herramientas

Introduccion a los Hilos
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Jesus M. Vegas Hern´ ndez
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a
Dpto. Inform´ tica
a
Universidad de Valladolid
jvegas@infor.uva.es

Resumen
En esta leccion se van a tratar los aspectos avanzados de la gestion
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de procesos que proponen al modelo de hilos (threads) como una forma m´ s compleja de considerar a los procesos que la de los sistemas
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operativos tradicionales. As´, losprocesos se van a concebir como eleı
mentos compuestos por dos partes distintas, relacionadas cada una
de ellas con la utilizacion de los recursos y con la ejecucion, respecti´
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vamente. Esto influye tanto en la forma de representacion de los pro´
cesos en el sistema como en la planificacion de los procesos en su paso
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por el procesador, aspectos estos que ser´ n estudiados en esta leccion.
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Para ilustrar el tema se estudiar´ n tres casos distintos de concepcion
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de los hilos: a nivel de usuario, a nivel de nucleo y mixto.
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Introduccion
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La concepcion cl´ sica de los sistemas operativos considera al proceso
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como un elemento que auna las dos caracter´sticas siguientes:
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Propiedad de los recursos.
Ejecucion del programa.
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Un procesoincluye un espacio de direcciones virtuales que contiene la imagen del proceso, adem´ s de los apuntadores asociados a los
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recursos asignados al proceso por el sistema operativo, tales como la
memoria principal, los canales de E/S y los archivos. As´ mismo, el
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proceso es la consecuencia de la ejecucion de uno o m´ s programas, y
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junto con el resto de los procesos del sistema sealterna en el uso del
procesador.
En la mayor´a de los sistemas operativos estas dos caracter´sticas
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son el fundamento del concepto de proceso y aparecen indisolublemente unidas. Sin embargo, en otros sistemas operativos m´ s reciena
tes estas dos caracter´sticas se presentan como independientes y son
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tratadas de ese modo por el sistema operativo. En los sistemas que hacen esto a la unidadde procesamiento o ejecucion se la conoce como
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1.1

Objetivos
hilo (thread), mientras que a la unidad de propiedad de los recursos se
le llama proceso o tarea.

1.1 Objetivos
El cambio en la concepcion de la ejecucion de los programas hace que
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var´e la forma en que se representan y planifican por el sistema operaı
tivo los procesos cl´ sicos convertidos ahora en hilos.As´, los objetivos
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de esta leccion son los siguientes:
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1. Definir el concepto de hilo, presentando las ventajas e inconvenientes respecto al concepto de proceso cl´ sico en distintas ara
quitecturas mono y multiprocesador.
2. Analizar la forma de representacion en el sistema operativo de
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los hilos.
3. Describir los estados en los que se puede encontrar un hilo, as´
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como lastransiciones entre ellos.
4. Presentar las distintas maneras en que se implementan los hilos en los sistemas actuales, estudiando un caso de cada una de
ellas.

1.2 Procesos: Representacion y Planificacion
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Antes de entrar en la materia propia de esta leccion conviene repasar
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algunas ideas en cuanto a la representacion y la planificacion de los
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procesos cl´ sicos.
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1.2.1Descripcion de Procesos
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En esencia, el sistema operativo puede ser visto como una entidad
que administra el uso que hacen los procesos de los recursos del sistema. Si el sistema operativo tiene que administrar los procesos y los
recursos entonces tiene que disponer de informacion sobre el estado
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actual de cada proceso y cada recurso. En la mayor´a de los sistemas
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operativos esto seconsigue manteniendo una tabla de informacion so´
bre cada entidad que administra. En general, los sistemas operativos
mantienen tablas sobre la memoria, los dispositivos E/S, los archivos
y los procesos; todas ellas interrelacionadas segun se observa en la
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Figura 1.
Centr´ ndonos en las tablas de procesos, y antes de tratar las cuesa
tiones de donde y como se ubican los procesos y sus...