
para acceder a
una archivo
El compartir punteros de posición exige que no estén ubicados en el BCP, se plantea una solución basada en una tabla
de archivos externa a los BCP y compartida por todos los procesos, en esta tabla se encuentra el puntero de posición
PP, además del identificador físico del archivo IDFF.

33. FORMACION DE UN PROCESO
La formación de un proceso consiste en completar todas las informaciones que constituyen un proceso.
• Operaciones que debe hacer el SO:
– Asignar espacio para su imagen de memoria (debe ser virtual y de pocos segmentos).
– Seleccionar un BCP libre de la tabla de proceso.
– Rellenar el BCP con información de: identificación, descripción de memoria, valores iniciales de
registros .indicados en el archivo objeto....
– Cargar el segmento de texto (código + rutinas del sistema) y el segmento de datos (datos iniciales
contenidos en el archivo objeto)
– Crear en el segmento de pila, pila inicial del proceso (entorno del proceso y los parámetros que se pasan
por invocación del programa correspondiente).
Una vez completado toda la información, este se puede marcar como listo para ejecutar para que el
planificador lo seleccione para su ejecución

34. Formación de un proceso
• Cuando se completan todas las informaciones que compone un
proceso se puede decir que realmente el da origen a un proceso.
• Operaciones que debe hacer el SO:
– Asignar espacio para su imagen de memoria (virtual y de pocos segmentos).
– Seleccionar un BCP libre.
– Rellenar el BCP con información de: identificación, descripción de memoria, valores
iniciales de registros,.....
– Cargar el segmento de texto (código + rutinas del sistema) y el segmento de datos
– Crear un segmento de pila, pila inicial del proceso (entorno del proceso y los parámetros
que se pasan por invocación del programa correspondiente).
• Finalizado está listo para ejecutar en el momento que el planificador lo llame.
Objeto
ejecutable
Biblioteca
sistema
Mapa de
memoria
Imagen
del proceso
T
abla de procesos
BCP
Cargador

45. RESUMEN
CICLO DE VIDA BASICO DE UN PROCESO

46. ESTADOS DE UN PROCESO