procesos de sistemas operativos

Procesos de Sistemas Operativos

Luis Carrillo23.413.532Sección 71

PlataformaComputacional II

¿ Qué son los procesos de S.O.?Un proceso es un concepto 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 estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa.

› Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.

› Otra información que permite al sistema operativo su planificación.

Esta definición varía ligeramente en el caso de sistemas operativos multihilo, donde un proceso consta de uno o más hilos, la memoria de trabajo (compartida por todos los hilos) y la información de planificación. Cada hilo consta de instrucciones y estado de ejecución.

Otros Procesos que lo complementanProcesos suspendidos

Una de las razones para implementar el estado Bloqueado era poder hacer que los procesos se puedan mantener esperando algún suceso, por ejemplo una Entrada/Salida. Sin embargo, al ser mucho más lentas estas operaciones, puede suceder en nuestro modelo de cinco estados todos los procesos en memoria estén esperando en el estado Bloqueado y que no haya más memoria disponible para nuevos procesos. Podría conseguirse más memoria, aunque es probable que esto sólo permita procesos más grandes y no necesariamente nuevos procesos. Además hay un costo asociado a la memoria y de cualquier forma es probable que se llegaría al mismo estado con el tiempo.

Modelo de cinco estados

El modelo anterior de dos 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. En la realidad, los procesos utilizan datos para operar con ellos, y puede suceder que no se encuentren listos, o que se deba esperar algún suceso antes de continuar, como una operación de Entrada/Salida. Es por esto que se necesita un estado donde los procesos permanezcan bloqueados esperando hasta que puedan proseguir. Se divide entonces al estado No ejecución en dos estados: Listo y Bloqueado. Se agregan además un estado Nuevo y otro Terminado.

Tipos y Características de:

Entrada y Salida de información

Buses

Entrada de Información Características

• Teclado 101: El teclado pesa 1.1 Lb y mide 11.6 Pulgadas de ancho, 4.3 pulgadas de profundidad y 1.2 de altura. Entre los accesorios disponibles se encuentran: cableado para Sun, PC(PS/2) y computadoras Macintosh. Las dimensiones de este teclado son su característica principal. Es pequeño. Sin embargo se siente como un teclado normal.

• Teclado Ergonómico: Al igual que los teclados normales a través de éste se pueden introducir datos a la computadora pero su característica principal es el diseño del teclado ya que éste evita lesiones y da mayor comodidad al usuario, ya que las teclas se encuentran separadas de acuerdo al alcance de nuestras manos, lo que permite mayor confort al usuario.

• Teclado para Internet: El nuevo Internet Keyboard incorpora 10 nuevos botones de acceso directo, integrados en un teclado estándar de ergonómico diseño que incluye un apoya manos. Los nuevos botones permiten desde abrir nuestro explorador Internet hasta ojear el correo electrónico. El software incluido, posibilita la personalización de los botones para que sea el teclado el que trabaje como nosotros queramos que lo haga.

Tipos

a) Teclado: El teclado es un dispositivo eficaz para introducir datos no gráficos como rótulos de imágenes asociados con un despliegue de gráficas. Los teclados también pueden ofrecerse con características que facilitan la entrada de coordenadas de la pantalla, selecciones de menús o funciones de gráficas.

Mecánica: era poco precisa y estaba basada en contactos físicos eléctricos a modo de escobillas que en poco tiempo comenzaban a fallar.

Óptica: es la más utilizada en los "ratones" que se fabrican ahora.

b) Ratón ó Mouse: Es un dispositivo electrónico que nos permite dar instrucciones a nuestra computadora a través de un cursor que aparece en la pantalla y haciendo clic para que se lleve a cabo una acción determinada; a medida que el Mouse rueda sobre el escritorio, el cursor (Puntero) en la pantalla hace lo mismo. Tal procedimiento permitirá controlar, apuntar, sostener y manipular varios objetos gráficos (Y de texto) en un programa.

Entrada de Información

c) Micrófono: Los micrófonos son los transductores encargados de transformar energía acústica en energía eléctrica, permitiendo, por lo tanto el registro, almacenamiento, transmisión y procesamiento electrónico de las señales de audio. Son dispositivos duales de los altoparlantes, constituyendo ambos transductores los elementos mas significativos en cuanto a las características sonoras que sobre imponen a las señales de audio.

d) Scanner: Es una unidad de ingreso de información. Permite la introducción de imágenes gráficas al computador mediante un sistema de matrices de puntos, como resultado de un barrido óptico del documento. La información se almacena en archivos en forma de mapas de bits (bit maps), o en otros formatos más eficientes como Jpeg o Gif.

e) Lápices Ópticos: Es una unidad de ingreso de información que funciona acoplada a una pantalla fotosensible. Es un dispositivo exteriormente semejante a un lápiz, con un mecanismo de resorte en la punta o en un botón lateral, mediante el cual se puede seleccionar información visualizada en la pantalla.

f) Cámara Digital: se conecta al ordenador y le transmite las imágenes que capta, pudiendo ser modificada y retocada, o volverla a tomar en caso de que este mal.

Entrada de Información

Salida de Informacióna) Pantalla o Monitor: Es en donde se ve la información suministrada por el ordenador. En el caso más habitual se trata de un aparato basado en un tubo de rayos catódicos (CRT) como el de los televisores, mientras que en los portátiles es una pantalla plana de cristal líquido (LCD).

b) Impresora: es el periférico que el ordenador utiliza para presentar información impresa en papel. Las primeras impresoras nacieron muchos años antes que el PC e incluso antes que los monitores, siendo el método más usual para presentar los resultados de los cálculos en aquellos primitivos ordenadores.

c) Altavoces: Dispositivos por los cuales se emiten sonidos procedentes de la tarjeta de sonido. Actualmente existen bastantes ejemplares que cubren la oferta más común que existe en el mercado. Se trata de modelos que van desde lo más sencillo (una pareja de altavoces estéreo), hasta el más complicado sistema de Dolby Digital, con nada menos que seis altavoces, pasando por productos intermedios de 4 o 5 altavoces.

Salida de Información

d) Auriculares: Son dispositivos colocados en el oído para poder escuchar los sonidos que la tarjeta de sonido envía. Presentan la ventaja de que no pueden ser escuchados por otra persona, solo la que los utiliza.

e) Multimedia: Combinación de Hardware y Software que puede reproducir salidas que emplean diversos medios como texto, gráficos, animación, video, música, voz y efectos de sonido.

BusesEn arquitectura de computadores, el bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre varias computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.

https://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Computer_buses.svg

Tipos de Buses El bus de control: gobierna el uso y acceso a las líneas de

datos y de direcciones. Como éstas líneas están compartidas por todos los componentes, tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto órdenes como información de temporización entre los módulos. Mejor dicho, es el que permite que no haya colisión de información en el sistema.

El bus de direcciones: es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.

Bus de datos: Permite el intercambio de datos entre la CPU y el resto de unidades.

Manejo de información según el computador de Von Neumann


La construcción de cualquier computadora se utiliza el modelo propuesto por John Von Newman en 1945 para las primeras computadoras, dicho modelo cuentan con cuatro elementos básicos que constituyen el hardware de un sistema de cómputo. Unidades funcionales:› Unidad de control › Unidad aritmético-Lógica› Memoria› Unidad de entrada/salida

La estructura de Von Newman utiliza lo que se conoce como el modelo de “programa almacenado”, este modelo resuelve un problema en una operación de dos fases: compilación y ejecución.


La arquitectura de computadoras es el diseño conceptual y la estructura operacional de un sistema de computadora. Es un modelo y una descripción funcional de los requerimientos y las implementaciones de diseño para varias partes de una computadora, con especial interés en la forma en que la unidad central de proceso (UCP) trabaja internamente y accede a las direcciones de memoria.

¿QUE ES UNA COMPUTADORA?

COMPUTADORA (Elementos físicos + lógicos) Es una máquina formada por multitud de elementos físicos, la mayoría de ellos de carácter electrónico (placas, circuitos integrados, chips), capaz de aceptar información, manipularla mediante operaciones aritméticas y lógicas a gran velocidad y devolver una serie de resultados. Todas estas operaciones se realizan sin la intervención directa de las personas y controladas por un programa o conjunto de instrucciones que previamente ha sido almacenado en el ordenador.


INSTRUCCIONES

Conectar y probar el computador al inicio. Por grupo de personas:

1. Hacer el desarmado a profundidad2. Hacer limpieza de piezas3. Hacer ensamble del computador4. Hacer un reporte de características y

faltantes de hardware / software Conectar y probar el computador al final Tiempo estimado 45 mts.


John Von Neuman

Sincronización de Procesos En muchos casos, los procesos se reúnen para realizar tareas en

conjunto, a este tipo de relación se le llama procesos cooperativos. Para lograr la comunicación, los procesos deben sincronizarse, de no ser así pueden ocurrir problemas no deseados. La sincronización es la transmisión y recepción de señales que tiene por objeto llevar a cabo el trabajo de un grupo de procesos cooperativos.

Es la coordinación y cooperación de un conjunto de procesos para asegurar la comparación de recursos de computo. La sincronización entre procesos es necesaria para prevenir y/o corregir errores de sincronización debidos al acceso concurrente a recursos compartidos, tales como estructuras de datos o dispositivos de E/S, de procesos contendientes. La sincronización entre procesos también permite intercambiar señales de tiempo (ARRANQUE/PARADA) entre procesos cooperantes para garantizar las relaciones especificas de precedencia impuestas por el problema que se resuelve.

Sección Crítica Se denomina sección crítica, en programación concurrente, a la porción

de código de un programa de ordenador en la que se accede a un recurso compartido (estructura de datos o dispositivo) que no debe ser accedido por más de un proceso o hilo en ejecución. La sección crítica por lo general termina en un tiempo determinado y el hilo, proceso o tarea sólo tendrá que esperar un período determinado de tiempo para entrar. Se necesita un mecanismo de sincronización en la entrada y salida de la sección crítica para asegurar la utilización en exclusiva del recurso, por ejemplo un semáforo.

El acceso concurrente se controla teniendo cuidado de las variables que se modifican dentro y fuera de la sección crítica. La sección crítica se utiliza por lo general cuando un programa multihilo actualiza múltiples variables sin un hilo de ejecución separado que lleve los cambios conflictivos a esos datos. Una situación similar, la sección crítica puede ser utilizada para asegurarse de que un recurso compartido, por ejemplo, una impresora, pueda ser accedida por un solo proceso a la vez.

Interbloqueo (DeadLock)

El estancamiento se puede definir formalmente como sigue: "Un conjunto de procesos se estancan si cada proceso del conjunto esta esperando un evento que solo otro proceso del conjunto puede provocar". Puesto que todos los procesos están en espera, ninguno de ellos podrá ocasionar nuca ninguno de los eventos que podrían desbloquear a algunos de los otros miembros del conjunto y todos los procesos seguirán esperando indefinidamente.

Condiciones Necesarias para un Interbloqueo

Condiciones Necesarias

Según Coffman (1971), existen cuatro condiciones que deben cumplirse para que haya estancamiento. Una situación de abrazo mortal puede surgir si y solo si las siguientes cuatro condiciones ocurren simultáneamente en un sistema:

Exclusión Mutua. Cada recurso se asigna por lo regular exactamente a un proceso o bien esta disponible. Al menos un recurso es mantenido en un modo no-compartible; esto es, solo un proceso a la vez puede usar el recurso. Si otro proceso solicita ese recurso, tiene que ser retardado hasta que el recurso haya sido liberado.

Retener y Esperar. Los procesos que regularmente contienen recursos otorgados antes pueden solicitar nuevos recursos. Debe existir un proceso que retenga al menos un recurso y este esperando para adquirir recursos adicionales que están siendo retenidos por otros procesos.

Condiciones Necesarias para un Interbloqueo

Condiciones Necesarias

No existe el derecho de desasignar (No preemtion). Los recursos previamente otorgados no pueden extraerse por la fuerza de un proceso. Deben ser liberados explícitamente por el proceso que los contiene. Los recursos no pueden ser desasignados (preempted); esto es, un recurso solo puede ser liberado voluntariamente por el proceso que lo retiene, después de que el proceso ha terminado su tarea.

Espera Circular . Debe haber una cadena de dos o mas procesos, cada uno d los cuales este esperando u recurso contenido en el siguiente miembro de la cadena. Debe existir un conjunto {p0, p1, ...,pn} de procesos en espera tal que p0 este esperando por un recurso que esta siendo retenido por p1, p1 esta esperando por un recurso que esta siendo retenido por p2, ..., pn-1 esta esperando por un recurso que esta siendo retenido por pn y pn esta esperando por un recurso que esta siendo retenido por p0.