Maquina Virtual La máquina virtual de Java o JVM es un entorno de ejecución para aplicaciones de Java, cuya finalidad es la de adaptar los programas Java.

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1 Maquina Virtual La máquina virtual de Java o JVM es un entorno de ejecución para aplicaciones de Java, cuya finalidad es la de adaptar los programas Java compilados a las características del sistema operativo donde se van a ejecutar.

2 Proceso de compilación y ejecución de aplicaciones Java
Código Fuente .java Compilación Byte Codes .class Ejecusión VM (Windows) VM (linux) VM (otro) S.O. Windows S.O. Linux Otro S.O.

3 Todo programa Java está organizado en clases, éstas se codifican en archivos de texto con extensión .java. Cada archivo de código fuente . Java puede contener una o varias clases , aunque lo normal es que haya un archivo por clase. Cuando se compila un .java se genera uno o varios archivos .class de código binario (uno por cada clase) denominados bytecodes, que son independientes de la arquitectura. Dicha independencia supone que los bytecodes no pueden ser ejecutados directamente por ningún sistema operativo, es durante la fase de ejecución cuando los archivos .class se someten a un proceso de interpretación, consistente en traducir los bytecodes a código ejecutable por el sistema operativo para el que ha sido diseñada.

4 Los sistemas de programación como PVM (Máquina virtual paralela) y Linda se valen de grupos de máquinas heterogéneas interconectadas para proporcionar un entorno de computación paralela Estos sistemas permiten a los usuarios resolver problemas de gran tamaño en redes de estaciones de trabajo creando la ilusión de una sola máquina paralela. Linda se basa en un modelo de programación de espacio de tuplas y proporciona una abstracción de transferencia de mensajes. En ambos casos, el usuario percibe un solo sistema unificado, y los detalles de la red y las maquinas que constituyen la máquina virtual no son visibles directamente.

5 La unidad básica de cómputo en PVM se llama tarea (task) y es análoga a un proceso de UNIX. Un programa PVM invoca funciones de biblioteca PVM para crear tareas. Las tareas que cooperan ya sea mediante comunicación o sincronización se organizan en grupos llamados cómputos (computation). Pvm maneja comunicación directa, difusión y barreras dentro de un cómputo Entrada y partición Cómputo 2 Cómputo 1 Tarea Salida y exhibición cómputo Diagrama lógico de una aplicación que se ejecuta en una máquina virtual VPM

6 Para ejecutar una aplicación PVM, lo primero que debe hacer el usuario es designar el conjunto de máquinas o nodo que constituyen la máquina virtual y luego inicia el demonio de control de PVM, pvmd, en cada uno de estos nodos El demonio de control se comunica con la consola de usuario y se encarga de la comunicación y control de las tareas en su máquina. El demonio de control se comunica con la consola de l usuario y se encarga de la comunicación y control de las tareas en su máquina. Cuando la PVM necesita enviar entradas a una tarea en particular, envía los datos al demonio pvmd del nodo destino, el cual a su vez los reenvía a la tarea apropiada. De forma similar una tarea tarea produce salidas enviando un mensaje a su pvmd, el cual a su vez reenvía el mensaje al pvmd de la consola, que entonces envía el mensaje a la tarea de salida de la aplicación.

7 En la siguiente figura se muestra cómo se establece la correspondencia entre una aplicación y la máquina virtual. Las tareas que constituyen un cómputo lógico no necesariamente se asignan al mismo nodo; podrían distribuirse entre todos los nodos de la máquina virtual. Nodo 2 Nodo 1 PVMD PVMD Nodo 3 PVMD Entrada y partición PVMD Consola del usuario Salida y exhibición

8 La máquina virtual no muy paralela (NTPVM) Es un despachador que posee muchas de las características de un demonio de control PVM, pvmd. El despachador NTPVM se encarga de crear y controlar tareas, como se muestra en la siguiente figura Entrada estándar Despachador NTPVM Salida estándar Nodo Tarea El despachador recibe solicitudes a través de su entrada estándar y responde a través de su salida estándar. (Posteriormente, la entrada y la salida estándar se pueden redirigir a puertos de comunicación de la red.) El despachador podría recibir una solicitud pidiéndole crear una tarea o enviar de nuevo datos a una tarea que esta bajo su control

9 Una tarea no es más que un proceso que ejecuta un programa especificado. Cada tarea se identifica mediante un ID de cómputo y un ID de tarea. Cuando el despachador recibe una solicitud para crear una tarea con un ID de cómputo y un ID de cómputo y un ID de tarea determinados, crea un par de entubamientos y bifurca un hijo para ejecutar la tarea. Entrada estándar [ 0 ] Despachador NTPVM Salida estándar [1] [writefd] [writefd] [ 0 ] [1] Tarea En la figura se muestra la capa de comunicación entre una tarea y su despachador. El entubamiento que lleva la comunicación a la tarea hija se etiqueta con writefd en el extremo del despachador. El hijo redirige su entrada estándar a este entubamiento. De forma similar, el entubamiento que lleva la comunicación del hijo al despachador se rotula con readfd en el extremo del despachador. El hijo redirige su salida estándar a este entubamiento.

10 Proyecto NTPVM Las tareas del NTPVM son procesos independientes agrupados en unidades llamadas cómputos . El despachador se encarga de crear y gestionar las tareas. En general, las tareas de un cómputo no tienen que residir en la misma máquina, y la especificación del proyecto se diseño pensando en esta extensión. El despachador se comunica con el mundo exterior leyendo los paquetes de su entrada estándar y escribiendo paquetes a una salida estándar. El despachador podría recibir un paquete indicándole que debe crear una tarea nueva, o un paquete de datos destinado a una tarea que ésta bajo su control. El despachador envía a su vez las salidas generadas por las tareas a su propia salida estándar en forma de paquetes. El despachador envía a su vez las salidas generadas por las tareas a su propia salida estándar en forma de paquetes. En las primeras partes del proyecto, las tareas envían datos ASCII y el despachador envuelve los datos en un paquete . Posteriormente, las tareas generaran los paquetes ellas mismas.

11 El programa muestra el archivo de encabezado ntpvm
El programa muestra el archivo de encabezado ntpvm.h que contiene las definiciones de tipo pertinentes para el despachador. Typedef enum ptype {START_TASK, DATA, BROADCAST, DONE, TERMINATE, BARRIER} packet_t; Typedef struct { int comp_id; int task_id; packet_t type; int length; } task_packet_t; int comp_id; /* ID de computo para la tarea */ int task_id; /* ID de tarea para la tarea */ int writedf; /* contiene fd de despachador  hijo */ int readfd; /* contiene fd de hijo  despachador */ int total_packs_sent; int total_bytes_sent; int total_packs_recv; pid_t task_pid /* ID de proceso de la tarea bifurcada */ int barrier; /* número de barrera o -1 si no está en la barrera */ int end_of_input /* true si ya no hay entradas en la barrera */ } task_t; #define MAX_PACK_SIZE 1024 #define MAX_TASKS 10

12 Los paquetes del despachador tienen el siguiente formato
Un ID de cómputo Un ID de tarea Un tipo de paquete La longitud de la información del paquete La Información del paquete Los primeros cuatro elementos de un paquete constituyen el encabezado del paquete, de longitud fija, que se almacena en una estructura de tipo task_packet_t. Si se supone que la porción de información del paquete no contiene más de MAX_PACK_SIZE bytes. El despachador mantiene información acerca de cada una de la tareas activas en un arreglo global tasks de tipo task_t. No permita que el despachador ejecute más de MAX_TASKS tareas simultaneas. El arreglo tasks se declara mediante tasks_t tasks[ MAX_TASKS ];