Sistemas Distribuidos

Concurrencia: exclusión mutua y sincronización
La concurrencia es fundamental en todas estas áreas y para el diseño sistemas operativos. La concurrencia comprende un gran número de cuestiones de diseño, incluida la comunicación entre procesos, compartición y competencia por los recursos, sincronización de la ejecución de varios procesos y asignación del tiempo de procesador a los procesos. Severá que estas cuestiones no solo surgen en entornos de multiprocesadores y proceso distribuido, sino incluso en sistemas multiprogramados con un solo procesador.
La concurrencia puede presentarse en tres contextos diferentes:
• Múltiples aplicaciones: la multiprogramación se creó para permitir que el tiempo de procesador de la máquina fuese compartido dinámicamente entre varias aplicacionesactivas.
• Aplicaciones estructuradas: como ampliación de los principios del diseño modular y la programación estructurada, algunas aplicaciones pueden implementarse eficazmente como un conjunto de procesos concurrentes.
• Estructura del sistemas operativos : las mismas ventajas de estructuración son aplicables a los programadores de sistemas y se ha comprobado que algunos sistemas operativos estánimplementados como un conjunto de procesos o hilos.
PRINCIPIOS GENERALES DE LA CONCURRENCIA
En un sistema multiprogramado con un único procesador, los procesos se intercalan en el tiempo aparentando una ejecución simultánea. Aunque no se logra un procesamiento paralelo y produce una sobrecarga en los intercambios de procesos, la ejecución intercalada produce beneficios en la eficiencia delprocesamiento y en la estructuración de los programas.
La intercalación y la superposición pueden contemplarse como ejemplos de procesamiento concurrente en un sistema monoprocesador, los problemas son consecuencia de la velocidad de ejecución de los procesos que no pueden predecirse y depende de las actividades de otros procesos, de la forma en que el sistema operativo trata las interrupcionessurgen las siguientes dificultades:
1. Compartir recursos globales es riesgoso
2. Para el sistema operativo es difícil gestionar la asignación óptima de recursos.
Las dificultades anteriores también se presentan en los sistemas multiprocesador.
El hecho de compartir recursos ocasiona problemas, por esto es necesario proteger a dichos recursos.

EXCLUSIÓN MUTUA: SOLUCIONES POR HARDWARE
Puedenimplementarse soluciones de software para los procesos concurrentes que se ejecuten en máquinas monoprocesador o multiprocesador con memoria principal compartida.
ALGORITMO DE DEKKER
La solución se desarrolla por etapas. Este método ilustra la mayoría de los errores habituales que se producen en la construcción de programas concurrentes.
Primer intento
Cualquier intento de exclusión mutua debedepender de algunos mecanismos básicos de exclusión en el hardware. El más habitual es que sólo se puede acceder a una posición de memoria en cada instante, teniendo en cuenta esto se reserva una posición de memoria global llamada turno. Un proceso que desea ejecutar su sección crítica primero evalúa el contenido de turno. Si el valor de turno es igual al número del proceso, el proceso puedecontinuar con su sección crítica. En otro caso el proceso debe esperar. El proceso en espera, lee repetitivamente el valor de turno hasta que puede entrar en su sección crítica. Este procedimiento se llama espera activa.
Después de que un proceso accede a su sección crítica y termina con ella, debe actualizar el valor de turno para el otro proceso.
Segundo intento:
Cada proceso debe tener su propiallave de la sección crítica para que, si uno de ellos falla, pueda seguir accediendo a su sección crítica; para esto se define un vector boolean. Cada proceso puede evaluar el valor de señal del otro, pero no modificarlo. Cuando un proceso desea entrar en su sección crítica, comprueba la variable señal del otro hasta que tiene el valor falso (indica que el otro proceso no está en su sección...