Procesadores y procesos en sistemas distribuidos

PROCESOS Y PROCESADORES EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS
Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de unaaplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente.
Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos. Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilosacceden e ese dato modificado inmediatamente.
Lo que es propio de cada hilo es el contador de programa, la
pila de ejecución y el estado de la CPU (incluyendo el valor de los registros).
El proceso sigue en ejecución mientras al menos uno de sus hilos de ejecución siga activo. Cuando el proceso es terminado, todos sus hilos de ejecución también lo son. Asimismo en el momento en el que todos loshilos de ejecución finalizan, el proceso no existe más y todos sus recursos son liberados.
Algunos lenguajes de programación tienen características de diseño expresamente creadas para permitir a los programadores lidiar con hilos de ejecución (como Java). Otros (la mayoría) desconocen la existencia de hilos de ejecución y éstos deben ser creados mediante llamadas de biblioteca especiales quedependen del sistema operativo en el que estos lenguajes están siendo utilizados (como es el caso del C y del C++).
Un ejemplo de la utilización de hilos es tener un hilo atento a la interfaz gráfica (iconos, botones, ventanas), mientras otro hilo hace una larga operación internamente. De esta manera el programa responde de manera más ágil a la interacción con el usuario. También pueden ser utilizadospor una aplicación servidora para dar servicio a múltiples clientes.
Sincronización de hilos
Todos los hilos comparten el mismo espacio de direcciones y otros recursos como pueden ser archivos abiertos. Cualquier modificación de un recurso desde un hilo afecta al entorno del resto de los hilos del mismo proceso. Por lo tanto, es necesario sincronizar la actividad de los distintos hilos para queno interfieran unos con otros o corrompan estructuras de datos.
Una ventaja de la programación multihilo es que los programas operan con mayor velocidad en sistemas de computadores con múltiples CPUs (sistemas multiprocesador o a través de grupo de máquinas) ya que los hilos del programa se prestan verdaderamente para la ejecución concurrente. En tal caso el programador necesita ser cuidadoso paraevitar condiciones de carrera (problema que sucede cuando diferentes hilos o procesos alteran datos que otros también están usando), y otros comportamientos no intuitivos. Los hilos generalmente requieren reunirse para procesar los datos en el orden correcto. Es posible que los hilos requieran de operaciones atómicas para impedir que los datos comunes sean cambiados o leídos mientras estén siendomodificados, para lo que usualmente se utilizan los semáforos. El descuido de esto puede generar interbloqueo.
Formas de multihilos
Los sistemas operativos generalmente implementan hilos de dos maneras:
Multihilo apropiativo: permite al sistema operativo determinar cuándo debe haber un cambio de contexto. La desventaja de esto es que el sistema puede hacer un cambio de contexto en un momentoinadecuado, causando un fenómeno conocido como inversión de prioridades y otros problemas.
Multihilo cooperativo: depende del mismo hilo abandonar el control cuando llega a un punto de detención, lo cual puede traer problemas cuando el hilo espera la disponibilidad de un recurso.
El soporte de hardware para multihilo desde hace poco se encuentra disponible. Esta característica fue introducida...