Multiprogramación

Fuente: Tanenbaum, 2009

Multiprogramación

Fuente: Tanenbaum, 2009

Uso de la CPU= 1-p

n

Multiprogramación

Ejercicios

1. Calcular el uso del procesador para una máquina con 512MB. El sistema operativo ocupa 128MB y cada programa de usuario también. El promedio de espera de E/S es del 80%. Ignorar la carga del S.O.
2. Calcular el uso del procesador para el caso anterior pero con máquinas de 1024MB y 1536MB.

Creación de Procesos

• El arranque del sistema (segundo plano - demonios)
• La ejecución un proceso desde un proceso
• Petición de usuario para crear un proceso
• Inicio de un trabajo por lotes (mainframes)

Creación de Procesos

• En Unix todo se hace mediante un fork
• En Win32 mediante la llamada a CreateProcess

Terminación de Procesos

• Salida normal (voluntaria).
• Salida por error (voluntaria).
• Error fatal (involuntaria).
• Eliminado por otro proceso (involuntaria).

Estados de los Procesos

Fuente: Tanenbaum, 2009

Estados de los Procesos

Fuente: Tanenbaum, 2009

Hilos

• Son "procesos" dentro de procesos
• Son "procesos" que comparten los espacios de direcciones con otros
  • Permite compartir los datos entre procesos
• Son más rápidos de gestionar que los procesos
• Útiles para procesadores de varios núcleos

Hilos

Fuente: Tanenbaum, 2009

Hilos

Fuente: Tanenbaum, 2009

Hilos

#include <pthread.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#define NUMERO_DE_HILOS 10
void *imprimir_hola_mundo(void *tid)
{
/* Esta funcion imprime el identificador del hilo y después termina. */
printf("Hola mundo. Saludos del hilo %d0 \n", tid);
pthread_exit(NULL);
}
int main(int argc, char *argv[])
{
/* El programa principal crea 10 hilos y después termina. */
pthread_t hilos[NUMERO_DE_HILOS];
int estado, i;
for(i=0; i < NUMERO_DE_HILOS; i++) {
printf("Aqui main. Creando hilo %d0 \n", i);
estado = pthread_create(&hilos[i], NULL, imprimir_hola_mundo, (void *)i);
if (estado != 0) {
printf("Ups. pthread_create devolvió el codigo de error %d0", estado);
exit(-1);
}
}
exit(NULL);
}

Fuente: Tanenbaum, 2009

Sin Abstracción

• MOV REGISTRO1, 1000
  • 1000 correspondía a la dirección física
• Fácilmente se presentan conflictos de acceso a memoria entre los programas y entre el sistema operativo

Sin Abstracción

Fuente: Tanenbaum, 2009

Sin Abstracción

Fuente: Tanenbaum, 2009

Espacios de Direcciones

• Un espacio de direcciones (address space) es el conjunto de direcciones que puede utilizar un proceso para direccionar la memoria.
• Cada proceso tiene su propio espacio de direcciones, independiente de los que pertenecen a otros procesos
• Se requiere que cada proceso tenga un rango propio 0-XXX
  • Registro base y límite (Registros de la CPU - obsoleto)
  • Intercambio (swap)

Espacios de Direcciones

• Registro base y límite

Espacios de Direcciones

• Intercambio

Espacios de Direcciones

• Flexibilidad de los espacios de direcciones

Espacios de Direcciones

• Administración de memoria libre
  • por mapa de bits (lenta)
  • por listas enlazadas

Memoria Virtual

• Permite la ejecución de programas que requieren mayor memoria que la física disponible
• Una solución que se adoptó en la década de 1960 fue dividir los programas en pequeñas partes, conocidas como sobrepuestos (overlays).
• Actualmente los espacios de memoria de los procesos se dividen en páginas
• No todas las páginas deben estar en memoría física

Memoria Virtual

Memoria Virtual

Pagina no asignada, genera un fallo de página

Memoria Virtual

• Algoritmos de reemplazo de las páginas:
  • No usadas recientemente
  • FIFO
  • Segunda oportunidad
  • Reloj
  • Menos usadas recientemente LRU
  • WSClock

Memoria Virtual

Memoria Virtual

Segmentación

• Permite crear espacios en memoria independientes para expandirse por separado
• Se diferencian de las páginas en que:
  • No tiene un tamaño fijo
  • Asignados por el programador
  • Permite la compartición de datos entre procesos

Segmentación