3.1 Procesos y procesadores conceptos básicos.
3.2 Hilos y multihilos.
3.3 Modelos de procesadores.
3.3.1 De estación de trabajo.
3.3.2 De pila de procesadores.
3.3.3 Híbrido.
3.4 Asignación de procesadores.
3.4.1 Modelos y algoritmos con sus aspectos de diseño e implantación.
3.5 Coplanificación.
3.6 Tolerancia a fallos.
3.7 Sistemas distribuidos de tiempo real.
3.2 Hilos y multihilos.
3.3 Modelos de procesadores.
3.3.1 De estación de trabajo.
3.3.2 De pila de procesadores.
3.3.3 Híbrido.
3.4 Asignación de procesadores.
3.4.1 Modelos y algoritmos con sus aspectos de diseño e implantación.
3.5 Coplanificación.
3.6 Tolerancia a fallos.
3.7 Sistemas distribuidos de tiempo real.
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 un objetivo 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.
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