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Criterios de planificación

2019-06-18T08:40:21Z

Aleparmig:

= Planificación apropiativa y no apropiativa =

Un planificador no apropiativo carece de transición de activo a preparado en el diagrama de estado de un proceso.

Un planificador cualquiera, ya sea apropiativo o no, decide qué proceso se asigna al procesador si:

* El proceso activo pasa a estado bloqueado.
* El proceso activo termina su ejecución.

Un planificador apropiativo, además, se ejecuta si:

* Se lanza un nuevo proceso (véase ''prioridades'').
* El proceso activo agota el tiempo máximo de asignación del procesador (véase ''Turno Rotatorio'').

== Planificación por prioridades ==

Se establecen índices de prioridad a cada proceso:

* '''Índice estático''': Establecido por el usuario por medio de una llamada al sistema (ver sys_nice() y sys_setschedprio()). En el caso de sistemas operativos tipo Unix, se dispone de un índice denominado ''nice value'' cuyos valores están entre -20 (máxima prioridad) y 19 (mínima prioridad).
* '''Índice dinámico''': Establecido por el planificador, inicialmente basado en el índice estático, después se va recalculando en base a las observaciones que realiza el planificador sobre el comportamiento de los procesos, aumentándola cuando un proceso está a la espera o disminuyéndola cuando tiene adjudicado el procesador.

El método funciona de la siguiente manera: El planificador mantiene ordenada la cola de procesos preparados, según prioridades decrecientes. Si el proceso en ejecución se bloquea, el planificador selecciona el primero de la lista. Cuando un proceso pasa a la situación de preparado, comprueba si su prioridad es mayor que la del proceso activo. En tal caso, suspende la ejecución de éste, colocándolo al principio de la cola de preparados, y elige al recién llegado; si no, lo inserta en la cola según su prioridad.
Cuando hay varios procesos con la misma prioridad se pueden aplicar diversos criterios, como seguir el orden de llegada a la cola de preparados, o el que necesite menos tiempo para acabar, entre otros.

El orden es siempre O(n).

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| p = prioridad estática
_p__|_0__|-20_|_4__|_10_|

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
& = se ejecuta el código del planificador
|---$---|---|---|---$---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pa <xxx|---|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxx|xxx|xxx|xxx>---$---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|---|---|---|xxx|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---<---|---|---|---|---|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx>---|---|---|---|---|
Planif. |---&---&---&---|---&---&---|---&---|---|---|---|---|---|---&---|---|---|---|---|
-------|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---> t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_6__|_4__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_3__|_1__|_3__|12/7|

== Turno rotatorio ==

=== Turno rotatorio estricto (Round Robin: RR) ===

En este criterio, todo proceso es asignado al procesador durante un tiempo máximo denominado ''quantum'', tras el cual se le retira el procesador y se asigna a otro proceso de la cola de preparados. De esta manera, los procesos acceden al procesador por turnos, en base al orden de procesos que hay en la cola de preparados.

El tamaño del ''quantum'' es fundamental para determinar el comportamiento de este criterio de planificación. Si el ''quantum'' empleado es muy pequeño, por ejemplo, de 1000 ciclos, suponiendo que la conmutación de procesos requiere 1000 ciclos, el procesador empleará el 50% del tiempo en ejecutar el codigo del planificador de procesos del sistemas operativo. Sin embargo, si el ''quantum'' empleado es grande, por ejemplo, de 1 millon de ciclos, suponiendo una cola de procesos suficientemente grande y N procesos en la cola de preparados, el proceso que está al final de la cola no tendra oportunidad de ejecucion hasta pasados N * 1 millon de ciclos, degradando la experiencia del usuario que notará como sus procesos progresan ''a saltos''.

Si un proceso bloquea antes de consumir su ''quantum'' '''se le retira el procesador''' y se añade al final de la cola. Esto beneficia a los procesos por lotes, cuyo comportamiento está limitado por el procesador, pues se pasan más tiempo asignados al procesador.

Los procesos recién lanzados y los que pasan de estado bloqueado a preparado se insertan siempre al final de la cola.

Este criterio se puede implementar con una cola, de manera que el orden de complejidad en la selección del proceso que pasa a estado activo es <math>O(1)</math> puesto que siempre se toma el primero proceso de la cola. Nótese que, a mayor número de procesos preparados, mayor tiempo tardará un proceso al final de la cola en volver a pasar a estado activo.

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| quantum = 1 unidad de tiempo

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pa <xxx|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxx|---|---|xxx|---|---|xxx|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---|---<xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---|---|---|<xxx|---|---|xxx|---|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx>---|---|---|---|
$ $---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---$---|---|---|---|---|
-----|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---> t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_5__|_10_|_5__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_5/2|10/4|_5/2|12/7|

=== Turno rotatorio con compensación ===

Es una variante del anterior. Para no perjudicar a los procesos cuyo comportamiento está limitado por operaciones de entrada/salida, se reinsertan en la cola en proporción al tiempo consumido. Es decir, si un cierto proceso ha consumido el 25% de su '''quantum''', se reinserta en el 25% de la cola, contando desde el principio (dispondrá de otro quantum completo).
Este tipo de criterio tiene un problema y es que se pueden posponer indefinidamente algunos procesos si hay varios procesos que bloqueen.

Hay que tener en cuenta que:
* Cuando un proceso consume su quantum pasa al final de la cola de preparados.
* Un proceso en estado bloqueado se inserta en la cola de preparados una vez que pasa el tiempo de bloqueo.

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_| Pa y Pc bloquean cada 1 unidad de tiempo
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__| El bloqueo se resuelve tras 2 unidades de tiempo
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| quantum = 2 unidad de tiempo

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pa <xxx|---|---|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxxxxxx|---|---|---|---|---|xxx|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|xxx|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---<---|xxx|xxx|---|---|---|---|xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>---|---|---|---|---|
$ $---$---|---$---$---$---|---$---$---|---$---|---$---|---$---$---|---|---|---|---|
-----|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---> t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_7__|_9__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_7/2|_9/4|_6/2|12/7|

=== Turno rotatorio con quantum dependiente del número de procesos ===

Otra variante se trata de emplear un '''quantum''' proporcional al número de procesos que haya en estado preparado. De esta forma se obtiene una progresión más uniforme, y por tanto una mejor experiencia para el usuario. Sin embargo, esto aumenta el número de conmutaciones entre procesos. Para evitar la degradación del rendimiento por un exceso de conmutaciones, se establece un mínimo de manera que el quantum no puede ser menor a éste.

== Colas multinivel ==

En este tipo de criterio se mantienen múltiples colas con los procesos en estado preparado. Los procesos se clasifican en las colas según sus características, cada cola recibe un tratamiento distinto.

Un ejemplo sería el siguiente, compuesto de cuatro colas:

# Esta primera cola es para procesos que poseen menor tiempo de ejecución, son los gestores de interrupción y los gestores de dispositivos (drivers). Hay que tomar los datos y almacenarlos en memoria lo antes posible para poder recoger más, aunque se posponga el procesamiento de dichos datos.
# En esta cola se almacenan los procesos del servidor, tales como: proceso administrador de memoria, administrador de ficheros, administrador de red, etc.
# Esta cola está reservada a los procesos de usuario (procesos útiles para el usuario). Esta se divide a su vez en dos colas:
## Cola de procesos interactivos, limitados por E/S.
## Cola de procesos por lotes, limitados por el procesador.

Las colas tienen prioridad según su número, por ejemplo, mientras que haya procesos preparados en la primera cola, no se mira la segunda. Esto puede dar lugar a que si hay muchos procesos de gestión de dispositivos se degrade la eficiencia del sistema.

La primera cola esta implementada con una FIFO(no apropiativo), mientras que las colas 2 y 3 se basan en un sistema de RR (turno rotatorio).

=== Colas multinivel con realimentación (feedback)===

Es una variante de las colas multinivel en las que los procesos pasan de una cola a otra según su comportamiento, de manera que:

* Los procesos interactivos tienen más oportunidades de emplear el procesador.
* Los procesos por lotes disponen del procesador durante más tiempo.

Los procesos se asignan al procesador por turnos rotatorios, empleando un ''quantum'' dependiente de la cola en la que se encuentren. Los procesos que consumen el ''quantum'' asignado completamente un número determinado de veces pasan a colas en las que se asignan ''quantum'' mayores. Nótese que los procesos que no consumen su ''quantum'' muestran un comportamiento interactivo. Para no discriminar a los procesos que se encuentran en las colas con ''quantum'' menores, se les dan más oportunidades de ejecución.

Por ejemplo, en un sencillo planificador de colas multinivel con realimentación compuesto por dos colas:

* En la primera cola se le asignan un ''quantum'' de 2 unidades de tiempo a los procesos.
* En la segunda cola se le asignan un ''quantum'' de 1 unidad de tiempo a los procesos.

Si un proceso no consume el ''quantum'' asignado dos veces, pasa a la cola en la que en la se le asignan ''quantum'' de 1 unidad de tiempo.

Para que los procesos interactivos no salgan perjudicados, en aras de hacer un reparto del procesador más equitativo, se le dan dos oportunidades de ejecución a los procesos situados en la cola con ''quantum'' de 1 unidad de tiempo. De esta manera, los procesos de la primera cola reciben una oportunidad de ejecución con un ''quantum'' de 2 unidades de tiempo y los de la segunda reciben dos oportunidades de ejecución con un ''quantum'' de 1 unidad de tiempo.

Ejemplo:
Pa y Pc bloquean cada 1 unidad de tiempo
El bloqueo se resuelve tras 2 unidades de tiempo
Colas multinivel: 1. Procesos interactivos (quantum = 1 unidad de tiempo)
2. Procesos por lotes (quantum = 2 unidad de tiempo)
Inicialmente todos los procesos van a la cola 2
Los procesos que no consuman su quantum al menos una vez pasan a la cola 1
Las colas implementan turno rotatorio estricto.
Siempre que haya procesos en la cola 1, debe ser atendidos de manera preferente frente a la cola 2.

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pa <xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxxxxxx|---|---|---|---|---|xxxxxxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|---|xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---<---|---|xxxxxxx|---|---|---|xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>---|---|---|---|---|
$ $---$---|---$---$---$---|---$---$---|---$---|---$---|---$---$---|---|---|---|---|
-----|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---> t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_4__|_9__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_4/2|_9/4|_6/2|12/7|

5.4. [[Planificadores_de_sistemas_operativos_existentes | Planificadores de sistemas operativos existentes]]

Criterios de planificación

2019-06-18T08:00:25Z

Aleparmig:

= Planificación apropiativa y no apropiativa =

Un planificador no apropiativo carece de transición de activo a preparado en el diagrama de estado de un proceso.

Un planificador cualquiera, ya sea apropiativo o no, decide qué proceso se asigna al procesador si:

* El proceso activo pasa a estado bloqueado.
* El proceso activo termina su ejecución.

Un planificador apropiativo, además, se ejecuta si:

* Se lanza un nuevo proceso (véase ''prioridades'').
* El proceso activo agota el tiempo máximo de asignación del procesador (véase ''Turno Rotatorio'').

== Planificación por prioridades ==

Se establecen índices de prioridad a cada proceso:

* '''Índice estático''': Establecido por el usuario por medio de una llamada al sistema (ver sys_nice() y sys_setschedprio()). En el caso de sistemas operativos tipo Unix, se dispone de un índice denominado ''nice value'' cuyos valores están entre -20 (máxima prioridad) y 19 (mínima prioridad).
* '''Índice dinámico''': Establecido por el planificador, inicialmente basado en el índice estático, después se va recalculando en base a las observaciones que realiza el planificador sobre el comportamiento de los procesos, aumentándola cuando un proceso está a la espera o disminuyéndola cuando tiene adjudicado el procesador.

El método funciona de la siguiente manera: El planificador mantiene ordenada la cola de procesos preparados, según prioridades decrecientes. Si el proceso en ejecución se bloquea, el planificador selecciona el primero de la lista. Cuando un proceso pasa a la situación de preparado, comprueba si su prioridad es mayor que la del proceso activo. En tal caso, suspende la ejecución de éste, colocándolo al principio de la cola de preparados, y elige al recién llegado; si no, lo inserta en la cola según su prioridad.
Cuando hay varios procesos con la misma prioridad se pueden aplicar diversos criterios, como seguir el orden de llegada a la cola de preparados, o el que necesite menos tiempo para acabar, entre otros.

El orden es siempre O(n).

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| p = prioridad estática
_p__|_0__|_20_|_4__|_10_|

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
& = se ejecuta el código del planificador
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Pa <xxx|---|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxx|xxx|xxx|xxx>---$---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|---|---|---|xxx|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---<---|---|---|---|---|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx>---|---|---|---|---|
Planif. |---&---&---&---|---&---&---|---&---|---|---|---|---|---|---&---|---|---|---|---|
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_6__|_4__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_3__|_1__|_3__|12/7|

== Turno rotatorio ==

=== Turno rotatorio estricto (Round Robin: RR) ===

En este criterio, todo proceso es asignado al procesador durante un tiempo máximo denominado ''quantum'', tras el cual se le retira el procesador y se asigna a otro proceso de la cola de preparados. De esta manera, los procesos acceden al procesador por turnos, en base al orden de procesos que hay en la cola de preparados.

El tamaño del ''quantum'' es fundamental para determinar el comportamiento de este criterio de planificación. Si el ''quantum'' empleado es muy pequeño, por ejemplo, de 1000 ciclos, suponiendo que la conmutación de procesos requiere 1000 ciclos, el procesador empleará el 50% del tiempo en ejecutar el codigo del planificador de procesos del sistemas operativo. Sin embargo, si el ''quantum'' empleado es grande, por ejemplo, de 1 millon de ciclos, suponiendo una cola de procesos suficientemente grande y N procesos en la cola de preparados, el proceso que está al final de la cola no tendra oportunidad de ejecucion hasta pasados N * 1 millon de ciclos, degradando la experiencia del usuario que notará como sus procesos progresan ''a saltos''.

Si un proceso bloquea antes de consumir su ''quantum'' '''se le retira el procesador''' y se añade al final de la cola. Esto beneficia a los procesos por lotes, cuyo comportamiento está limitado por el procesador, pues se pasan más tiempo asignados al procesador.

Los procesos recién lanzados y los que pasan de estado bloqueado a preparado se insertan siempre al final de la cola.

Este criterio se puede implementar con una cola, de manera que el orden de complejidad en la selección del proceso que pasa a estado activo es <math>O(1)</math> puesto que siempre se toma el primero proceso de la cola. Nótese que, a mayor número de procesos preparados, mayor tiempo tardará un proceso al final de la cola en volver a pasar a estado activo.

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| quantum = 1 unidad de tiempo

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
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Pa <xxx|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxx|---|---|xxx|---|---|xxx|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---|---<xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---|---|---|<xxx|---|---|xxx|---|xxx|xxx|xxx|xxx|xxx>---|---|---|---|
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0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_5__|_10_|_5__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_5/2|10/4|_5/2|12/7|

=== Turno rotatorio con compensación ===

Es una variante del anterior. Para no perjudicar a los procesos cuyo comportamiento está limitado por operaciones de entrada/salida, se reinsertan en la cola en proporción al tiempo consumido. Es decir, si un cierto proceso ha consumido el 25% de su '''quantum''', se reinserta en el 25% de la cola, contando desde el principio (dispondrá de otro quantum completo).
Este tipo de criterio tiene un problema y es que se pueden posponer indefinidamente algunos procesos si hay varios procesos que bloqueen.

Hay que tener en cuenta que:
* Cuando un proceso consume su quantum pasa al final de la cola de preparados.
* Un proceso en estado bloqueado se inserta en la cola de preparados una vez que pasa el tiempo de bloqueo.

Ejemplo:

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_| Pa y Pc bloquean cada 1 unidad de tiempo
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__| El bloqueo se resuelve tras 2 unidades de tiempo
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__| quantum = 2 unidad de tiempo

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
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Pa <xxx|---|---|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxxxxxx|---|---|---|---|---|xxx|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|xxx|---|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
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____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_7__|_9__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_7/2|_9/4|_6/2|12/7|

=== Turno rotatorio con quantum dependiente del número de procesos ===

Otra variante se trata de emplear un '''quantum''' proporcional al número de procesos que haya en estado preparado. De esta forma se obtiene una progresión más uniforme, y por tanto una mejor experiencia para el usuario. Sin embargo, esto aumenta el número de conmutaciones entre procesos. Para evitar la degradación del rendimiento por un exceso de conmutaciones, se establece un mínimo de manera que el quantum no puede ser menor a éste.

== Colas multinivel ==

En este tipo de criterio se mantienen múltiples colas con los procesos en estado preparado. Los procesos se clasifican en las colas según sus características, cada cola recibe un tratamiento distinto.

Un ejemplo sería el siguiente, compuesto de cuatro colas:

# Esta primera cola es para procesos que poseen menor tiempo de ejecución, son los gestores de interrupción y los gestores de dispositivos (drivers). Hay que tomar los datos y almacenarlos en memoria lo antes posible para poder recoger más, aunque se posponga el procesamiento de dichos datos.
# En esta cola se almacenan los procesos del servidor, tales como: proceso administrador de memoria, administrador de ficheros, administrador de red, etc.
# Esta cola está reservada a los procesos de usuario (procesos útiles para el usuario). Esta se divide a su vez en dos colas:
## Cola de procesos interactivos, limitados por E/S.
## Cola de procesos por lotes, limitados por el procesador.

Las colas tienen prioridad según su número, por ejemplo, mientras que haya procesos preparados en la primera cola, no se mira la segunda. Esto puede dar lugar a que si hay muchos procesos de gestión de dispositivos se degrade la eficiencia del sistema.

La primera cola esta implementada con una FIFO(no apropiativo), mientras que las colas 2 y 3 se basan en un sistema de RR (turno rotatorio).

=== Colas multinivel con realimentación (feedback)===

Es una variante de las colas multinivel en las que los procesos pasan de una cola a otra según su comportamiento, de manera que:

* Los procesos interactivos tienen más oportunidades de emplear el procesador.
* Los procesos por lotes disponen del procesador durante más tiempo.

Los procesos se asignan al procesador por turnos rotatorios, empleando un ''quantum'' dependiente de la cola en la que se encuentren. Los procesos que consumen el ''quantum'' asignado completamente un número determinado de veces pasan a colas en las que se asignan ''quantum'' mayores. Nótese que los procesos que no consumen su ''quantum'' muestran un comportamiento interactivo. Para no discriminar a los procesos que se encuentran en las colas con ''quantum'' menores, se les dan más oportunidades de ejecución.

Por ejemplo, en un sencillo planificador de colas multinivel con realimentación compuesto por dos colas:

* En la primera cola se le asignan un ''quantum'' de 2 unidades de tiempo a los procesos.
* En la segunda cola se le asignan un ''quantum'' de 1 unidad de tiempo a los procesos.

Si un proceso no consume el ''quantum'' asignado dos veces, pasa a la cola en la que en la se le asignan ''quantum'' de 1 unidad de tiempo.

Para que los procesos interactivos no salgan perjudicados, en aras de hacer un reparto del procesador más equitativo, se le dan dos oportunidades de ejecución a los procesos situados en la cola con ''quantum'' de 1 unidad de tiempo. De esta manera, los procesos de la primera cola reciben una oportunidad de ejecución con un ''quantum'' de 2 unidades de tiempo y los de la segunda reciben dos oportunidades de ejecución con un ''quantum'' de 1 unidad de tiempo.

Ejemplo:
Pa y Pc bloquean cada 1 unidad de tiempo
El bloqueo se resuelve tras 2 unidades de tiempo
Colas multinivel: 1. Procesos interactivos (quantum = 1 unidad de tiempo)
2. Procesos por lotes (quantum = 2 unidad de tiempo)
Inicialmente todos los procesos van a la cola 2
Los procesos que no consuman su quantum al menos una vez pasan a la cola 1
Las colas implementan turno rotatorio estricto.
Siempre que haya procesos en la cola 1, debe ser atendidos de manera preferente frente a la cola 2.

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Datos del _H0_|_0__|_1__|_2__|_3__|
problema _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|

< = lanzamiento del proceso
> = finalización del proceso
x = indica que el proceso está asignado al procesador en ese momento
$ = indica la ejecución del planificador para retirar un
proceso y establecer otro según el criterio
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pa <xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pb |---<xxxxxxx|---|---|---|---|---|xxxxxxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pc |---|---<---|---|xxx|---|---|xxx>---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Pd |---|---|---<---|---|xxxxxxx|---|---|---|xxxxxxxxxxxxxxxxxxx>---|---|---|---|---|
$ $---$---|---$---$---$---|---$---$---|---$---|---$---|---$---$---|---|---|---|---|
-----|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---> t
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

____|_Pa_|_Pb_|_Pc_|_Pd_|
Cálculos _t__|_2__|_4__|_2__|_7__|
de tiempos _T__|_4__|_9__|_6__|_12_| z = índice de penalización
_z__|_4/2|_9/4|_6/2|12/7|

5.4. [[Planificadores_de_sistemas_operativos_existentes | Planificadores de sistemas operativos existentes]]

Solución de los ejercicios de fundamentos

2019-05-15T17:25:31Z

Aleparmig: /* Ejercicio 2 */

== Ejercicio 1 ==

Se puede responder a esta pregunta con el contenido de [[Componentes_básicos_de_un_sistema_operativo|este artículo]]. --[[Usuario:Pneira|Pneira]] 17:05 1 dic 2011 (UTC)

== Ejercicio 2 ==

Se puede responder a esta pregunta con el contenido de [[Llamadas_al_sistema|este artículo]]. --[[Usuario:Pneira|Pneira]] 17:05 1 dic 2011 (UTC).
Una llamada al sistema es la interfaz que el sistema operativo ofrece a los procesos para solicitar recursos al propio sistema. Un sistema operativo sin llamadas al sistema no tiene sentido, a no ser que los procesos se ejecutaran en modo supervisor de la CPU, en cuyo caso el sistema operativo pierde su rol de gestor de recursos así como de estándarizador a la hora de acceder a los recursos hardware.

Sol reloj

2019-04-29T18:31:35Z

Aleparmig:

Solución:
nº fallos de página 8
Tasa de fallos de página = --------------------- = ---- = 0,615
nº accesos a páginas 13

La lista de páginas a la que se acceden son las siguientes: '''2--2--3--1--1--3--4--5--1--1--2--3--4'''

'''Criterio del reloj (variante del criterio de 2º oportunidad)''': se emplea una lista circular. En lugar de eliminar y añadir elementos al final de la FIFO, mantenemos un puntero a la página siguiente de la última página víctima seleccionada, de manera que, para dar la 2ª oportunidad a una página, sólo hemos de poner su bit R a 0 y pasar al siguiente.

Acceso
a 2 2 3 1 1 3 4 5 1 1 2 3 4
página
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Marco 1 | 2 | = | = | = | = | = | = | 5 | = | = | = | = | = |
Bit R | R=1 | = | = | = | = | = | = | R=1 | = | = | = | = | R=0 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Marco 2 | | | 3 | = | = | = | = | = | = | = | 2 | = | = |
Bit R | | | R=1 | = | = | = | = | R=0 | = | = | R=1 | = | R=0 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Marco 3 | | | | 1 | = | = | = | = | = | = | = | = | 4 |
Bit R | | | | R=1 | = | = | = | R=0 | R=1 | = | = | R=0 | R=1 |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Marco 4 | | | | | | | 4 | = | = | = | = | 3 | = |
Bit R | | | | | | | R=1 | R=0 | = | = | = | R=1 | = |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+
Fallo | | | | | | | | | | | | | |
de | x | | x | x | | | x | X | | | X | X | X |
página | | | | | | | | | | | | | |
+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+-----+

Tiempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

[[Criterios_de_reemplazo|Volver]]

Criterios de reemplazo

2019-04-29T18:30:12Z

Aleparmig:

La evaluación se hace en base a la '''tasa de fallos de página''', que es el número de fallos de página entre el número de accesos totales a página, con lo que su valor oscila en el rango [0,1].

El fallo de página se produce cuando se accede a una posición de memoria que pertenece a una página de memoria que esta descargada en disco.

Tasa fallos página = total fallos de pagina/total accesos a pagina

También hay que tener en cuenta el contexto, si estamos en arranque en frío o en caliente, así como el cumplimiento del principio de localidad espacial y temporal.

* Arranque en frío: se dan muchos fallos de página al principio, ya que los procesos se acaban de lanzar y ninguno está cargado en memoria principal.
* Arranque en caliente: se suponen ya cargadas las páginas de los procesos en memoria principal.

== Criterio de página óptima (OPT, MIN) ==

Este es un criterio teórico que viene a establecer la cota inferior de la tasa de ''fallos de página''. Consiste en escoger la página que mayor tiempo va a tardar en utilizarse. Este es el mejor caso, pero se necesita conocimiento de futuro, de ahí que sea un criterio teórico.

Ejemplo: Secuencia de acceso a página : 2,2,3,1,1,3,4,5,1,1,2,3,4
Suponiendo arranque en frío
Marco Marco Marco Marco
1 2 3 4
Memoria principal +-----+-----+-----+-----+
de 4 marcos | | | | |
+-----+-----+-----+-----+

*[[sol_1|Solución]]

Otra forma de evaluar la eficiencia de un criterio de selección de página víctima es observando su curva paracorde, que relaciona el nº de fallos de página con el nº de marcos. La de un buen criterio se aproximará a la curva del criterio óptimo, y la de uno malo, a la del criterio al azar, o incluso pésimo.

[[Archivo:Curvas paracordes.jpg]]

En el siguiente ejemplo real se compara la efectividad de varios criterios en varios programas:

[[Archivo:img26.png]]

== Criterio de página pésima (MAX)==

Este también es teórico y viene a establecer la cota superior de la ''tasa de fallos de página'', para ver lo peor que podría comportarse un criterio. Consiste en seleccionar la página que menor tiempo tardará en usarse. También implica tener conocimiento de futuro, por lo que no es implementable en la práctica.

*[[sol_2|Solución]]

== Criterio de selección estocástica (aleatoria) ==

Se trata también de un criterio teórico, serviría para aproximar la cota media de la ''tasa de fallos de página''. Consiste en seleccionar una página al azar.

Dado que su implementación es trivial, cualquier algoritmo que dé resultados similares a este será un mal criterio, pues seguro que su eficiencia será menor que la de no implementar ningún criterio y seleccionar una página al azar.

== Criterio MRU('''M'''ost '''R'''ecently '''U'''sed) ==

Se selecciona la última página a la que se ha accedido. Podría implementarse con una LIFO por orden de acceso. Es una aproximación implementable en la práctica del criterio MAX, pudiendo así compararlo con otros criterios. Según el principio de localidad, mientras más recientemente se haya accedido a una página, más probable es que vuelva a accederse a ella. Por ello, este criterio es muy deficiente, siendo su curva cercana a la pésima:

[[Archivo:MRU.jpg]]

*[[sol_3|Solución]]

== Criterio por orden de carga FIFO ==

Se selecciona la página que más tiempo lleva cargada en memoria principal. Se implementa con una FIFO por orden de carga, es decir, a medida que se cargan en memoria principal las páginas son añadidas a la cola.

El inconveniente de este criterio es que las páginas más usadas son las que más tiempo deberían permanecer en memoria, y son las más atacadas. No se debe suponer que, si las páginas “dejarán de ser necesarias”, implica que “ya no sean necesarias”.
Además, se produce la anomalía de Belady, efecto que consiste en la posibilidad de tener más fallos de página al aumentar el número de marcos en la memoria física:

*[[sol_5|Solución]]

== Criterio NRU ('''N'''ot '''R'''ecently '''U'''sed) ==

Ofrece dos bits para cada página:
* Bit R : Se pone a 1 si la página ha sido usada (tanto para lectura como para escritura).
* Bit M : Se pone a 1 si la página es modificada (escritura).

En resumen, el bit R se pondrá a 1 ante cualquier tipo de acceso, y el bit M se pondrá a 1 sólo ante eventos de escritura.

Para seleccionar la página víctima iteramos sobre los marcos cargados en memoria (comenzando por el primero de ellos) buscando el que cumpla lo siguiente, en este orden:

# R=0, M=0
# R=0, M=1
# R=1, M=0
# R=1, M=1

Periódicamente se pone a cero el bit R.

[[Archivo:LRU.jpg]]

*[[sol_6|Solución]]

== Criterio de 2ª oportunidad ==

Se trata de la combinación de los criterios FIFO y NRU, pero sin emplear el bit M de NRU. Cuando hay que seleccionar una página víctima, se recorre la lista de páginas por orden de carga en memoria hasta encontrar alguna que tenga el bit R a 0. Durante la iteración, si se encuentra una cuyo bit R valga 1, se pone a 0, se retira de la lista y se añade al final (para darle una segunda oportunidad). Cuando se añade una nueva página, se añade al final de la cola con el bit R a 1.
Añadir que, en este caso, no se pone el bit R a 0 periódicamente, ya que se hace directamente con la 2ª oportunidad.

[[Archivo:Segunda Oportunidad.jpg]]

*[[sol_7|Solución]]

;Criterio del reloj: Es una variante en la manera de implementar la 2ª oportunidad. Se emplea una lista circular. En lugar de eliminar y añadir elementos al final de la FIFO, mantenemos un puntero a la página siguiente de la última página víctima seleccionada, de manera que, para dar la 2ª oportunidad a una página, sólo hemos de poner su bit R a 0 y pasar al siguiente.

*[[sol_reloj|Solución]]

==Criterio de la 3ª oportunidad (Método Multics)==
Es otra variante del criterio NRU, en la que se mantiene una lista ordenada por orden de carga. Ante una sustitución, la primera candidata es la más antigua.

Si dicha página tiene el bit R a 1, se pone a 0.

Si dicha página tiene el bit R a 0, existen dos casos:
*Si tiene el bit M a 1, se pone a 0.
*Si tiene el bit M a 0, se selecciona como página víctima.

[[Archivo:Tercera oportunidad.jpg]]

*[[sol_tercera_oportunidad|Solución]]

== Criterio LRU ('''L'''east '''R'''ecently '''U'''sed) ==

Es justamente el criterio contrario al MRU. En LRU elegimos la página que más tiempo lleve sin ser accedida. Se implementa mediante una FIFO que mantiene el '''orden de acceso''' a las páginas. Es decir, cada vez que se accede a una página, en caso de estar ya en la FIFO, se retira de la cola y se añade al final.

*[[sol_8|Solución]]

== Criterio LFU ('''L'''east '''F'''recuently '''U'''sed) ==

Se selecciona a la página que haya sido accedida con menor frecuencia. Se implementa mediante un contador. Básicamente, por cada acceso se incrementa el contador de uso de la página. La página víctima será aquella con menor contador. Cuando una página es expulsada a disco su contador pasa a ser cero. Es inviable en la práctica, pues supone mantener contadores de tamaños muy grande, uno por cada página en memoria, y por cada acceso a memoria podría ser necesario ejecutar una rutina que actualice la lista.

*[[sol_9|Solución]]

== Aproximación discreta LRU ==

Se tiene un bit R y un contador por cada página. Cuando una página es cargada a un marco, se carga con su bit R a 1 y su contador inicial a 0. Cuando pasa un período determinado de tiempo (viene dado en el enunciado) se itera sobre toda la lista de páginas, y pueden ocurrir dos cosas:
* '''Si su bit R está a 1''': Se ponen su bit R a cero y su contador se incrementa.
* '''Si su bit R está a 0''': No se hace nada.

Cuando hay que seleccionar una página víctima, se escoge aquella cuyo contador sea más pequeño. En caso de empate, habrá que establecer un criterio de desempate.

*[[sol_9.2|Solución]]

== Sustitución por envejecimiento ==

Se emplea un registro R de N bits, asociado a cada página. Por cada acceso se pone a 1 el bit más significativo. Periódicamente se desplaza hacia la derecha el registro R. La página víctima será la que tenga el menor valor en el registro R (en caso de empate se emplea otro criterio). La información que contienen los bits menos significativos se pierden al realizar desplazamientos. Este criterio permite mantener un historial de acceso a las páginas, para seleccionar como víctima aquella que lleve más tiempo sin ser accedida.

*[[sol_10|Solución]]

= Implementaciones =

En el [[Algoritmos de criterios de reemplazo|Portal de la comunidad]] se encuentran implementados algunos de los anteriores criterios como ayuda para ver su funcionamiento.
Creo que los algoritmos están bien (coinciden con las soluciones), pero si alguien decide probarlos no estaría mal que los revisase por encima. --[[Usuario:Alexrdp|Alexrdp]] 16:24 6 jun 2011 (UTC)

9.3 [[Memoria_virtual_con_multiprogramacion | Otros aspectos relacionados con la memoria virtual]]

Ejercicios de paginación y segmentación

2019-04-29T14:58:28Z

Aleparmig:

==Ejercicio 1==

El proceso ocupa: 1 KB de código, 4 KB de pila, 5KB ctes+globales

*Paginación pura (4KB de páginas) = 4 páginas -> 16 KB
El código requiere 1 página
La pila otra al completo
Las globales necesitan 2

*Segmentación pura = 3 segmentos, ocupan 10KB
El codigo ocupa un segmento de 1 KB
La pila uno de 4 KB
Para globales es otro de 5KB

*Combinado = 1 segmento de 4 páginas -> 16 KB

Considerando que el tamaño de página sea 4KB.

== Ejercicio 2==
''[Este ejercicio formó parte del tercer Control de Evaluación Continua del curso 2010/11, del 8 de junio de 2011]''

Suponga un sistema operativo con un administrador de memoria paginada cuyo tamaño de página es de 8KB. Se conoce que el sistema operativo funciona sobre un procesador cuyo tamaño de palabra es de 64 bits.

'''A)''' Calcule el tamaño máximo que puede llegar a alcanzar la tabla de página de un proceso, suponiendo que cada entrada de la tabla de páginas ocupa 128 bits.

'''B)''' Calcule cuántas páginas puede llegar a ocupar como máximo la tabla de páginas.

'''C)''' Dado un proceso en ejecución que requiere 7 Mbytes, calcule cuántas entradas de la tabla de páginas están siendo empleadas por dicho proceso en el sistema descrito anteriormente.

(''[[Solución de los ejercicios de paginación y segmentación#Ejercicio 2|Ver solución]]'')

PD: Podrían colocar todos los ejercicios del examen C3, y aquel que sepa las soluciones que las coloque si es tan amable.
-----------

¿Alguien recuerda los ejercicios que se pusieron en el tercer parcial? El ejercicio tipo test, y el de las 2 preguntas de pensar un poco.

== Ejercicio 3 ==
Tenemos 3 procesos (P1,P2 y P3): P1 ocupa 1KB, P2 ocupa 4 KB y P3 ocupa 2 KB.
El tamaño de las páginas es de 4 KB.
¿Cuál es el desperdicio interno?

*Del proceso 1 desperdiciamos: 4 KB - 1 KB = 3 KB
*Del proceso 2 no desperdiciamos nada.
*Del proceso 3 desperdiciamos: 4 KB - 2 KB = 2 KB
*Desperdicio interno total: 3 KB + 2 KB = 5 KB

== Ejercicio 4 ==

En un sistema en el que se administra la memoria por paginación se dispone de 256 Kbytes, siendo el tamaño de página empleado 4 KBytes, siendo el tamaño de palabra de 32 bits.

'''A)''' Razone si las direcciones de memoria 0xabc10008 y 0xabc100aa pertenecen al mismo marco. ¿Y las direcciones 0xabc1fa00 y 0xabc2fa08?

'''B)''' ¿De cuántas páginas físicas dispone el sistema?

'''C)''' Si las páginas fueran de 1 KByte, ¿pertenecen las direcciones 0xabc10008 y 0xabc800aa al mismo marco? Razone la respuesta.

'''D)''' Indique el tamaño máximo de la tabla de páginas de un proceso suponiendo que cada entrada ocupa 8 bytes.

[[Solución del ejercicio 4 de paginación]]

Sistema combinado

2019-04-29T13:55:33Z

Aleparmig:

Consiste en combinar la segmentación y la paginación. La idea fundamental consiste en definir segmentos que están compuestos por N páginas. De ahí que reciba el nombre de '''segmentación paginada'''. Por tanto, cualquier segmento ocupa, como mínimo una página de memoria.

Por una parte, la segmentación proporciona ventajas hacia los procesos: organización de datos y código, mecanismos de protección, compartición de datos y código, y optimización en el espacio ocupado. Por otra parte, la paginación facilita la gestión de la memoria disponible.

Los procesos emplean direcciones lógicas de memoria segmentada, que son traducidas a direcciones lógicas paginadas (dirección intermedia), que a su vez deben de ser traducidas a direcciones físicas. Por tanto, cualquier acceso a memoria supone un total de tres accesos a memoria. Uno para acceder a la tabla de segmentos, otro para acceder a la tabla de páginas y, por último, otro más para acceder a la dirección física. Aquí hay un ejemplo de la arquitectura IA32:<br><center>

[[Archivo:Arquitecturaia32_2.jpg]] </center>

8.6 [[ Ejercicios_administración_de_memoria_contigua | Ejercicios (Administración de memoria contigua)]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T17:05:16Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: dados dos procesos A (productor) y B (consumidor) que se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B. Tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. De este modo, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permitirían resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son dos principalmente:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T17:02:12Z

Aleparmig: /* Mecanismos de arbitraje */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: dados dos procesos A (productor) y B (consumidor) que se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B. Tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permitirían resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son dos principalmente:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T17:01:58Z

Aleparmig: /* Mecanismos de arbitraje */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: dados dos procesos A (productor) y B (consumidor) que se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B. Tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permitirían resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo dos principalmente:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T17:01:23Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: dados dos procesos A (productor) y B (consumidor) que se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B. Tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permitirían resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:59:26Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: dados dos procesos A (productor) y B (consumidor) que se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B. Tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:56:42Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: Dados dos procesos A (productor) y B (consumidor), suponiendo que ambos se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B, tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:55:23Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: Dados dos procesos A (productor) y B (consumidor), suponiendo que ambos se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B, tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que este '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:54:37Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: Dados dos procesos A (productor) y B (consumidor), suponiendo que ambos se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B, tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que el planificador de procesos '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos; únicamente puede observar si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:53:45Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: Dados dos procesos A (productor) y B (consumidor), suponiendo que ambos se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B, tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que el planificador de procesos '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos. Únicamente puede observar su comportamiento, es decir, si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Concurrencia de procesos

2019-04-02T16:52:47Z

Aleparmig: /* El problema del productor y consumidor */

La concurrencia de procesos se refiere a las situaciones en las que dos o más procesos puedan coincidir en el acceso a un recurso compartido o, dicho de otra forma, que requieran coordinarse en su ejecución. Para evitar dicha coincidencia, el sistema operativo ofrece mecanismos de arbitraje que permiten coordinar la ejecución de los procesos.

= El problema del productor y consumidor =

Un ejemplo de un problema de concurrencia sería el siguiente: Dados dos procesos A (productor) y B (consumidor), suponiendo que ambos se ejecutan indefinidamente en el tiempo, el proceso A debe recibir tiempo de ejecución antes que B, tras esto, el proceso B debe recibir su oportunidad de ejecución, dando paso de nuevo al proceso A y así sucesivamente, siguiendo un esquema de alternancia estricta.

proceso A |-- -- --
|
proceso B | -- -- --
|_____________

Recuerde que el planificador de procesos, al desconocer la naturaleza de los procesos y sus objetivos, no dispone de información suficiente para garantizar la secuencia de ejecución descrita en el ejemplo anterior. Por tanto, suponiendo que ambos procesos se encuentran en estado preparado, podría seleccionar al proceso B para pasar a estado activo antes de seleccionar al proceso A, situación que no es deseada.

El planificador de procesos, como hemos visto en capítulos anteriores, emplea [[Criterios de planificación|criterios de planificación]] que no tienen en consideración el objetivo de los procesos. Podemos decir que el planificador de procesos '''desconoce''' cuál es el propósito de los procesos, únicamente puede observar su comportamiento, es decir, si presentan un comportamiento más o menos interactivo.

Por tanto, el programador, a la hora de modelar los procesos, debe emplear mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo y que permiten resolver el problema de concurrencia que se plantee.

= Mecanismos de arbitraje =

Los mecanismos de arbitraje que ofrece el sistema operativo son básicamente dos:

* Mecanismos de '''sincronización''': el sistema operativo ofrece mecanismos que permiten a los procesos coordinar su ejecución para conseguir el objetivo sin que sucedan situaciones no deseadas, como por ejemplo que dos o más procesos coincidan simultáneamente en el acceso a un cierto recurso que no se puede compartir.

* Mecanismos de '''mensajería''': el sistema operativo ofrece mecanismos de comunicación entre procesos mediante mensajes. El intercambio de mensajes entre procesos permite coordinarlos.

= Programación concurrente =

El término programación concurrente se emplea con frecuencia para referirse a un conjunto de programas que funcionan en cooperación.

Hay tres formas de interacción entre procesos cooperativos:

*Concurrencia: Hay un recurso común, si varios procesos modificaran la misma información a la vez, cada uno podría destruir parte del trabajo de los demás. Si lo hacen uno tras otro, en serie, se obtendrá el resultado correcto.

*Sincronización: El Sistema Operativo se encarga de enviarle señales a los procesos para coordinar su evolución y conseguir que progrese armónicamente.

*Comunicación: El S.O. transmite mensajes entre los procesos, que se usan para intercambiar, enviar o recibir información.

Se le llama programación concurrente ya que la concurrencia fue la primera forma de iterar recursos entre procesos cooperativos.

= Sección crítica =

Una ''sección crítica'' se trata de una sección del código que puede ser ejecutada por un único proceso o hilo simultáneamente. Un ejemplo de ''sección crítica'' es la sección de código en la que se accede a un recurso compartido. Para evitar el acceso simultaneo a la sección crítica se emplean mecanismos que garantizan la ''exclusión mutua''.

La exclusión mutua se debe realizar de forma coordinada y eficiente, para ello se requiere:

*No más de un proceso por sección crítica y recurso compartido.

*El mismo proceso no puede usar el mismo recurso compartido indefinidamente.

*Todo proceso debe entrar antes o después a usar el recurso.

*Si el recurso está sin uso, cualquiera que lo requiera dispondrá de él inmediatamente.

*Si hay varios esperando usar el recurso y éste se libera, uno de los que estaba esperando lo usará durante un tiempo determinado.

Para llevar esto a cabo se necesita un protocolo que indique cuando el recurso está libre y cuando está siendo ocupado.

= Tipos de mecanismos de sincronización =

Los mecanismos de sincronización los podemos catalogar en dos categorías:

*[[Mecanismos de sincronización#Optimista|Optimistas]]: Este mecanismo considera que la frecuencia de acceso a un cierto recurso compartido es ''baja''. Este tipo tiene más consumo de memoria, ya que tiene que copiar el recurso compartido y, en caso de interferencia en el hilo, tiene que volver a ejecutarlo y consume más recursos.

*[[Mecanismos de sincronización#Pesimista|Pesimistas]]: Este mecanismo permite coordinar la ejecución de dos o más procesos que acceden al recurso compartido con una frecuencia ''alta''.

Dependerá del criterio del programador el tipo de mecanismo que utilice ya que puede que no elija el tipo correcto. Por ejemplo, puede que la frecuencia de acceso a un cierto recurso sea alta y el programador le asigna un mecanismo optimista, esto provocaría no obtener el resultado esperado.

== ¿Cómo provocar errores de concurrencia en Java? ==
Pequeño experimento, por si queremos observar cómo se producen errores de concurrencia en operaciones tan simples como la actualización de una lista.

<source lang="java">
public static void main(String[] args) {

List<Integer> list = new ArrayList<Integer>();

/*
* EXPLICACIÓN:
*
* Tenemos creada una lista global, "list" , que será accedida al mismo
* tiempo por varios hilos. En este código se observa como a veces se
* producen errores de concurrencia al realizar modificaciones sobre la
* lista al mismo tiempo. Este es el motivo por el que debemos usar
* mecanismos como los semáforos u otras técnicas para prevenir este
* tipo de errores.
*
* Los errores de concurrencia en java se muestran como:
* ConcurrentModificationError
*
* También es curioso notar que los errores se dan sobretodo al principio, en
* los 30 primeros segundos, luego hay hilos que no se vuelven a
* ejecutar mientras que un par de ellos de forma aleatoria, se ejecutan
* cíclicamente, uno tras el otro.
*
*/
// -----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

// Los hilos con esta tarea añaden un número aleatorio de 0 a 100 en la
// lista cada seg.
Runnable tarea = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea añaden también otro número aleatorio de 0 a
// 100 en la lista cada seg.

Runnable tarea2 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
list.add(new Random().nextInt(100));
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

// Los hilos con esta tarea eliminan un número de una posición aleatoria
// cada seg.
Runnable tarea3 = () -> {
while (true) {
String nombreHilo = Thread.currentThread().getName();
System.out.println("Hola soy el hilo " + nombreHilo);
Random r = new Random(list.size());
if (list.contains(r))
list.remove(r);
System.out.println(list);
try {
Thread.sleep(1000);
} catch (InterruptedException e) {

e.printStackTrace();
}
}
};

//Creación de Hilos.
Thread hilo = new Thread(tarea);
Thread hilo2 = new Thread(tarea2);
Thread hilo3 = new Thread(tarea3);
Thread hilo4 = new Thread(tarea3);
Thread hilo5 = new Thread(tarea);
Thread hilo6 = new Thread(tarea3);

//Ejecución.
hilo.start();
hilo2.start();
hilo3.start();
hilo4.start();
hilo5.start();
hilo6.start();

}

</source>

6.2[[Mecanismos_de_sincronización | Control optimista y pesimista de la concurrencia]]

Hilos

2019-03-21T13:56:45Z

Aleparmig:

Un hilo es una línea de ejecución de un proceso. Todo proceso parte inicialmente con un único hilo principal, aunque el sistema operativo ofrece llamadas al sistema que permiten al programador crear y destruir hilos. Por tanto, un proceso está compuesto por uno o más hilos.

Los estados de un hilo son iguales a los de un proceso, por tanto, un hilo puede estar en estado preparado, bloqueado o activo en un cierto instante de tiempo. La conmutación entre hilos de un proceso es menos costosa que la conmutación de procesos, por tanto, el planificador tiende a conmutar entre hilos de un proceso siempre que el proceso en su conjunto no haya agotado el tiempo máximo de asignación del procesador.

Los hilos nos permiten aprovechar la existencia de más de un procesador en el sistema, puesto que podemos asignar un hilo a cada uno de los procesadores que haya disponibles. Si hay más de un procesador, dos hilos de un mismo proceso pueden estar en estado activo simultáneamente. Por tanto, la programación con hilos nos permite sacar partido de las arquitecturas de multiprocesador que predominan en la actualidad.

Cuando se crea un hilo, el programador indica qué código ejecuta. Los hilos de un mismo proceso comparten el mismo espacio de memoria, por tanto, dos hilos del mismo proceso pueden compartir estructuras de datos y variables.

Veamos un ejemplo diseñado para un solo procesador:

[[Archivo:Uso_del_procesador_hilos.svg]]

Con multiprocesamiento podemos ejecutar diferentes procesos a la vez. Si tenemos uno solo podemos desdoblarlo en hilos, usando técnicas de programación apoyadas en APIS (como POSIX threads).

Para aumentar su eficiencia, un programa en ejecución debe crear tantos hilos como el doble del número de procesadores de los que disponga el sistema. Por ejemplo: 4 hilos para un programa ejecutado con 2 procesadores.

Las principales ventajas del uso de hilos son:

*'''Menor penalización''' en cuanto a conmutación. Ya que sólo se produce un salto en la ejecución de código del proceso, no interviene el planificador de procesos.

*Dos hilos de un mismo proceso '''comparten memoria''' aprovechando mejor los recursos y eliminando los mecanismos de comunicación necesarios para soluciones implementadas en varios procesos.

*Con un solo procesador es posible que una línea de proceso haga uso de una llamada al sistema que haga que el proceso pase a estado bloqueado. En este caso se puede llamar a otro hilo del mismo proceso en lugar de conmutar a otro proceso externo, ahorrando así tiempo de conmutación asociado a la ejecución del planificador de procesos.

= Ejemplo =

El siguiente es un código en C de ejemplo en el que se muestra la creación de dos hilos. Se hace uso de la llamada al sistema ''sleep'' que hace que el proceso pase a estado bloqueado durante N segundos. Nótese que al compartir la variable ''a'', ambos hilos modifican su valor.

<source lang="c">
#include <stdio.h>
#include <pthread.h>

int a = 10;

void *codigo_hilo1(void *arg)
{
sleep(10);
a = a - 2;
printf("Soy el hilo 1 y la variable a vale %d\n", a);
return NULL;
}

void *codigo_hilo2(void *arg)
{
sleep(5);
a++;
printf("Soy el hilo 2 y la variable a vale %d\n", a);
return NULL;
}

int main(void)
{
pthread_t hilo1, hilo2;

pthread_create(&hilo1, NULL, codigo_hilo1, NULL);
pthread_create(&hilo2, NULL, codigo_hilo2, NULL);

pthread_join(hilo1, NULL);
pthread_join(hilo2, NULL);
}
</source>

Este ejemplo se compila en un terminal escribiendo: '''gcc archivo.c -lpthread'''

[[Ejercicios_Procesos | Ejercicios]]

5.1.[[Planificación de procesos| La planificación de procesos]]

Conceptos básicos

2019-03-16T10:40:29Z

Aleparmig:

= 2.4. Conceptos básicos =
A continuación, se desarrollan conceptos básicos que se emplearán a lo largo de la asignatura.

== Programa ==

Un programa es una secuencia de instrucciones que, al ejecutarse, desarrolla algún tipo de actividad.

Un programa, generalmente, se expresa en un lenguaje de programación de alto nivel (tales como C, C++, Python, Java, Perl, Php, C#, etc) que, mediante un compilador o máquina virtual, se traduce a instrucciones de bajo nivel que corresponden al juego de instrucciones que ofrece el procesador.

El juego de instrucciones del procesador viene determinado por el fabricante.

== Proceso ==

Un ''proceso'' es una instancia de un programa que está en ejecución. De partida todo proceso dispone de una única línea de ejecución. Se puede entender como la vista dinámica (en ejecución) de un programa.

=== Procesos en sistemas operativos tipo Unix ===

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un proceso padre y a su vez puede disponer de uno o más procesos hijo.

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un propietario, que se trata del usuario que ha lanzado dicho proceso.

* El proceso ''init'' es el padre de todos los procesos. Es la excepción a la norma general, pues no tiene padre. Es el primer proceso que se lanza desde la secuencia de arranque del sistema.

* La información necesaria para administrar un proceso se guarda en una estructura controlada por el S.O. llamada Bloque de Control de Procesos o PCB (Process Control Block).

* Para mostrar la relación actual de procesos en el sistema se puede emplear la orden ''ps''.

* Para identificar los procesos el sistema operativo Unix asigna un número de identificación del proceso, o PID (Process IDentification).

<source lang="bash">
$ ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 11:48 ? 00:00:00 /sbin/init
...
practica 1712 1 18 12:08 ? 00:00:00 gnome-terminal
practica 1713 1712 0 12:08 ? 00:00:00 gnome-pty-helper
practica 1714 1712 20 12:08 pts/0 00:00:00 bash
practica 1731 1714 0 12:08 pts/0 00:00:00 ps -ef
</source>

La primera columna indica el UID del proceso, la segunda el PID, la tercera el PID del proceso padre. Por último, aparece el nombre del proceso en cuestión.

=== Procesos padre e hijo ===

* Todo proceso (padre) puede lanzar un proceso hijo en cualquier momento, para ello el sistema operativo nos ofrece una llamada al sistema que se denomina ''fork''.

* Un proceso hijo es un proceso clon del padre. Sin embargo, procesos padre e hijo no comparten memoria, son completamente independientes.

* Todo proceso padre es responsable de los procesos hijos que lanza, por ello, todo proceso padre debe recoger el resultado de la ejecución de los procesos hijos para que estos finalicen adecuadamente. Para ello, el sistema operativo ofrece la llamada ''wait'' que nos permite obtener el resultado de la ejecución de uno o varios procesos hijo.

* Si un proceso padre no recupera el resultado de la ejecución de su hijo, se dice que el proceso queda en estado '''zombi'''. Un proceso hijo zombi es un proceso que ha terminado su ejecución y que está pendiente de que su padre recoja el resultado de su ejecución.

== [[Llamadas_al_sistema|Llamadas a sistema ]]==

* Se implementan a través de una interfaz (o API) que ofrece el Sistema Operativo. Son mecanismos que el S.O. pone a disposición de los procesos para solicitar un servicio o recurso (otra definición, según Wikipedia: "''Llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al S.O.''"). Estas llamadas a sistema evitan que el proceso acceda directamente a los recursos del hardware.
En el caso de Linux tiene 345 llamadas al sistema en la versión 3.0.0.
La mayor parte de los Sistemas Operativos suelen implementar la API POSIX por razones de portabilidad.

== Usuario ==

* Sujeto que interactúa con la computadora. Puede ser un humano o un autómata (software).

* En sistemas UNIX encontramos un código único para cada uno, el UID (User IDentifier). A su vez debe pertenecer a un grupo, definido por el GID (Group IDentifier).

== [[Introducción_en_la_administración_de_archivos#Fichero|Fichero ]]==

* Estructura de datos que almacena información.

Los ficheros se identifican mediante su nombre y su extensión (un apéndice que se utiliza para indicar el tipo de información que contiene el fichero).

El lugar donde se encuentra un fichero viene dado por su directorio. Dentro de un directorio pueden existir otros directorios (llamados subdirectorios), lo que da lugar a una organización en forma de árbol.

Al camino que debemos seguir para encontrar un fichero lo llamamos '''camino absoluto (absolute path)''', y al camino que debemos seguir para encontrar el fichero en relación a otro fichero que no sea el fichero raíz se le conoce como '''camino relativo (relative path)'''.

2.5.[[Arranque_del_sistema | Arranque del sistema]]

Modos de operación de la CPU

2019-03-15T10:54:06Z

Aleparmig:

Los fabricantes de hardware ofrecen procesadores que generalmente disponen de, al menos, dos modos de funcionamiento.

Cada procesador viene con un juego de instrucciones propio de cada fabricante, algunos ejemplos de procesadores son: x86, x86_64, sparc, powerpc, ARM, Z80, entre muchos otros.

Un procesador generalmente cuenta con un conjunto de [http://www.eecg.toronto.edu/~amza/www.mindsec.com/files/x86regs.html registros] sobre los que se pueden anotar datos y sobre los que operan las instrucciones.

Se dispone de registros de propósito general que permiten trabajar con datos de 8, 16, 32 o 64 bits. Además de ellos, un procesador dispone al menos de dos registros especiales, el de puntero de instrucciones y el de estado.

== No privilegiado ==

Este modo de operación de la CPU también se conoce como ''modo usuario'' (ojo, no tiene nada que ver con el ser humano que trabaja con el equipo).

Se trata del conjunto de instrucciones que puede ejecutar una aplicación. El conjunto de instrucciones que se pueden ejecutar en modo no privilegiado representa un subconjunto del total de las instrucciones que ofrece el procesador. Por ejemplo, las instrucciones ''add'', ''sub'', ''and'', ''or'', ''xor'', ''jmp'', ''test'' y similares que permiten modelar el comportamiento de un programa. Las instrucciones ''load'' y ''store'' que se emplean para traer datos de memoria a un registro del procesador y viceversa pertenecen a este modo de ejecución.

== Privilegiado ==

También llamado modo supervisor (ojo, no confundir con usuario root o administrador del sistema). Este modo ofrece acceso a todo el juego de instrucciones del procesador y recursos del sistema, por tanto, incluye también el conjunto de instrucciones del modo no privilegiado. Es el modo en el que se ejecuta el núcleo del sistema operativo.

Un fallo de programación en modo privilegiado puede "colgar" el sistema - nos referimos a una pérdida del control sobre el sistema que suele mostrar un mensaje de pánico e implica intervenir mediante el botón de ''reset''.

La transición de usuario a supervisor se realiza mediante una instrucción del procesador, ya sea INT (para elevar una [[Interrupciones_y_excepciones|interrupción]] por software) o SYSCALL (para invocar a una [[Llamadas_al_sistema|llamada al sistema]]). El sistema operativo, antes de asignar el recurso CPU a una aplicación, pone el procesador en modo de funcionamiento no privilegiado.

En tiempo de arranque, la CPU se ejecuta en modo supervisor para dar paso a la secuencia de arranque del sistema operativo.

2.3. [[Interrupciones y excepciones|Interrupciones y excepciones]]

Qué es un Sistema operativo

2019-03-15T09:06:02Z

Aleparmig:

[[Archivo:Arquitectura_SO.svg|right|370px]]
Un '''sistema operativo''' es el '''software''' que gestiona los tres recursos fundamentales de un computador (la parte hardware), que son:

* El procesador o CPU.
* La memoria principal.
* Los dispositivos de Entrada/Salida.

Las utilidades y características de estos son las siguientes:

* '''Abstrae del hardware''': esto hace posible que los programas desarrollados para el sistema operativo en cuestión funcionen en distintos dispositivos, sin conocer sus detalles específicos. Es el sistema operativo el que se encarga de comunicarlo con el hardware.

* '''Proporciona una biblioteca de métodos a las aplicaciones de usuario''': estos métodos o funciones pueden ser usados por los programadores a la hora de desarrollar sus aplicaciones.

* '''Gestiona los recursos de manera equitativa''': un sistema operativo debe encargarse de que los procesos progresen en tiempo de ejecución. Un solo procesador debe encargarse de un gran número de procesos simultáneamente, y no es posible hacerlo en paralelo. El sistema operativo los gestiona para que todos los procesos avancen de manera ecuánime.

* '''Debe consumir el mínimo de recursos''': para que los procesos se realicen de la manera más rápida posible, el sistema operativo debe consumir los menos recursos posibles, de manera que la mayor parte de recursos se dedique a estos procesos.

* '''Lanzador de aplicaciones''': el sistema operativo ofrece al usuario una interfaz que le permite lanzar las aplicaciones de usuario, ya sea de modo texto, gráfico basado en ventanas y ratón, táctil y la última implementada, mediante órdenes de voz.

1.2. [[Introducción histórica|Breve introducción histórica a los Sistemas Operativos]]

Conceptos básicos

2019-03-05T17:33:04Z

Aleparmig: /* Procesos en sistemas operativos tipo Unix */

= 2.4. Conceptos básicos =
A continuación, se desarrollan conceptos básicos que se emplearán a lo largo de la asignatura.

== Programa ==

Un programa es una secuencia de instrucciones que, al ejecutarse, desarrolla algún tipo de actividad.

Un programa, generalmente, se expresa en un lenguaje de programación de alto nivel (tales como C, C++, Python, Java, Perl, Php, C#, etc) que, mediante un compilador o máquina virtual, se traduce a instrucciones de bajo nivel que corresponden al juego de instrucciones que ofrece el procesador.

El juego de instrucciones del procesador viene determinado por el fabricante.

== Proceso ==

Un ''proceso'' es una instancia de un programa que está en ejecución. De partida todo proceso dispone de una única línea de ejecución. Se puede entender como la vista dinámica (en ejecución) de un programa.

=== Procesos en sistemas operativos tipo Unix ===

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un proceso padre y a su vez puede disponer de uno o más procesos hijo.

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un propietario, que se trata del usuario que ha lanzado dicho proceso.

* El proceso ''init'' es el padre de todos los procesos. Es la excepción a la norma general, pues no tiene padre. Es el primer proceso que se lanza desde la secuencia de arranque del sistema.

* La información necesaria para administrar un proceso se guarda en una estructura controlada por el S.O. llamada Bloque de Control de Procesos o PCB (Process Control Block).

* Para mostrar la relación actual de procesos en el sistema se puede emplear la orden ''ps''.

* Para identificar los procesos el sistema operativo Unix asigna un número de identificación del proceso, o PID (Process IDentification).

<source lang="bash">
$ ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 11:48 ? 00:00:00 /sbin/init
...
practica 1712 1 18 12:08 ? 00:00:00 gnome-terminal
practica 1713 1712 0 12:08 ? 00:00:00 gnome-pty-helper
practica 1714 1712 20 12:08 pts/0 00:00:00 bash
practica 1731 1714 0 12:08 pts/0 00:00:00 ps -ef
</source>

La primera columna indica el UID del proceso, la segunda el PID, la tercera el PID del proceso padre. Por último, aparece el nombre del proceso en cuestión.

=== Procesos padre e hijo ===

* Todo proceso (padre) puede lanzar un proceso hijo en cualquier momento, para ello el sistema operativo nos ofrece una llamada al sistema que se denomina ''fork''.

* Un proceso hijo es un proceso clon del padre. Sin embargo, procesos padre e hijo no comparten memoria, son completamente independientes.

* Todo proceso padre es responsable de los procesos hijos que lanza, por ello, todo proceso padre debe recoger el resultado de la ejecución de los procesos hijos para que estos finalicen adecuadamente. Para ello, el sistema operativo ofrece la llamada ''wait'' que nos permite obtener el resultado de la ejecución de uno o varios procesos hijo.

* Si un proceso padre no recupera el resultado de la ejecución de su hijo, se dice que el proceso queda en estado '''zombi'''. Un proceso hijo zombi es un proceso que ha terminado su ejecución y que está pendiente de que su padre recoja el resultado de su ejecución.

== [[Llamadas_al_sistema|Llamadas a sistema ]]==

* Se implementan a través de una interfaz (o API) que ofrece el Sistema Operativo. Son mecanismos que el S.O. pone a disposición de los procesos para solicitar un servicio o recurso (otra definición, según Wikipedia: "''Llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al S.O.''"). Estas llamadas a sistema evitan que el proceso acceda directamente a los recursos del hardware.
En el caso de Linux tiene aproximadamente 350 llamadas al sistema en la versión 3.0.0.
La mayor parte de los Sistemas Operativos suelen implementar la API POSIX por razones de portabilidad.

== Usuario ==

* Sujeto que interactúa con la computadora. Puede ser un humano o un autómata (software).

* En sistemas UNIX encontramos un código único para cada uno, el UID (User IDentifier). A su vez debe pertenecer a un grupo, definido por el GID (Group IDentifier).

== [[Introducción_en_la_administración_de_archivos#Fichero|Fichero ]]==

* Estructura de datos que almacena información.

Los ficheros se identifican mediante su nombre y su extensión (un apéndice que se utiliza para indicar el tipo de información que contiene el fichero).

El lugar donde se encuentra un fichero viene dado por su directorio. Dentro de un directorio pueden existir otros directorios (llamados subdirectorios), lo que da lugar a una organización en forma de árbol.

Al camino que debemos seguir para encontrar un fichero lo llamamos '''camino absoluto (absolute path)''', y al camino que debemos seguir para encontrar el fichero en relación a otro fichero que no sea el fichero raíz se le conoce como '''camino relativo (relative path)'''.

2.5.[[Arranque_del_sistema | Arranque del sistema]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:58:14Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios mecanismos para el acceso concurrente a los diferentes procesos.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard (duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:54:30Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios mecanismos para el acceso concurrente a los diferentes procesos.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:44:01Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios mecanismos para el acceso concurrente a los diferentes procesos.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:33:19Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios terminales (mecanismos) para acceso concurrente a él.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:32:25Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios terminales (mecanismos) para acceso concurrente a él.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: podemos diferenciar 3 tipos: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:29:12Z

Aleparmig: /* Monoprogramables */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''solo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios terminales (mecanismos) para acceso concurrente a él.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: Podemos diferenciar 3 tipos: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-19T16:27:42Z

Aleparmig: /* Características que pueden presentar: */

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''sólo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches o disquettes (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS (80's), BeOS (90's).

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios terminales (mecanismos) para acceso concurrente a él.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: Podemos diferenciar 3 tipos: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, si no, ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Arranque del sistema

2019-02-13T19:21:20Z

Aleparmig: /* Arranque de un sistema operativo */

==Arranque de un sistema operativo==

Un poco de historia:
* Inicialmente, las instrucciones se introducían a mano desde un panel.
* Los equipos más grandes tenían las instrucciones en una ROM, las cuales se copiaban a la memoria RAM.
* Los equipos basados en microprocesadores tienen las instrucciones en una memoria junto a la BIOS. La ventaja de esto es que no hay que copiarlas a la RAM, el inconveniente es que dichas instrucciones ocupan memoria.

A partir de aquí, el proceso de arranque difiere, en esta entrada trataremos el arranque de los equipos tipo PC.

Estos equipos, al ser de arquitectura abierta, no sólo contemplan la BIOS como su propia ROM, sino también dispositivos externos.

El arranque de un sistema operativo suele ser un proceso muy común hasta cierto punto, en el cual difieren en función del tipo de sistema.

1. Se inicia el procesador y se prepara para ejecutar instrucciones, las condiciones iniciales son fijas.

2. Se ejecutan las primeras instrucciones.

3. Se inicia lo principal (comprobación de memoria, pantalla, teclado, reloj…).

4. Se inician los dispositivos adicionales con ROM propia. Se miran ciertas posiciones de memoria, y si no están vacías, la ROM principal salta ahí para iniciar el dispositivo (disco duro, disquete…).

5. Se determina de dónde se cargará el SO. Para esto, la BIOS carga un pequeño programa que es el que inicia el SO.

En caso de que éste se inicie desde el disco duro, la BIOS consultará la posición 0 del disco, en la que se encuentra la tabla de particiones, donde se indica dónde está el programa de carga del SO, el cual se iniciará y continuará con el proceso de arranque.

6. Se carga la parte principal del sistema operativo.

7. Se inicia el sistema operativo.
* Se inician los elementos fundamentales del sistema operativo.
* Se inician los elementos fundamentales de lectura/escritura (drivers).
* Se comprueba el sistema de archivos.
* Se completan las pruebas y se carga el software adicional.
* Se arrancan los procesos necesarios del SO para que realice sus inicializaciones particulares.
* En ciertos casos, se inicia un archivo de órdenes que arranca los programas de servicios.

A partir de este punto, se realiza una nueva división, en función de si el SO es interactivo sin identificación de usuario (MS-DOS, por ejemplo), si requiere identificación, si es por lotes sencillos o si es por lotes superior.

8a. Se lanza el intérprete de órdenes y la interfaz gráfica.

8b. Se lanza un proceso de log-in por cada terminal, el cual se mantiene en espera hasta que se identifique correctamente, punto en el cual, se lanzará el intérprete y la UI (interfaz de usuario).

8c. Se pone en marcha la cola de trabajos.

8d. Se inicia sesión en la consola del operador y éste montará los dispositivos, fijará los criterios de funcionamiento…

2.6.[[Componentes_básicos_de_un_sistema_operativo| Componentes básicos de un sistema operativo]]

Conceptos básicos

2019-02-13T19:19:51Z

Aleparmig: /* Llamadas a sistema */

= 2.4. Conceptos básicos =
A continuación, se desarrollan conceptos básicos que se emplearán a lo largo de la asignatura.

== Programa ==

Un programa es una secuencia de instrucciones que, al ejecutarse, desarrolla algún tipo de actividad.

Un programa, generalmente, se expresa en un lenguaje de programación de alto nivel (tales como C, C++, Python, Java, Perl, Php, C#, etc) que, mediante un compilador o máquina virtual, se traduce a instrucciones de bajo nivel que corresponden al juego de instrucciones que ofrece el procesador.

El juego de instrucciones del procesador viene determinado por el fabricante.

== Proceso ==

Un ''proceso'' es una instancia de un programa que está en ejecución. De partida todo proceso dispone de una única línea de ejecución. Se puede entender como la vista dinámica (en ejecución) de un programa.

=== Procesos en sistemas operativos tipo Unix ===

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un proceso padre y a su vez puede disponer de uno o más procesos hijo.

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un propietario, que se trata del usuario que ha lanzado dicho proceso.

* El proceso ''init'' es el padre de todos los procesos. Es la excepción a la norma general, pues no tiene padre. Es el primer proceso que se lanza desde la secuencia de arranque del sistema.

* La información necesaria para administrar un proceso se guarda en una estructura controlada por el S.O. llamada Bloque de Control de Procesos o PCB (Process Control Block).

* Para mostrar la relación actual de procesos en el sistema se puede emplear la orden ''ps''.

* Para identificar los procesos el sistema operativo Unix asigna un numero de identificación del proceso, o pid (Process IDentification).

<source lang="bash">
$ ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 11:48 ? 00:00:00 /sbin/init
...
practica 1712 1 18 12:08 ? 00:00:00 gnome-terminal
practica 1713 1712 0 12:08 ? 00:00:00 gnome-pty-helper
practica 1714 1712 20 12:08 pts/0 00:00:00 bash
practica 1731 1714 0 12:08 pts/0 00:00:00 ps -ef
</source>

La primera columna indica el UID del proceso, la segunda el PID, la tercera el PID del proceso padre. Por último, aparece el nombre del proceso en cuestión.

=== Procesos padre e hijo ===

* Todo proceso (padre) puede lanzar un proceso hijo en cualquier momento, para ello el sistema operativo nos ofrece una llamada al sistema que se denomina ''fork''.

* Un proceso hijo es un proceso clon del padre. Sin embargo, procesos padre e hijo no comparten memoria, son completamente independientes.

* Todo proceso padre es responsable de los procesos hijos que lanza, por ello, todo proceso padre debe recoger el resultado de la ejecución de los procesos hijos para que estos finalicen adecuadamente. Para ello, el sistema operativo ofrece la llamada ''wait'' que nos permite obtener el resultado de la ejecución de uno o varios procesos hijo.

* Si un proceso padre no recupera el resultado de la ejecución de su hijo, se dice que el proceso queda en estado '''zombi'''. Un proceso hijo zombi es un proceso que ha terminado su ejecución y que está pendiente de que su padre recoja el resultado de su ejecución.

== [[Llamadas_al_sistema|Llamadas a sistema ]]==

* Se implementan a través de una interfaz (o API) que ofrece el Sistema Operativo. Son mecanismos que el S.O. pone a disposición de los procesos para solicitar un servicio o recurso (otra definición, según Wikipedia: "''Llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al S.O.''"). Estas llamadas a sistema evitan que el proceso acceda directamente a los recursos del hardware.
En el caso de Linux tiene aproximadamente 350 llamadas al sistema en la versión 3.0.0.
La mayor parte de los Sistemas Operativos suelen implementar la API POSIX por razones de portabilidad.

== Usuario ==

* Sujeto que interactúa con la computadora. Puede ser un humano o un autómata (software).

* En sistemas UNIX encontramos un código único para cada uno, el UID (User IDentifier). A su vez debe pertenecer a un grupo, definido por el GID (Group IDentifier).

== [[Introducción_en_la_administración_de_archivos#Fichero|Fichero ]]==

* Estructura de datos que almacena información.

Los ficheros se identifican mediante su nombre y su extensión (un apéndice que se utiliza para indicar el tipo de información que contiene el fichero).

El lugar donde se encuentra un fichero viene dado por su directorio. Dentro de un directorio pueden existir otros directorios (llamados subdirectorios), lo que da lugar a una organización en forma de árbol.

Al camino que debemos seguir para encontrar un fichero lo llamamos '''camino absoluto (absolute path)''', y al camino que debemos seguir para encontrar el fichero en relación a otro fichero que no sea el fichero raíz se le conoce como '''camino relativo (relative path)'''.

2.5.[[Arranque_del_sistema | Arranque del sistema]]

Conceptos básicos

2019-02-13T19:18:56Z

Aleparmig: /* Llamadas a sistema */

= 2.4. Conceptos básicos =
A continuación, se desarrollan conceptos básicos que se emplearán a lo largo de la asignatura.

== Programa ==

Un programa es una secuencia de instrucciones que, al ejecutarse, desarrolla algún tipo de actividad.

Un programa, generalmente, se expresa en un lenguaje de programación de alto nivel (tales como C, C++, Python, Java, Perl, Php, C#, etc) que, mediante un compilador o máquina virtual, se traduce a instrucciones de bajo nivel que corresponden al juego de instrucciones que ofrece el procesador.

El juego de instrucciones del procesador viene determinado por el fabricante.

== Proceso ==

Un ''proceso'' es una instancia de un programa que está en ejecución. De partida todo proceso dispone de una única línea de ejecución. Se puede entender como la vista dinámica (en ejecución) de un programa.

=== Procesos en sistemas operativos tipo Unix ===

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un proceso padre y a su vez puede disponer de uno o más procesos hijo.

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un propietario, que se trata del usuario que ha lanzado dicho proceso.

* El proceso ''init'' es el padre de todos los procesos. Es la excepción a la norma general, pues no tiene padre. Es el primer proceso que se lanza desde la secuencia de arranque del sistema.

* La información necesaria para administrar un proceso se guarda en una estructura controlada por el S.O. llamada Bloque de Control de Procesos o PCB (Process Control Block).

* Para mostrar la relación actual de procesos en el sistema se puede emplear la orden ''ps''.

* Para identificar los procesos el sistema operativo Unix asigna un numero de identificación del proceso, o pid (Process IDentification).

<source lang="bash">
$ ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 11:48 ? 00:00:00 /sbin/init
...
practica 1712 1 18 12:08 ? 00:00:00 gnome-terminal
practica 1713 1712 0 12:08 ? 00:00:00 gnome-pty-helper
practica 1714 1712 20 12:08 pts/0 00:00:00 bash
practica 1731 1714 0 12:08 pts/0 00:00:00 ps -ef
</source>

La primera columna indica el UID del proceso, la segunda el PID, la tercera el PID del proceso padre. Por último, aparece el nombre del proceso en cuestión.

=== Procesos padre e hijo ===

* Todo proceso (padre) puede lanzar un proceso hijo en cualquier momento, para ello el sistema operativo nos ofrece una llamada al sistema que se denomina ''fork''.

* Un proceso hijo es un proceso clon del padre. Sin embargo, procesos padre e hijo no comparten memoria, son completamente independientes.

* Todo proceso padre es responsable de los procesos hijos que lanza, por ello, todo proceso padre debe recoger el resultado de la ejecución de los procesos hijos para que estos finalicen adecuadamente. Para ello, el sistema operativo ofrece la llamada ''wait'' que nos permite obtener el resultado de la ejecución de uno o varios procesos hijo.

* Si un proceso padre no recupera el resultado de la ejecución de su hijo, se dice que el proceso queda en estado '''zombi'''. Un proceso hijo zombi es un proceso que ha terminado su ejecución y que está pendiente de que su padre recoja el resultado de su ejecución.

== [[Llamadas_al_sistema|Llamadas a sistema ]]==

* Se implementan a través de una interfaz (o API) que ofrece el Sistema Operativo. Son mecanismos que el S.O. pone a disposición de los procesos para solicitar un servicio o recurso (otra definición, según Wikipedia: ''Llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al S.O.''). Estas llamadas a sistema evitan que el proceso acceda directamente a los recursos del hardware.
En el caso de Linux tiene aproximadamente 350 llamadas al sistema en la versión 3.0.0.
La mayor parte de los Sistemas Operativos suelen implementar la API POSIX por razones de portabilidad.

== Usuario ==

* Sujeto que interactúa con la computadora. Puede ser un humano o un autómata (software).

* En sistemas UNIX encontramos un código único para cada uno, el UID (User IDentifier). A su vez debe pertenecer a un grupo, definido por el GID (Group IDentifier).

== [[Introducción_en_la_administración_de_archivos#Fichero|Fichero ]]==

* Estructura de datos que almacena información.

Los ficheros se identifican mediante su nombre y su extensión (un apéndice que se utiliza para indicar el tipo de información que contiene el fichero).

El lugar donde se encuentra un fichero viene dado por su directorio. Dentro de un directorio pueden existir otros directorios (llamados subdirectorios), lo que da lugar a una organización en forma de árbol.

Al camino que debemos seguir para encontrar un fichero lo llamamos '''camino absoluto (absolute path)''', y al camino que debemos seguir para encontrar el fichero en relación a otro fichero que no sea el fichero raíz se le conoce como '''camino relativo (relative path)'''.

2.5.[[Arranque_del_sistema | Arranque del sistema]]

Conceptos básicos

2019-02-13T19:17:24Z

Aleparmig: /* Procesos en sistemas operativos tipo Unix */

= 2.4. Conceptos básicos =
A continuación, se desarrollan conceptos básicos que se emplearán a lo largo de la asignatura.

== Programa ==

Un programa es una secuencia de instrucciones que, al ejecutarse, desarrolla algún tipo de actividad.

Un programa, generalmente, se expresa en un lenguaje de programación de alto nivel (tales como C, C++, Python, Java, Perl, Php, C#, etc) que, mediante un compilador o máquina virtual, se traduce a instrucciones de bajo nivel que corresponden al juego de instrucciones que ofrece el procesador.

El juego de instrucciones del procesador viene determinado por el fabricante.

== Proceso ==

Un ''proceso'' es una instancia de un programa que está en ejecución. De partida todo proceso dispone de una única línea de ejecución. Se puede entender como la vista dinámica (en ejecución) de un programa.

=== Procesos en sistemas operativos tipo Unix ===

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un proceso padre y a su vez puede disponer de uno o más procesos hijo.

* Todo proceso en un sistema operativo tipo Unix tiene un propietario, que se trata del usuario que ha lanzado dicho proceso.

* El proceso ''init'' es el padre de todos los procesos. Es la excepción a la norma general, pues no tiene padre. Es el primer proceso que se lanza desde la secuencia de arranque del sistema.

* La información necesaria para administrar un proceso se guarda en una estructura controlada por el S.O. llamada Bloque de Control de Procesos o PCB (Process Control Block).

* Para mostrar la relación actual de procesos en el sistema se puede emplear la orden ''ps''.

* Para identificar los procesos el sistema operativo Unix asigna un numero de identificación del proceso, o pid (Process IDentification).

<source lang="bash">
$ ps -ef
UID PID PPID C STIME TTY TIME CMD
root 1 0 0 11:48 ? 00:00:00 /sbin/init
...
practica 1712 1 18 12:08 ? 00:00:00 gnome-terminal
practica 1713 1712 0 12:08 ? 00:00:00 gnome-pty-helper
practica 1714 1712 20 12:08 pts/0 00:00:00 bash
practica 1731 1714 0 12:08 pts/0 00:00:00 ps -ef
</source>

La primera columna indica el UID del proceso, la segunda el PID, la tercera el PID del proceso padre. Por último, aparece el nombre del proceso en cuestión.

=== Procesos padre e hijo ===

* Todo proceso (padre) puede lanzar un proceso hijo en cualquier momento, para ello el sistema operativo nos ofrece una llamada al sistema que se denomina ''fork''.

* Un proceso hijo es un proceso clon del padre. Sin embargo, procesos padre e hijo no comparten memoria, son completamente independientes.

* Todo proceso padre es responsable de los procesos hijos que lanza, por ello, todo proceso padre debe recoger el resultado de la ejecución de los procesos hijos para que estos finalicen adecuadamente. Para ello, el sistema operativo ofrece la llamada ''wait'' que nos permite obtener el resultado de la ejecución de uno o varios procesos hijo.

* Si un proceso padre no recupera el resultado de la ejecución de su hijo, se dice que el proceso queda en estado '''zombi'''. Un proceso hijo zombi es un proceso que ha terminado su ejecución y que está pendiente de que su padre recoja el resultado de su ejecución.

== [[Llamadas_al_sistema|Llamadas a sistema ]]==

* Se implementan a través de una interfaz (o API) que ofrece el Sistema Operativo. Son mecanismos que el S.O. pone a disposición de los procesos para solicitar un servicio o recurso. (Otra definición, según Wikipedia: Llamadas que ejecutan los programas de aplicación para pedir algún servicio al SO.) Estas llamadas a sistema evitan que el proceso acceda directamente a los recursos del hardware.
En el caso de Linux tiene aproximadamente 350 llamadas al sistema en la versión 3.0.0.
La mayor parte de los Sistemas Operativos suelen implementar la API POSIX por razones de portabilidad.

== Usuario ==

* Sujeto que interactúa con la computadora. Puede ser un humano o un autómata (software).

* En sistemas UNIX encontramos un código único para cada uno, el UID (User IDentifier). A su vez debe pertenecer a un grupo, definido por el GID (Group IDentifier).

== [[Introducción_en_la_administración_de_archivos#Fichero|Fichero ]]==

* Estructura de datos que almacena información.

Los ficheros se identifican mediante su nombre y su extensión (un apéndice que se utiliza para indicar el tipo de información que contiene el fichero).

El lugar donde se encuentra un fichero viene dado por su directorio. Dentro de un directorio pueden existir otros directorios (llamados subdirectorios), lo que da lugar a una organización en forma de árbol.

Al camino que debemos seguir para encontrar un fichero lo llamamos '''camino absoluto (absolute path)''', y al camino que debemos seguir para encontrar el fichero en relación a otro fichero que no sea el fichero raíz se le conoce como '''camino relativo (relative path)'''.

2.5.[[Arranque_del_sistema | Arranque del sistema]]

Interrupciones y excepciones

2019-02-13T19:15:14Z

Aleparmig:

==Tipos de interrupciones y excepciones==

* Una interrupción por hardware es un mecanismo de comunicación entre el procesador y los dispositivos de E/S. Sirve para indicar que un dispositivo de E/S tiene datos pendientes de ser tratados. Las interrupciones por hardware evitan que el sistema operativo tenga que muestrear periódicamente el estado de los dispositivos de E/S, de manera que son ellos mismos los que indican que hay datos a ser tratados.

* Una interrupción por software es un mecanismo de comunicación entre un proceso (que se ejecuta en modo usuario) y el sistema operativo (que se ejecuta en modo supervisor). El proceso emplea las interrupciones por software para notificar al sistema operativo que requiere de su intervención. En procesadores x86, para lanzar una interrupción por software un proceso ejecuta la instrucción '''int''' seguida de un número de 16 bits que indica el tipo de interrupción por software. Por ejemplo, las llamadas al sistema en x86 se implementan mediante interrupciones por software, por medio de la instrucción '''int 0x80''' (sin embargo, hoy día las arquitecturas de los procesadores modernos vienen con instrucciones especializadas para la invocación de llamadas al sistema como '''syscall''' en x86, por tanto, esta técnica ha caído en desuso).

Las excepciones son un tipo de interrupción que emplea el procesador para notificar al sistema operativo de un suceso excepcional, por ejemplo, cuando el proceso realiza la instrucción '''div''' para dividir un valor usando como denominador cero. El tratamiento que generalmente realiza el sistema operativo consiste en terminar con la ejecución del proceso.

El tratamiento de interrupciones es prioritario, por tanto, en caso de interrupción se deja de ejecutar el proceso para dar paso al manejador de las interrupciones.

==Tratamiento de interrupciones y excepciones==

El tratamiento de interrupciones es prioritario. Cuando se produce una interrupción:

1. Almacena el estado de la ejecución del proceso en el Bloque de Control de procesos (PCB).

2. Se pasa la CPU a modo supervisor.

3. Se ejecuta el código del sistema operativo que realiza el tratamiento de la interrupción. Este decide la acción correspondiente dependiendo del tipo de interrupción.

4. Se devuelve el control de la ejecución al planificador del sistema operativo.

2.4.[[Conceptos_básicos| Conceptos básicos]]

Modos de operación de la CPU

2019-02-13T19:13:05Z

Aleparmig:

Los fabricantes de hardware ofrecen procesadores que generalmente disponen de, al menos, dos modos de funcionamiento.

Cada procesador viene con un juego de instrucciones propio de cada fabricante, algunos ejemplos de procesadores son: x86, x86_64, sparc, powerpc, ARM, Z80, entre muchos otros.

Un procesador generalmente cuenta con un conjunto de [http://www.eecg.toronto.edu/~amza/www.mindsec.com/files/x86regs.html registros] sobre los que se pueden anotar datos y sobre los que operan las instrucciones.

Se dispone de registros de propósito general que permiten trabajar con datos de 8, 16, 32 o 64 bits. Además de ellos, un procesador dispone al menos de dos registros especiales, el de puntero de instrucciones y el de estado.

== No privilegiado ==

Este modo de operación de la CPU también se conoce como ''modo usuario'' (ojo, no tiene nada que ver con el ser humano que trabaja con el equipo).

Se trata del conjunto de instrucciones que puede ejecutar una aplicación. El conjunto de instrucciones que se pueden ejecutar en modo no privilegiado representa un subconjunto del total de las instrucciones que ofrece el procesador. Por ejemplo, las instrucciones ''add'', ''sub'', ''and'', ''or'', ''xor'', ''jmp'', ''test'' y similares que permiten modelar el comportamiento de un programa. Las instrucciones ''load'' y ''store'' típicas que se emplean para traer datos de memoria a un registro del procesador y viceversa pertenecen a este modo de ejecución.

== Privilegiado ==

También llamado modo supervisor (ojo, no confundir con usuario root o administrador del sistema). Este modo ofrece acceso a todo el juego de instrucciones del procesador y recursos del sistema, por tanto, incluye también el conjunto de instrucciones del modo no privilegiado. Es el modo en el que se ejecuta el núcleo del sistema operativo.

Un fallo de programación en modo privilegiado puede "colgar" el sistema - nos referimos a una pérdida del control sobre el sistema que suele mostrar un mensaje de pánico e implica intervenir mediante el botón de ''reset''.

La transición de usuario a supervisor se realiza mediante una instrucción del procesador, ya sea INT (para elevar una [[Interrupciones_y_excepciones|interrupción]] por software) o SYSCALL (para invocar a una [[Llamadas_al_sistema|llamada al sistema]]). El sistema operativo, antes de asignar el recurso CPU a una aplicación, pone el procesador en modo de funcionamiento no privilegiado.

En tiempo de arranque, la CPU se ejecuta en modo supervisor para dar paso a la secuencia de arranque del sistema operativo.

2.3. [[Interrupciones y excepciones|Interrupciones y excepciones]]

Organización básica de un ordenador

2019-02-13T19:09:11Z

Aleparmig:

Un ordenador está compuesto por los siguientes componentes básicos:

* Unidad central de procesamiento (CPU). Dispone del juego de instrucciones básicas de bajo nivel (lenguaje ensamblador) definidas por el diseñador/fabricante. Por tanto, el juego de instrucciones y los parámetros que estas toman son diferentes según el tipo de procesador que se esté empleando. Algunos ejemplos de procesadores, son las familias Intel x86 y x86_64, ARM, SPARC y PowerPC, entre muchas otras.
* Memoria principal. Almacena el estado de la ejecución de los procesos, es decir, variables y estructuras de datos empleadas. Además, es el lugar en el que se cargan las instrucciones del programa (código). Es una memoria volátil, por tanto, al dejar de suministrarles energía, la información se desvanece.
* Dispositivos de entrada y salida. Son dispositivos que permiten recibir y enviar datos que pueden ser empleados por los programas en ejecución. Por ejemplo, teclado, ratón, disco duro magnético, tarjeta de red, tarjeta de vídeo, entre muchos otros.

En la arquitectura de Von Neumann, estos tres componentes se comunican a través de un único bus.

2.2. [[Modos de operación de la CPU|Modos de operación de la CPU]]

Tipos de Sistemas Operativos

2019-02-13T19:07:23Z

Aleparmig:

= 1.3. Tipos de Sistemas Operativos =
== 1.3.1. Según cuántas aplicaciones pueda ejecutar a la vez ==

=== '''Monoprogramables'''===
*En un determinado instante de tiempo, '''sólo hay un único proceso en ejecución que monopoliza todos los recursos''' del sistema.
*Principal ventaja: su sencillez.
*Dos subtipos:
**Ofrece intérprete de órdenes.
**Ofrece entrada a través de cinta/switches (SSOO históricos).
*Ejemplo: DOS.

=== '''Multiprogramables''' ===

*Permiten ejecutar '''múltiples procesos en un único procesador'''. Se tienen varios programas cargados simultáneamente en la memoria, así que el SO debe controlar los accesos y los espacios de la misma.
*Tienen mecanismos de protección del espacio de memoria (el SO impide que una aplicación acceda al espacio de memoria de otra).

====Características que pueden presentar:====

*Multiprogramación: se ejecutan varios procesos simultáneamente de manera que se reparte el uso del procesador. A esta característica también se le llama (de forma imprecisa) "Multitarea".
**Multiusuario: admite múltiples usuarios trabajando simultáneamente.
**Multiacceso: el sistema ofrece varios terminales (mecanismos) para acceso concurrente a él.
**Multiprocesamiento o multiprocesadores: soporta más de un procesador y hace uso de todos ellos.
***Tipos de sistemas multiprocesadores: Podemos diferenciar 3 tipos: especializados, con acoplamiento débil y con acoplamiento fuerte:
****Sistemas multiprocesadores con procesadores especializados: Son sistemas que cuentan con un procesador de propósito general y varios procesadores especializados (como por ejemplo coprocesadores aritméticos o el procesador de una tarjeta gráfica). Dichos procesadores especializados solo son capaces de ejecutar un conjunto de operaciones especificas y funcionan únicamente cuando el procesador general se lo solicita, en ese momento colaboran con el procesador general.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento débil: Son sistemas con procesadores relativamente independientes, cada uno tiene su propia memoria y sus propios canales de E/S.
****Sistemas multiprocesadores con acoplamiento fuerte: Son sistemas con varios procesadores de propósito general independientes entre sí pero que comparten la memoria y trabajan bajo un sistema operativo común.
**Tiempo real: intenta garantizar que determinadas tareas se ejecuten en un plazo de tiempo específico. Atendiendo al nivel de exigencia, se subdividirían en dos: soft (suave) o '''flexible''' y hard(duro) o '''estricto'''. Un ejemplo puede ser el sistema operativo de tiempo real instalado en el procesador de un teléfono móvil; si llega una llamada tiene que pasarla en ese momento, sino ese proceso deja de ser importante.
**Distribuido: permite la ejecución de múltiples procesos en diferentes máquinas comunicadas por un enlace de red. El primer SO en soportar esta característica fue [http://es.wikipedia.org/wiki/Plan_9_from_Bell_Labs Plan 9] de ''Bell Labs''.

== 1.3.2. Según cómo se presta el servicio ==

Clasificación no excluyente:

* Sistemas operativos de servidor
* Sistemas operativos de ordenador personal
* Sistemas operativos en tiempo real
* Sistemas operativos embarcados / integrados / "embebidos" (dispositivos móviles o smartcard, p.ej.)
* Sistemas operativos web

2.1 [[Organización básica de un ordenador]]

Introducción histórica

2019-02-12T16:32:16Z

Aleparmig: /* Años 80 */

= Introducción histórica a los SSOO =

* Breve introducción histórica de los sistemas operativos:

== Año 1939 ==

* [https://es.wikipedia.org/wiki/Bombe EL BOMBE], en Reino Unido durante la II Guerra Mundial.

== Años 40 ==

* [http://en.wikipedia.org/wiki/Colossus_computer MARK-1 y MARK-2], en Reino Unido durante la II Guerra Mundial.

* [http://es.wikipedia.org/wiki/ENIAC ENIAC], desarrollado en EE.UU, entre 1943 y 1946.

http://www.youtube.com/watch?v=mxj6h5JyfXs

* [http://en.wikipedia.org/wiki/EDSAC EDSAC], desarrollado en Inglaterra en 1949.

== Años 50 ==

* [http://en.wikipedia.org/wiki/UNIVAC_I UNIVAC I], en EE.UU (1951). Hasta 16 instalaciones.

* [http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_701 IBM 701], en EE.UU (1952). Después vinieron IBM 702 y 650.

== Años 60 ==

* [http://en.wikipedia.org/wiki/IBM_7094 IBM 7094]

* minicomputers: PDP-1 (primera máquina de Digital). Comienzos de la cultura hacker en el MIT (EE.UU).

http://www.youtube.com/watch?v=7bzWnaH-0sg

http://www.youtube.com/watch?v=tyDZjEcCgaI&feature=related

* Unión Sovietica: Ural
http://www.youtube.com/watch?v=2IRN4nZrDwk

== Años 70 ==

* IBM 360. In 1960, a typical system sold for $2,900,000 or could be rented for $63,500 a month.

* PDP-7 y PDP-11 de Digital. Miniordenadores en la universidades. Costaba un 5% del precio de un IBM 360.

* 1969, UNIX: Dennis Ritchie and Ken Thompsom talks about UNIX.
http://www.youtube.com/watch?v=7FjX7r5icV8

*En 1973, se crea el primer sistema operativo de tipo [http://es.wikipedia.org/wiki/Unix UNIX]

* Programando un PDP-11 con los "switches" (no terminal gráfico):
http://www.youtube.com/watch?v=XV-7J5y1TQc&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=7zaaD_xP6nU&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=xiE2QldpQRQ&feature=related
http://www.youtube.com/watch?v=NUSn59iY8U8&feature=related

* PDP-11 test program:
http://www.youtube.com/watch?v=Foch69Nm2F0&feature=related

* PDP-11 con Video Terminal (VT) en 1973:
http://www.youtube.com/watch?v=7ND6oLXocR0&feature=related
http://vt100.net/vt_history (no video)

* 1975, PDP-11/3:
http://www.youtube.com/watch?v=goOjxSZW1aQ&feature=related

== Años 80 ==

* Ejemplo de UNIX funcionando sobre PC AT:
http://www.youtube.com/watch?v=Aj1n2_qEq5k&feature=related

* Personal computers (PC). 198X, IBM XT running PC-DOS 3.1
http://www.youtube.com/watch?v=9-RyvZxKufo&feature=related

*En 1980, los fabricantes más conocidos crean sistemas operativos basados en UNIX, como IBM crea AIX, SUN crea Solaris, Digital crea The64,HP crea HP-UX y Microsoft crea Xenix. También paralelamente en la Universidad de California se crea un sistema operativo llamado BSD.

* 1984, GNU (Richard Stallman):
http://www.youtube.com/watch?v=y1DFwtR755I

* Software Libre:
http://www.youtube.com/watch?v=7x7LGrVvYZ4

* 1984, 1st Apple Macintosh:
https://www.youtube.com/watch?v=axSnW-ygU5g

* MS-DOS 5.0 (1985)
http://www.youtube.com/watch?v=dmEvPZUdAVI

* 1986, Windows 1.0 (Steve Ballmer advert)
http://www.youtube.com/watch?v=sforhbLiwLA&feature=related

* Microcomputer (home computers):
Sinclair Spectrum:
https://www.youtube.com/watch?v=I9dHI6EwWTU

Commodore:
http://www.youtube.com/watch?v=-yLRCmWJ_DU

== Años 90 ==

* En 1990, se porta BSD a Intel 80386.

* IBM System/390 (mainframe)
http://www.youtube.com/watch?v=ytMgyrZm87A&feature=related

* 1992, Linux:
http://www.youtube.com/user/TheLinuxFoundation#p/u/0/5ocq6_3-nEw

1.3. [[Tipos de Sistemas Operativos|Tipos de sistemas operativos]]