UNIDAD III: PROCESOS Y PROCESADORES EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS

3.1 PROCESOS Y PROCESADORES CONCEPTOS BÁSICOS.

Un proceso es un concepto manejado por el sistema operativo que consiste en el conjunto formado por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador. Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa. Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.

Los procesadores distribuidos se pueden organizar de varias formas:

v  Modelo de estación de trabajo.

v  Modelo de la pila de procesadores.

v  Modelo híbrido.

3.2 HILOS Y MULTIHILOS

v  Threads llamados procesos ligeros o contextos de ejecución.

v  Típicamente, cada thread controla un único aspecto dentro de un programa.

v  Todos los threads comparten los mismos recursos, al contrario que los procesos en donde cada uno tiene su propia copia de código y datos (separados unos de otros).

Los sistemas operativos generalmente implementan hilos de dos maneras:

}  MULTIHILO APROPIATIVO

    Permite al sistema operativo determinar cuándo debe haber un cambio de contexto.

    La desventaja de esto es que el sistema puede hacer un cambio de contexto en un momento inadecuado, causando un fenómeno conocido como inversión de prioridades y otros problemas.

}  MULTIHILO COOPERATIVO

    Depende del mismo hilo abandonar el control cuando llega a un punto de detención, lo cual puede traer problemas cuando el hilo espera la disponibilidad de un recurso.

3.3 MODELOS DE PROCESADORES

La historia de los microprocesadores comienza en el año 1971, con el desarrollo por parte de Intel del procesador 4004, para facilitar el diseño de una calculadora.

La época de los PC (Personal Computer), podemos decir que comienza en el año 1978, con la salida al mercado del procesador Intel 8086.

3.3.1 DE ESTACIÓN DE TRABAJO.

v  El sistema consta de estaciones de trabajo (PC) dispersas conectadas entre sí mediante una red de área local (LAN).

v  Pueden contar o no con disco rígido en cada una de ellas.

Uso de los discos en las estaciones de trabajo:

Sin disco: Bajo costo, fácil mantenimiento del hardware y del software, simetría y flexibilidad.

Con disco: Disco para paginación y archivos de tipo borrador:

Reduce la carga de la red respecto del caso anterior.

Alto costo debido al gran número de discos necesarios.

3.3.2 MODELO DE PILA DE PROCESADORES

Este modelo basa su funcionamiento en la teoría de colas.

En general este modelo puede reducir significativamente el tiempo de espera al tener una sola cola de procesadores a repartir.

La capacidad de cómputo se puede gestionar de mejor forma si se tiene micros con mayores capacidades.

3.3.3 HÍBRIDO.

Los sistemas híbridos combinan una variedad de buses de instrumentación y plataformas en un sistema. A través de sistemas híbridos, se puede lograr la flexibilidad para combinar los instrumentos independientemente del bus, permitiendo elegir los instrumentos más adecuados para sus necesidades de aplicación.

Características  de los Sistemas Híbridos.

v  Combina las mejores características del modelo de estación de trabajo y de pila de procesadores teniendo un mejor desempeño en las búsquedas y mejor uso de los recursos

v  Aumento en flexibilidad, los sistemas híbridos proporcionan una longevidad mayor para el sistema de pruebas con la habilidad para usar hardware y software existente, y aún así incorporar nuevas tecnologías con mayor desempeño y menor costo

3.4 ASIGNACIÓN DE PROCESADORES.

Esta estrategia  consiste como su nombre lo indica,  en dedicar un grupo de procesadores a una aplicación mientras dure esta aplicación, de manera que cada hilo de la aplicación se le asigna un procesador.

3.4.1 MODELOS Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN.

Los principales Aspectos son:

v  Algoritmos deterministas vs. heurísticos.

v  Algoritmos centralizados vs. distribuidos.

v  Algoritmos óptimos vs. subóptimos.

v  Algoritmos locales vs. globales.

v  Algoritmos iniciados por el emisor vs. iniciados por el receptor.

3.5 COPLANIFICACION

                                                        

Concepto de coplanificación:

Ø  Toma en cuenta los patrones de comunicación entre los procesos durante la planificación

Ø  Debe garantizar que todos los miembros del grupo se ejecuten al mismo tiempo.

Ø  Cada procesador debe utilizar un algoritmo de planificación ROUND ROBIN.

3.6 TOLERANCIA A FALLOS

La tolerancia a fallos es un aspecto crítico para aplicaciones a gran escala, ya que aquellas simulaciones que pueden tardar del orden de varios días o semanas para ofrecer resultados deben tener la posibilidad de manejar cierto tipo de fallos del sistema o de alguna tarea de la aplicación.

3.7 SISTEMAS DISTRIBUIDOS DE TIEMPO REAL

Sistemas distribuidos

Un sistema distribuido está formado por un conjunto de computadores autónomos conectados para conseguir unobjetivo común

Ventajas:

v   rendimiento

v  fiabilidad

v  cercanía a los elementos del entorno físico

v   flexibilidad

v  Características:

v  1. Se activan por evento o por tiempo.

v  2. Su comportamiento debe ser predecible.

v  3. Debe ser tolerante a fallas.

v  4. La comunicación en los sistemas distribuidos de tiempo real debe de ser de alto desempeño.

CLASIFICACIÓN

v  Los sistemas de tiempo real se clasifican en general en dos tipos dependiendo de los serio de sus tiempos limites y de las consecuencias de omitir uno de ellos.

v  Sistema de tiempo real suave: significa que no existe problema si se rebasa un tiempo.

v  Sistema de tiempo real duro: es aquel en el que un tiempo límite no cumplido puede resultar catastrófico.