Planificacion de cpu

Capitulo 5
Planificación de CPU
Los mecanismos de planificación de la CPU son la base de los sistemas operativo multiprogramados.
El objetivo de la multiprogramación es tener continuamente varios procesos en ejecución, con el fin de maximizar el uso de la CPU.
Con la multiprogramación, se intenta usar ese tiempo de forma productiva.
Ciclos de ráfagas de CPU y de E/S
La adecuadaplanificación de la CPU depende de una propiedad observada de los procesos: la ejecución de un proceso consta de un ciclo de ejecución en la CPU, seguido de una espera de E/S; los procesos alternan entre estos dos estados.
La duración de las ráfagas de CPU se ha medido exhaustivamente en la práctica, tienden a presentar una gráfica de tipo exponencial o hiperexponencial.
Planificador de la CPU
Cuando laCPU queda inactiva, el sistema operativo debe seleccionar uno de los procesos que se encuentran en la cola de procesos preparados para ejecución. El planificador a corto plazo lleva acabo esa selección.
Los registros que se almacenan en las colas son, generalmente, bloques de control de proceso (PCB) que describen los procesos en cuestión.
Planificación apropiativa
Puede ser necesario tomardecisiones sobre la planificación de la CPU en las siguientes cuatro circunstancias:
1. Cuando un proceso cambia del estado de ejecución al estado de espera
2. Cuando un proceso cambia del estado de ejecución al estado preparado
3. Cuando un proceso cambia del estado de espera al estado preparado
4. Cuando un proceso termina
Cuando las decisiones de planificación solo tienen lugar enlas circunstancias 1y 4, decimos que el esquema de planificación es si desalojo o cooperativo; en caso contrario, se trata de un esquema apropiativo. En la planificación sin desalojo, una vez que se ha asignado la CPU a un proceso, el proceso se mantiene en la CPU hasta que esta es liberada bien por la terminación del proceso o bien por la conmutación al estado de espera.
Despachador
Es el moduloque proporciona el control de la CPU a los procesos seleccionados por el planificador a corto plazo. Esta función implica:
* Cambio de contexto
* Cambio al modo usuario
* Salto a la posición correcta dentro del programa de usuario para reiniciar dicho programa
El despachador debe de ser lo más rápido posible, ya que se invoca en cada conmutación de procesos. El tiempo que tarda eldespachador en detener un proceso e iniciar la ejecución de otro se conoce como latencia de despacho.
Criterios de planificación
Se han sugerido muchos criterios para comparar los distintos algoritmos de planificación:
* Utilización de la CPU. Conceptualmente, la utilización de la CPU se define en el rango comprendido entre el 0 y el 100 por cien. En un sistema real, debe variar entre el 40por ciento (Sistemas ligeramente cargados) y el 90 por ciento (Sistemas intensamente utilizados)
* Tasa de procesamiento. Si la CPU está ocupada ejecutando procesos, entonces se estará llevando a cabo algún tipo de trabajo. Una medida de esa cantidad de trabajo es el número de procesos que se completan por unidad de tiempo. Para procesos de larga duración, este valor puede ser de un proceso porhora; para transacciones cortas, puede ser de 10 procesos por segundo.
* Tiempo de ejecución. El intervalo que va desde el instante en que se ordena la ejecución de un proceso hasta el instante en que se completa. Ese tiempo es la suma de los periodos que el proceso invierte en esperar para cargarse en memoria, esperar en la cola de procesos preparados, ejecutarse en la CPU y realizar lasoperaciones de E/S.
* Tiempo de espera. Es la suma de los periodos invertidos en esperar en la cola de procesos preparados
* Tiempo de respuesta. Es el tiempo que el proceso tarda en empezar a responder. Generalmente, el tiempo de respuesta está limitado por la velocidad del dispositivo de salida.
El objetivo consiste en maximizar la utilización de la CPU y la tasa de procesamiento, y...