4.1 GESTIÓN DE MEMORIA

La memoria es uno de los principales recursos de la computadora, la cual debe de administrarse con mucho cuidado. Aunque actualmente la mayoría de los sistemas de cómputo cuentan con una alta capacidad de memoria, de igual manera las aplicaciones actuales tienen también altos requerimientos de memoria, lo que sigue generando escasez de memoria en los sistemas multitarea y/o multiusuario.
La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de memoria y su labor consiste en llevar un registro de las partes de memoria que se estén utilizando y aquellas que no, con el fin de asignar espacio en memoria a los procesos cuando éstos la necesiten y liberándola cuando terminen, así como administrar el intercambio entre la memoria principal y el disco en los casos en los que la memoria principal no le pueda dar capacidad a todos los procesos que tienen necesidad de ella.
Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos: los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución y los que no.
El propósito principal de una computadora es el de ejecutar programas, estos programas, junto con la información que accesan deben de estar en la memoria principal (al menos parcialmente) durante la ejecución.
Para optimizar el uso del CPU y de la memoria, el sistema operativo debe de tener varios procesos a la vez en la memoria principal, para lo cual dispone de varias opciones de administración tanto del procesador como de la memoria. La selección de uno de ellos depende principalmente del diseño del hardware para el sistema.

4.1.1 ORGANIZACIÓN DE LA MEMORIA

Existen tres tipos de memoria:
Una: la memoria EEPROM donde almacenaremos el programa que haremos, esta memoria solo podrá ser leida por el pic (el pic va leyendo las instrucciones del programa almacenado en esta memoria y las va ejecutando). Al apagar el pic esta memoria no se borra.
Dos: la memoria RAM en cuyos registros se irán almacenando los valores de las variables que nosotros queramos y cuando nosotros queramos (por programa), al apagar el pic esta memoria se borra.
Tres: la memoria EEPROM para datos, es un espacio de memoria EEPROM en la que se pueden guardar variables que queremos conservar aunque se apague el pic. No se tratará aquí por ser una memoria mas difícil de emplear.

4.1.2 ADMINISTRADOR DE LA MEMORIA

Son los distintos métodos y operaciones que se encargan de obtener la máxima utilidad de la memoria, organizando los procesos y programas que se ejecutan de manera tal que se aproveche de la mejor manera posible el espacio disponible.

4.1.3 JERARQUIA DE LA MEMORIA

Organización piramidal de la memoria en niveles, que tienen los ordenadores.
Su objetivo es conseguir el rendimiento de una memoria de gran velocidad al coste de una memoria de baja velocidad, basándose en el principio de cercanía de referencias.
Los puntos básicos relacionados con la memoria pueden resumirse en:
* Cantidad
* Velocidad
* Coste

4.1.4 ESTRATEGIAS PARA LA ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA

La memoria principal puede ser considerada como un arreglo lineal de localidades de almacenamiento de un byte de tamaño. Cada localidad de almacenamiento tiene asignada una dirección que la identifica.

MECANISMOS DE ASIGNACIÓN

Un mecanismo de asignación determina la cantidad de bloques (particiones) que serán administrados en la memoria.

1. ASIGNACIÓN DE UNA PARTICIÓN. En la memoria se considera la existencia de una sola partición, esto es, se tiene la capacidad de ejecutar un proceso. La partición es toda la memoria, cuya administración corre por cuenta del usuario, o sea, no hay un sistema operativo.

2. ASIGNACIÓN DE DOS PARTICIONES. La memoria se divide en 2 bloques. En una partición se carga el Sistema Operativo y en la otra el programa del usuario. Es el concepto de Sistema Operativo Monousuario.

3. ASIGNACIÓN DE MULTIPLES PARTICIONES. La memoria es dividida en varias particiones una para el Sistema Operativo y las demás para los procesos de usuarios u otras funciones especiales del Sistema Operativo. Este es el concepto teórico de asignación de memoria en los Sistemas Operativos de Multiparticiones y de Multitarea..

ESTRATEGIAS DE ASIGNACIÓN

Una estrategia de asignación de memoria determina el lugar donde será cargado un nuevo proceso en base a un criterio.

1. PRIMER AJUSTE. El Sistema Operativo asigna el primer bloque de memoria libre con espacio suficiente para satisfacer la información. La búsqueda de este bloque es de manera secuencial.

2. MEJOR AJUSTE. El sistema operativo busca el bloque de memoria que represente el menor desperdicio según el requerimiento.

3. PEOR AJUSTE. El sistema operativo asigna el bloque mas grande que encuentre.

4.1.5 MULTIPROGRAMACIÓN CON PARTICIONES FIJAS Y VARIABLES

Las particiones fijas, la memoria se puede organizar dividiéndose en diversas partes, las cuales pueden variar en tamaño. Esta partición la puede hacer el usuario en forma manual, al iniciar una sesión con la máquina.
Una vez implementada la partición, hay dos maneras de asignar los procesos a ella. La primera es mediante el uso de una cola única que asigna los procesos a los espacios disponibles de la memoria conforme se vayan desocupando. El tamaño del hueco de memoria disponible es usado para localizar en la cola el primer proceso que quepa en él. Otra forma de asignación es buscar en la cola el proceso de tamaño mayor que se ajuste al hueco, sin embargo hay que tomar en cuenta que tal método discrimina a los procesos más pequeños. Dicho problema podría tener solución si se asigna una partición pequeña en la memoria al momento de hacer la partición inicial, el cual sería exclusivo para procesos pequeños.

PARTICIONES VARIABLES

Este esquema fue originalmente usado por el sistema operativo IBM OS/360 (llamado MFT), el cual ya no está en uso. El sistema operativo lleva una tabla indicando cuáles partes de la memoria están disponibles y cuáles están ocupadas. Inicialmente, toda la memoria está disponible para los procesos de usuario y es considerado como un gran bloque o hueco único de memoria. Cuando llega un proceso que necesita memoria, buscamos un hueco lo suficientemente grande para el proceso. Si encontramos uno, se asigna únicamente el espacio requerido, manteniendo el resto disponible para futuros procesos que requieran de espacio. Cuando a un proceso se le asigna un espacio y es cargado a la memoria principal, puede entonces competir para el uso del CPU.

4.2 MEMORIA REAL

La memoria real o principal es en donde son ejecutados los programas y procesos de una computadora y es el espacio real que existe en memoria para que se ejecuten los procesos. Por lo general esta memoria es de mayor costo que la memoria secundaria, pero el acceso a la información contenida en ella es de más rápido acceso. Solo la memoria cache es más rápida que la principal, pero su costo es a su vez mayor.

4.2.1 ADMINISTRACIÓN DE MEMORIA CON MAPA DE BITS

Este tipo de administración divide la memoria en unidades de asignación, las cuales pueden ser tan pequeñas como unas cuantas palabras o tan grandes como varios kilobytes. A cada unidad de asignación le corresponde un bit en el mapa de bits, el cual toma el valor de 0 si la unidad está libre y 1 si está ocupada (o viceversa). Un mapa de bits es una forma sencilla para llevar un registro de las palabras de la memoria en una cantidad fija de memoria, puesto que el tamaño del mapa sólo depende del tamaño de la memoria y el tamaño de la unidad de asignación.

4.2.2 ADMINISTRACION DE MEMORIA

La parte del sistema operativo que administra la memoria se llama administrador de la memoria. Para ello existen diferentes esquemas de administración de memoria desde los mas simples hasta los mas elaborados entre los cuales se ubican:

· Administración de la memoria sin intercambio o paginación.
Los sistemas de administración de memoria se pueden clasificar en dos tipos. Los que desplazan los procesos de la memoria principal al disco y viceversa durante la ejecución (intercambio y paginación) y aquellos que no.
· Monopogramación sin intercambio o paginación.
Es en forma secuencial pues solo se tiene un objeto en memoria en cada instante, el usuario carga toda la memoria con un programa, esto implica que cada proceso debe contener controladores de dispositivo para cada uno de los dispositivos E/S que utilice.
· Multiprogramación y uso de la memoria.
La multiprogramación facilita la programación de una aplicación al dividirla en dos o mas procesos. La mayoría de los procesos tardan cierto tiempo en la espera de datos de dispositivos E/S.
Un modelo para el uso y aprovechamiento de la CPU es el modelo probabilístico dado por la fórmula :

Uso de la CPU = 1 − pn
· Multiprogramación con particiones fijas
El objetivo en todo esto es tener mas de un proceso en memoria a la vez, solución posible sería dividir la memoria en n partes al inicio de una sesión de uso de la máquina, pero aún así se obtiene el desperdicio de particiones grandes con una tarea pequeña, la respuesta puede ser tener particiones pequeñas también.
Las tareas que van llegando se forman hasta que una partición adecuada está disponible, en cuyo momento la tarea se carga en esa partición y se ejecuta hasta terminar.

4.2.3DISTRIBUCION DEL ESPACIO PARA INTERCAMBIO

DISTRIBUCION DEL ESPACIO PARA INTERCAMBIO.

En algunos sistemas, cuando un proceso esta en la memoria, no se le puede asignar espacio en disco.cuando deba intercambiarse, puede colocarse en alguna otra parte del disco.los algoritmos para administrar el espacio de intercambio son los mismos que se emplean para administrar la memoria principal.

En otros sistemas,cuando se crea un proceso,el espacio para intercambio se asigna para el en disco. Cada ves que el proceso se intercambia, siempre se cambia a su espacio asignado, en lugar de dirigirse a un lugar diferente en cada ocacion. Cuando el proceso sale, se desasigna el espacio para el intercambio.

La única diferencia es que el espacio en el disco para un proceso debe asignarse como un numero integral de bloques de disco.por lo tanto, un proceso de tamaño 13.5 k que utiliza un disco con bloques de 1k se redondeara a 14k antes de que se busquen las estructuras de datos del espacio en el disco.

4.3 MEMORIA VIRTUAL

La memoria virtual es una técnica para proporcionar la simulación de un espacio de memoria mucho mayor que la memoria física de una máquina. Esta "ilusión" permite que los programas se hagan sin tener en cuenta el tamaño exacto de la memoria física.

La ilusión de la memoria virtual está soportada por el mecanismo de traducción de memoria, junto con una gran cantidad de almacenamiento rápido en disco duro. Así en cualquier momento el espacio de direcciones virtual hace un seguimiento de tal forma que una pequeña parte de él, está en memoria real y el resto almacenado en el disco, y puede ser referenciado fácilmente.

Debido a que sólo la parte de memoria virtual que está almacenada en la memoria principal, es accesible a la CPU, según un programa va ejecutándose, la proximidad de referencias a memoria cambia, necesitando que algunas partes de la memoria virtual se traigan a la memoria principal desde el disco, mientras que otras ya ejecutadas, se pueden volver a depositar en el disco (archivos de paginación).


La memoria virtual ha llegado a ser un componente esencial de la mayoría de los S.O actuales. Y como en un instante dado, en la memoria sólo se tienen unos pocos fragmentos de un proceso dado, se pueden mantener más procesos en la memoria. Es más, se ahorra tiempo, porque los fragmentos que no se usan no se cargan ni se descargan de la memoria. Sin embargo, el S.O debe saber cómo gestionar este esquema.

La memoria virtual también simplifica la carga del programa para su ejecución llamado reubicación, este procedimiento permite que el mismo programa se ejecute en cualquier posición de la memoria física.

En un estado estable, prácticamente toda la memoria principal estará ocupada con fragmentos de procesos, por lo que el procesador y el S.O tendrán acceso directo a la mayor cantidad de procesos posibles, y cuando el S.O traiga a la memoria un fragmento, deberá expulsar otro. Si expulsa un fragmento justo antes de ser usado, tendrá que traer de nuevo el fragmento de manera casi inmediata. Demasiados intercambios de fragmentos conducen a lo que se conoce como hiperpaginación: donde el procesador consume más tiempo intercambiando fragmentos que ejecutando instrucciones de usuario. Para evitarlo el S.O intenta adivinar, en función de la historia reciente, qué fragmentos se usarán con menor probabilidad en un futuro próximo.

4.3.1 PAGINACION DE MEMORIA

El término memoria virtual se asocia normalmente con sistemas que emplean paginación, aunque también se puede usar memoria virtual basada en la segmentación. El uso de la paginación en la memoria virtual fue presentado por primera vez en el computador Atlas.

Cada proceso tiene su propia tabla de páginas y cuando carga todas sus páginas en la memoria principal, se crea y carga en la memoria principal una tabla de páginas. Cada entrada de la tabla de páginas contiene el número de marco de la página correspondiente en la memoria principal. Puesto que sólo algunas de las páginas de un proceso pueden estar en la memoria principal, se necesita un bit en cada entrada de la tabla para indicar si la página correspondiente está presente (P) en la memoria principal o no. Si el bit indica que la página está en la memoria, la entrada incluye también el número de marco para esa página.

Otro bit de control necesario en la entrada de la tabla de páginas es el bit de modificación (M), para indicar si el contenido de la página correspondiente se ha alterado desde que la página se cargó en la memoria principal. Si no ha habido cambios, no es necesario escribir la página cuando sea sustituida en el marco que ocupa actualmente.

Puesto que la tabla de páginas es de longitud variable, en función del tamaño del proceso, no es posible suponer que quepa en los registros.

4.3.2 SEGMENTACION DE MEMORIA VIRTUAL

La segmentación permite al programador contemplar la memoria como si constara de varios espacios de direcciones o segmentos. Los segmentos pueden ser de distintos tamaños, incluso de forma dinámica. Las referencias a la memoria constan de una dirección de la forma (número de segmento, desplazamiento).

Esta organización ofrece al programador varias ventajas sobre un espacio de direcciones no segmentado:

1.Simplifica la gestión de estructuras de datos crecientes. Si el programador no conoce a priori cuán larga puede llegar a ser una estructura de datos determinada, es necesario suponerlo a menos que se permitan tamaños de segmentos dinámicos. Con memoria virtual segmentada, a la estructura de datos se le puede asignar a su propio segmento y el S.O expandirá o reducirá el segmento cuando se necesite.

2.Permite modificar y recopilar los programas independientemente, sin que sea necesario recopilar o volver a montar el conjunto de programas por completo.

3.Se presta a la compartición entre procesos. Un programador puede situar un programa de utilidades o una tabla de datos en un segmento que puede ser referenciado por otros procesos.

4.Se presta a la protección. Puesto que un segmento puede ser construido para albergar un conjunto de procedimientos y datos bien definido, el programador o el administrador del sistema podrá asignar los permisos de acceso de la forma adecuada.

4.3.3 ALGORITMOS DE SUSTITUCION DE PAGINAS

SUSTITUCION DE PAGINAS OPTIMA
Se sustituye aquella pagina que se vaya a referenciar dentro del tiempo mas largo posible.

SUSTITUCION DE PAGINA NO USADA RECIENTEMENETE

Se mantiene dos bits R y M que indican si una página fue referenciada (R) y/o modificada (M). Se clasifican la páginas en cuatro categorías de acuerdo:
Clase 0: no referido, no modificado
Clase 1: no referido, modificado
Clase 2: referido, no modificado
Clase 3: referido, modificado
Se retira una página elegida al azar de la clase no vacía con la numeración inferior.

4.3.5 LIBERACION DE PAGINAS

• Un proceso usuario puede emitir una "liberacion voluntaria de pagina".
• Se puede eliminar el desperdicio y acelerar la ejecucion.
• Los compiladoresy el sistema operativo deberian detectar automaticamente situaciones de liberacion de pagina mucho antes de lo que es posible.

LIBERAR LAS PAGINAS ACTUALES DEL PROCESO:

int munlockall (void);

PLANTACION TRABAJOS JOB SCHUDULING

Un planificador de tareas es una aplicación de software empresarial que se encarga de las ejecuciones de fondo sin vigilancia, comúnmente conocido por razones históricas, como el procesamiento por lotes.

Los sinónimos son el sistema de lotes, Distributed Resource Management System (SGDD), y Distributed Resource Manager (DRM). Today's job schedulers typically provide a graphical user interface and a single point of control for definition and monitoring of background executions in a distributed network of computers. Programadores de trabajo de hoy suelen ofrecer una interfaz gráfica de usuario y un único punto de control para la definición y seguimiento de las ejecuciones de fondo en una red distribuida de computadoras.

Cada vez más programadores de trabajos son necesarios para instrumentar la integración real de las actividades de negocio en tiempo con el fondo de TI tradicionales de procesamiento, a través

La programación de trabajo no debe confundirse con la planificación de procesos, que es la asignación de los procesos actualmente en ejecución a la CPU por el sistema operativo.

CONCEPTOS BASICOS JOB SCHUDULING

Maximizar la utilización del CPU obtenida con la multiprogramación

• 
  
  Ciclo de ráfaga CPU–I/O. La ejecución del proceso consiste de un ciclo de CPU y de una espera de I/O.

• Distribución de las ráfagas de CPU

Un planificador de tareas es una aplicación de software de la empresa que se encarga de las ejecuciones desatendida fondo, comúnmente conocido por razones históricas como del procesamiento por lotes.

Los sinónimos son lote sistema, Sistema de Gestión de Recursos Distribuidos (SGDD), y Distributed Resource Manager (DRM). Hoy en día el trabajo de programadores suelen ofrecer una interfaz gráfica de usuario y un único punto de control para la definición y el seguimiento de las ejecuciones en el fondo de una red distribuida de computadoras. Trabajo cada vez más programadores están obligados a organizar la integración de los negocios en tiempo real con las actividades tradicionales de transformación de fondo que, a través de diferentes plataformas de sistemas operativos y entornos de aplicaciones de negocio

PLANEACION DE TRABAJOS (JOB SCHEDULING)

Objetivo de la planificación: Minimizar el tiempo de espera y minimizar el tiempo de respuesta.

La planificación (scheduling) es la base para lograr la multiprogramación.

Un sistema multiprogramado tendrá varios procesos que requerirán el recurso procesador a la vez. Esto sucede cuando los procesos están en estado ready (pronto). Si existe un procesador disponible, se debe elegir el proceso que será asignado para ejecutar. La parte del sistema operativo que realiza la elección del proceso es llamada planificador (scheduler).

La planificación hace referencia a un conjunto de políticas y mecanismos incorporados a sistemas operativos que gobiernan el orden en que se ejecutan los trabajos.

Un planificador es un módulo del S.O que selecciona el siguiente trabajo que hay que admitir en el sistema y el siguiente proceso que hay que ejecutar.

En muchos sistemas, la actividad de planificación se divide en tres funciones independientes: planificación a

• largo
• medio
• corto plazo.

FIRST IN FIRST OUT(FIFO)

FIFO es el acrónimo inglés de First In, First Out (primero en entrar, primero en salir).

FIFO se utiliza en estructuras de datos para implementar colas. La implementación puede efectuarse con ayuda de arrays o vectores, o bien mediante el uso de punteros y asignación dinámica de memoria.

Si se implementa mediante vectores el número máximo de elementos que puede almacenar está limitado al que se haya establecido en el código del programa antes de la compilación (cola estática) o durante su ejecución (cola pseudoestática). Sea cual sea la opción elegida, el número de elementos que podrá almacenar la cola quedará determinado durante toda la ejecución del programa.

El sistema debe reservar el tamaño de memoria necesario para acoger todos los datos, sea cual sea el número de elementos usados, lo que en algunas aplicaciones supone un despilfarro de la memoria. Sin embargo, si se usan punteros, el número máximo no está declarado sino que se hace un uso dinámico de la memoria, adaptándose al tamaño necesario en cada momento en función de los elementos que hay en la cola. Uno de los usos de las colas es la exploración "en anchura" de un árbol de búsqueda. Otro uso típico de las colas, es la gestión de descargas de una aplicación p2p.

ROUND ROBIN

Es un método para seleccionar todos los elementos en un grupo de manera equitativa y en un orden racional, normalmente comenzando por el primer elemento de la lista hasta llegar al último y empezando de nuevo desde el primer elemento. El planeamiento Round Robin es tan simple como fácil de implementar, y está libre de inanición.

Una forma sencilla de entender el round robin es imaginar una secuencia para "tomar turnos". En operaciones computacionales, un método para ejecutar diferentes procesos de manera concurrente, para la utilización equitativa de los recursos del equipo, es limitando cada proceso a un pequeño periodo de tiempo (quantum), y luego suspendiendo éste proceso para dar oportunidad a otro proceso y así sucesivamente. A esto se le denomina comúnmente como Planificación Round-Robin.

Pasos de ciclos

Para averiguar los pasos de ciclos de procesos totales se toman todos los números de procesos y se calculan con los procesos necesarios para la realización de estos...
Suponga que hay tres procesos y se desea averiguar cuanto tarda.

proceso A: 3 veces
proceso B: 4 veces
proceso C: 5 veces

SHORTEST JOB FIRST (SJF)

Es una disciplina no apropiativa y por lo tanto no recomendable en ambientes de tiempo compartido. El proceso en espera con el menor tiempo estimado de ejecución hasta su terminación es el siguiente en ejecutarse. Los tiempos promedio de espera son menores que con “FIFO”.

Los tiempos de espera son menos predecibles que en “FIFO”.
Favorece a los procesos cortos en detrimento de los largos.
Tiende a reducir el número de procesos en espera y el número de procesos que esperan detrás de procesos largos. Requiere un conocimiento preciso del tiempo de ejecución de un proceso, lo que generalmente se desconoce. Se pueden estimar los tiempos en base a series de valores anteriores.

SHORTEST REMAINING TIME (STR)

Esta disciplina elige siempre al proceso que le queda menos tiempo de ejecución estimado para completar su ejecución; de esta forma aunque un proceso requiera mucho tiempo de ejecución, a medida que se va ejecutando iría avanzando en la lista de procesos en estado listo hasta llegar a ser el primero. Para realizar esta elección, es necesario actualizar el PCB de los procesos a medida que se le asigna tiempo de servicio, lo que supone una mayor sobrecarga adicional.

En el algoritmo Shortest Remaining Time el planificador selecciona el proceso más corto, al igual que antes, pero en este caso el cambio se controla cada vez que un proceso llega a la cola. Es decir, cuando un proceso se desbloquea o se crea uno nuevo y el tiempo de ráfaga es menor que el tiempo de ráfaga del proceso que se está ejecutando, entonces se realiza un cambio de contexto, el bloqueado se ejecuta y el que se estaba ejecutando pasa a la cola de procesos listos. De este modo cuando se desbloquea o entra un proceso nuevo, se calcula su tiempo de ráfaga. Si el proceso que se está ejecutando le queda más tiempo de ráfaga que nuestro tiempo de ráfaga calculado entonces se procede a realizar el cambio de contexto.

Características:

• 
  Ofrece un buen tiempo de respuesta.
  
• La productividad es alta a cambio de la sobrecarga del sistema (a cada paso debe decidir a que proceso asignarle la CPU).
  
• Penaliza los procesos largos.
  
• Se puede producir inanición.
  

HIGHEST RESPONSE RATIO NEXT (HRN)

Algoritmo apropiativo parecido al SRT consistente en calcular el Reponse Ratio (Ratio de respuesta) para asignar la CPU a procesos más viejos. (Para evitar la inanición).
Características:

• Es muy productivo pero se sobrecarga el sistema.
• Ofrece un buen tiempo de respuesta.
• 
  Equilibra los procesos, aunque da prioridad a los procesos más cortos.
• 
  Evita la inanición (los procesos que envejecen serán ejecutados).

Las prioridades, que son dinámicas, se calculan según la siguiente fórmula, donde pr es la “prioridad”, te es el “tiempo de espera” y ts es el “tiempo de servicio”:

• Elige proceso listo con valor mayor de R
• Tiene en cuenta edad del proceso
• Debe estimarse el tiempo se servicio previamente: en base a historia pasada o valor dado por usuario o administrador.
• R= w + s
s
R= tasa de respuesta
w= tiempo consumido esperando al procesador
s = tiempo de servicio esperado
`

Que corrige algunas deficiencias de SJF, particularmente el retraso excesivo de trabajos largos y el favoritismo excesivo para los trabajos cortos. HRN es un disciplina de planificación no apropiativa en la cual la prioridad de cada proceso no sólo se calcula en función del tiempo de servicio, sino también del tiempo que ha esperado para ser atendido. Cuando un trabajo obtiene el procesador, se ejecuta hasta terminar. Las prioridades dinámicas en HRN se calculan de acuerdo con la siguiente expresión: Prioridad = (tiempo de espera + tiempo de servicio) / tiempo de servicio Como el tiempo de servicio aparece en el denominador, los procesos cortos tendrán preferencia. Pero como el tiempo de espera aparece en el numerador, los procesos largos que han esperado también tendrán un trato favorable. Obsérvese que la suma tiempo de espera + tiempo de servicio es el tiempo de respuesta del sistema para el proceso si éste se inicia de inmediato.

MULTIPROCESAMIENTO PROCESADOR

Un multiprocesador se define como una computadora que contiene dos o más unidades de procesamiento que trabajan sobre una memoria común bajo un control integrado.
Si el sistema de multiprocesamiento posee procesadores de aproximadamente igual capacidad, estamos en presencia de multiprocesamiento simétrico; en el otro caso hablamos de multiprocesamiento asimétrico.
Si un procesador falla, los restantes continúan operando, lo cual no es automático y requiere de un diseño cuidadoso.
Un procesador que falla habrá de informarlo a los demás de alguna manera, para que se hagan cargo de su trabajo .
Los procesadores en funcionamiento deben poder detectar el fallo de un procesador
Determinado. El Sistema Operativo debe percibir que ha fallado un procesador determinado y ya no podrá asignarlo y también debe ajustar sus estrategias de asignación de recursos para evitar la sobrecarga del sistema que está degradado.

CONCEPTOS BASICOS DE MULTIPROCESAMIENTO

MULTIPROCESAMIENTO.
– La solución pueden ser los sistemas multiprocesadores:
o Solución más sencilla, natural y con mejor coste-prestaciones.
o Las mejoras en microprocesadores cada vez son más complejas: cada avance implica crecer en complejidad, potencia y superficie.
o Lenta pero clara mejora en el software, que permite explotar el paralelismo.
– Las arquitecturas actuales son muy diversas: hay más investigación que resultados definitivos.
– Hablaremos de multiprocesadores de pequeña y median escala
Dos factores clave para la extensión de los Multiprocesadores
1. Flexibilidad: El mismo sistema puede usarse para un único usuario incrementado el rendimiento en la ejecución de una única aplicación o para varios usuarios y aplicaciones en un entorno compartido.
2. Coste-rendimiento: Actualmente estos sistemas se basan en procesadores comerciales, por lo que su coste se ha reducido drásticamente. La inversión más fuerte se hace en la memoria y la red de interconexión.

PARALELISMO MULTIPROCESAMIENTO

PARALELISMO

Consiste en ejecutar más instrucciones en menos tiempo, aunque las instrucciones sigan tardando lo mismo en ejecutarse.

El paralelismo en software es considerado como el caso ideal de la ejecución de las instrucciones que forman parte de un programa, ya que no toma en cuenta las limitantes del hardware con que el mismo va ser ejecutado.

Paralelismo en hardware Definamos como paralelismo en hardware como la ejecución de un programa tomando en consideración el hardware con que va a ser ejecutado.

SISTEMA MULTIPROCESAMIENTO

En un sistema de multiprocesamiento procesadores múltiples son empleados a ejecutado más de una actividad en el tiempo, siempre que la informática masiva deba ser realizada con regularidad. Multiprocesador. Como muchas de las actividades principales de la informática se ejecutan simultáneamente por los procesadores diferentes.


Es esencial proporcionar la sincronización entre procesador múltiple ellos tienen acceso a la memoria común tal que ninguna parte del trabajo de informática debería ser descuidada por el procesador individual con una presunción que el otro procesador lo hará.
Un sistema de multiprocesamiento con vario funcionamiento juntos a la vez proporcionará un ambiente de multiprogramación. La multiprogramación permite que programas múltiples residan en áreas separadas de la memoria principal al mismo tiempo. Con este acercamiento, es posible mantener dos o más empleos simultáneamente en la ejecución o en estados de la ejecución.
Los sistemas de ordenador de multiprocesador son caros y encontraron su uso sólo en la aplicación de informática compleja y en la alta velocidad que funda el punto aplicación de cálculo numérica en espacios de Investigación e Industria.

ORGANIZACION DEL MULTIPROCESADOR

La organizacion más común es:
Tiempo compartido o bus común (conductor común).
• Matriz de barras cruzadas e interruptores.
• Almacenamiento de interconexión múltiple.
Tiempo Compartido o Bus Común (o Conductor Común)
Usa un solo camino de comunicación entre todas las unidades funcionales
El bus común es en esencia una unidad pasiva.

Un procesador o procesador de Entrada / Salida que desee transferir datos debe efectuar los siguientes pasos:

1. Verificar la disponibilidad del conductor y de la unidad de destino.
2. Informar a la unidad de destino de lo que se va a hacer con los datos.
3. Iniciar la transferencia de datos.
Las unidades receptoras deben poder reconocer qué mensajes del bus son enviados hacia ellas y seguir y confirmar las señales de control recibidas de la unidad emisora.
Es una organización económica, simple y flexible pero con una sola vía de comunicación, por lo cual:
• El sistema falla totalmente si falla el bus.
• La tasa neta de transmisiones está limitada por la tasa neta de transmisión del conductor.
• La contención por el uso del bus en un sistema sobrecargado puede ocasionar una seria degradación.

SISTEMAS OPERATIVOS DEL MULTIPROCESADOR

Son las capacidades Funcionales de los Sistemas Operativos de multiprogramación y multiprocesadores.

Asignación y administración de recursos.
• Protección de tablas y conjuntos de datos.
• Prevención contra el ínter bloqueo del sistema.
• Terminación anormal.
• Equilibrio de cargas de Entrada / Salida.
• Equilibrio de carga del procesador.
• Reconfiguración.

Las tres últimas son especialmente importantes en Sistemas Operativos de multiprocesadores, donde es fundamental explotar el paralelismo en el hardware y en los programas y hacerlo automáticamente. Las organizaciones básicas de los Sistemas Operativos para multiprocesadores son las siguientes:
• Maestro / satélite.
• Ejecutivo separado para cada procesador.
• Tratamiento simétrico (o anónimo) para todos los procesadores.

UNIDAD EAdministración del Procesador