Planificacion de procesos Flashcards
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¿Qué es la planificación de procesos?
Es una función del sistema operativo que se encarga de decidir qué proceso debe ejecutarse en un momento dado. Su objetivo principal es mejorar el rendimiento general del sistema, maximizando el uso del CPU y ofreciendo tiempos de respuesta aceptables a los usuarios.
¿Qué es una ráfaga de CPU?
Es el período durante el cual un proceso utiliza la CPU de manera continua sin solicitar operaciones de entrada/salida. Las ráfagas de CPU suelen alternarse con ráfagas de E/S a lo largo de la ejecución del proceso.
¿Qué es una ráfaga de E/S?
Es el período durante el cual un proceso espera que se completen operaciones de entrada/salida, como leer un archivo o esperar una entrada del usuario. Durante esta ráfaga, el proceso no usa el CPU.
¿Qué tipos de procesos existen según su comportamiento?
Existen dos grandes tipos: los procesos centrados en CPU (realizan mucho cálculo y pocas E/S) y los procesos centrados en E/S (pasan más tiempo esperando por dispositivos que usando el CPU).
¿Qué es el planificador de procesos (scheduler)?
Es el componente del sistema operativo que selecciona cuál proceso en estado listo debe ejecutarse a continuación. Existen distintos tipos de planificadores según el momento en que actúan.
¿Qué es el dispatcher?
Es el módulo responsable de transferir el control de la CPU al proceso que ha sido seleccionado por el planificador. Esto implica guardar y restaurar contextos de proceso, cambiar de modo usuario a kernel, y saltar al punto de ejecución correcto del proceso.
Planificador Largo plazo
Decide cuántos procesos entran al sistema. Determina cuando se agregan los procesos a la cola de READY
- Influye en el nivel de multiprogramación, puede limitarlo.
- Controla el NEW y el T (terminated)
Planificador de mediano plazo
Decide cuándo un proceso se transfiere parcial o totalmente en memoria, es decir, determina cuándo se agregan/eliminan los procesos a/de la cola de SUSPENDED.
- Influye en el nivel de multiprogramación.
- Es parte de la función de intercambio (swapping).
Planificador de corto plazo
Decide qué proceso de la cola de READY pasa a RUNNING, siempre comprobando que el procesador nunca quede ocioso.
- No influye en el nivel de multiprogramción, sino en el nivel de multiprocesamiento.
- Se ejecuta cuando ocurre alguno de los siguientes eventos:
- Bloqueo por proceso por una syscall → el proceso pasa de RUNNING a BLOCKED.
- Interrupción de clock (quantum) → el proceso pasa de RUNNING a READY.
- Interrupción de I/O → el proceso pasa de BLOCKED a READY.
- Finalización de un proceso → el proceso pasa de RUNNING a EXIT.
- Grado Máximo = Cores del CPU
¿Qué criterios se usan para evaluar algoritmos de planificación?
Los principales son:
Utilización de CPU: mantener la CPU ocupada el mayor tiempo posible. (MAXIMIZAR)
Rendimiento (throughput): cantidad de procesos completados por unidad de tiempo. (MAXIMIZAR)
Tiempo de espera: cuánto espera un proceso en la cola. (MINIMIZAR)
Tiempo de respuesta: tiempo hasta que el proceso empieza a responder. (MINIMIZAR)
Tiempo de retorno: tiempo total desde el ingreso hasta su finalización. (MINIMIZAR)
¿Qué es un algoritmo sin desalojo (no-preemptivo)?
Es un tipo de planificación donde una vez que un proceso comienza a ejecutarse, mantiene el uso de la CPU hasta que finaliza o se bloquea por una operación de E/S. Ejemplos: FCFS, SJF sin desalojo.
¿Qué es un algoritmo con desalojo (preemptivo)?
Es un tipo de planificación donde un proceso puede ser interrumpido y reemplazado por otro si se cumplen ciertas condiciones (por ejemplo, llega uno más prioritario). Ejemplos: Round Robin, SJF con desalojo, HRRN.
¿Cómo funciona el algoritmo FIFO?
- En FIFO la CPU no controla que proceso ejecuta primero, va ejecutando por orden de llegada.
- Tiene el menor overhead posible, con la contra que no optimiza nada.
- Minimiza los cambios de contexto.
- Puede permitir que un proceso monopolice la CPU.
¿Cómo funciona el algoritmo SJF?
Shortest Job First elige el proceso con el menor tiempo de ráfaga de CPU estimado. Puede implementarse con o sin desalojo. Es óptimo en cuanto a tiempo promedio de espera, pero requiere conocer o estimar la duración de cada proceso.
Puede producir starvation: puede generar que un proceso nunca sea elegido por tener una ráfaga de CPU muy larga.
¿Cómo funciona el algoritmo HRRN?
Este algoritmo elimina por completa la inanición (starvation) que generaba el SJF, gracias al envejecimiento(aging), conforme el tiempo pasa, aumenta la prioridad de los procesos que esperan mucho en el sistema.
Su nombre indica su comportamiento, se prioriza a los procesos con mayor RR (Response Ratio)
¿Cómo funciona el algoritmo Round Robin (RR)?
Asigna un intervalo de tiempo fijo (quantum) a cada proceso. Al finalizar el quantum, si el proceso no termina, se lo coloca al final de la cola de listos. Es justo y adecuado para sistemas interactivos, pero el rendimiento depende mucho del tamaño del quantum.
Soluciona la monopolización del CPU.
Se priorizan más los CPU Bound que los I/O Bound.
La ejecución es interrumpida por el timer (NO por el S.O.)
El tamaño del quantum:
- Si es muy pequeño genera mucho overhead.
- Si es muy grande se convierte en un algoritmo FIFO.
- Debe ser de un tamaño considerable.
¿Qué es Virtual Round Robin (VRR)?
Es una mejora del Round Robin que intenta optimizar el uso del quantum. Cuando un proceso vuelve de E/S, se lo ubica en una cola auxiliar para darle prioridad en la CPU, reduciendo su tiempo de espera y mejorando la eficiencia general del sistema.
Va a priorizar mas los I/O Bound.
Grado de multiprogramación
Cantidad máxima de procesos que se pueden tener cargados en memoria.
Refiere a concurrencia: varios procesos que esperan ejecutarse.
Grado de multiprocesamiento
Cantidad máxima de procesos corriendo al mismo tiempo (en RUNNING), limitado a su vez por la cantidad de núcleos (cores) del CPU.
Refiere al paralelismo: varios procesos ejecutando en paralelo.
