Procesos

Sistemas Operativos

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Agenda
 Proceso.  Definición de proceso.  Contador de programa.  Memoria de los procesos.  Estados de los procesos.  Transiciones entre los estados.  Bloque descriptor de proceso (PCB).  Creación de procesos.  Listas y colas de procesos.  Cambio de contexto (context switch).  Hilos (Threads).  Threads a nivel de usuario.  Threads a nivel de núcleodel sistema.  Modelos de threads.

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Definición de Proceso
 El principal concepto en cualquier sistema operativo es el de proceso.  Un proceso es un programa en ejecución, incluyendo el valor del program counter, los registros y las variables.  Conceptualmente, cada proceso tiene un hilo (thread) de ejecución que es visto como un CPU virtual. El recurso procesador es alternado entre los diferentes procesos que existan en el sistema, dando la idea de que ejecutan en paralelo (multiprogramación).

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Contador de programa
Cada proceso tiene su program counter, y avanza cuando el proceso tiene asignado el recurso procesador. A su vez, a cada proceso se le asigna un número que loidentifica entre los demás: identificador de proceso (process id).

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Memoria de los procesos
Un proceso en memoria se constituye de varias secciones:
 Código (text): Instrucciones del proceso.  Datos (data): Variables globales del proceso.  Memoria dinánica (Heap): Memoria dinámica que genera el proceso.  Pila (Stack): Utilizado para preservar elestado en la invocación anidada de procedimientos y funciones.

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Estados de los procesos
El estado de un proceso es definido por la actividad corriente en que se encuentra. Los estados de un proceso son:  Nuevo (new): Cuando el proceso es creado.  Ejecutando (running): El proceso tiene asignado un procesador y está ejecutando sus instrucciones. Bloqueado (waiting): El proceso está esperando por un evento (que se complete un pedido de E/S o una señal).  Listo (ready): El proceso está listo para ejecutar, solo necesita del recurso procesador.  Finalizado (terminated): El proceso finalizó su ejecución.
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Estados de los procesos
 Diagrama de estados y transiciones de los procesos.Sistemas Operativos - Teórico 2010 - Procesos

Transiciones entre estados
 Nuevo –> Listo – Al crearse un proceso pasa inmediatamente estado listo.

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 Listo –> Ejecutando – En el estado de listo, el proceso solo espera para que se le asigne un procesador para ejecutar (tener en cuenta que puede existir más de un procesador en el sistema). Al liberarse un procesador el planificador(scheduler) selecciona el próximo proceso, según algún criterio definido, a ejecutar.

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Transiciones entre estados
 Ejecutando –> Listo – Ante una interrupción que se generé, el proceso puede perder el recurso procesador y pasar al estado de listo. El planificador será el encargado de seleccionar el próximo proceso a ejecutar.  Ejecutando –> Bloqueado– A medida que el proceso ejecuta instrucciones realiza pedidos en distintos componentes (ej.: genera un pedido de E/S). Teniendo en cuenta que el pedido puede demorar y, además, si está en un sistema multiprogramado, el proceso es puesto en una cola de espera hasta que se complete su pedido. De esta forma, se logra utilizar en forma más eficiente el procesador.

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Transiciones entre estados
 Bloqueado –> Listo – Una vez que ocurre el evento que el proceso estaba esperando en la cola de espera, el proceso es puesto nuevamente en la cola de procesos listos.  Ejecutando -> Terminado – Cuando el proceso ejecuta sus última instrucción pasa al estado terminado. El sistema libera las estructuras que representan al proceso.

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