Tipos de Procesamiento y Gestión de Procesos en Sistemas Operativos

Tipos de Procesamiento

Existen diferentes tipos de procesamiento que se utilizan en los sistemas informáticos para ejecutar programas:

Un único procesador (multiprogramación)

Si solamente existe un único procesador, solamente un proceso puede estar en un momento determinado en ejecución. Esto crea en el usuario la percepción de que múltiples programas se están ejecutando al mismo tiempo.

Este concepto se conoce como programación concurrente. La programación concurrente no mejora el tiempo de ejecución global de los programas; sin embargo, permite que parezca que varios programas se ejecuten al mismo tiempo.

Varios núcleos en un mismo procesador (multitarea)

La existencia de varios núcleos o cores en un ordenador permite que cada núcleo pueda estar ejecutando una instrucción diferente al mismo tiempo. Todos los cores comparten la misma memoria, por lo que es posible utilizarlos de forma coordinada mediante lo que se conoce por programación paralela.

La programación paralela permite mejorar el rendimiento de un programa si este se ejecuta de forma paralela en diferentes núcleos. Se puede utilizar conjuntamente con la programación concurrente, permitiendo al mismo tiempo multiprogramación. (programación concurrente + multitarea).

Varios ordenadores distribuidos en red

Cada uno de los ordenadores tendrá sus propios procesadores y su propia memoria. La gestión de los mismos forma parte de lo que se denomina programación distribuida.

La programación distribuida posibilita la utilización de un gran número de dispositivos (ordenadores) de forma paralela, lo que permite alcanzar elevadas mejoras en el rendimiento de la ejecución de programas distribuidos.

Sin embargo, como cada ordenador posee su propia memoria, imposibilita que los procesos puedan comunicarse compartiendo memoria.

Planificación de Procesos

Para gestionar colas de procesos, es necesario un planificador de procesos. Existen 2 tipos de planificación:

Planificación a corto plazo

Selecciona qué proceso de la cola de procesos preparados pasará a ejecución. Se invoca muy frecuentemente.

• Planificación sin desalojo: Únicamente se cambia el proceso en ejecución si dicho proceso se bloquea o termina.
• Planificación apropiativa: Se ejecuta el proceso con mayor prioridad.
• Tiempo compartido: cada cierto tiempo se desaloja el proceso que estaba en ejecución y se selecciona otro proceso para ejecutarse.

Planificación a largo plazo

Selecciona qué procesos nuevos deben pasar a la cola de procesos preparados. Se invoca con poca frecuencia.

Cambios de Contexto

Cuando el procesador pasa a ejecutar otro proceso, el sistema operativo debe guardar el contexto del proceso actual y restaurar el contexto del proceso que el planificador a corto plazo ha elegido ejecutar. La salvaguarda de la información del proceso en ejecución se produce cuando hay una interrupción. Se conoce como contexto a:

• Estado del proceso.
• Estado del procesador: valores de los diferentes registros del procesador.
• Información de gestión de memoria: espacio de memoria reservada para el proceso.