El capítulo 6: Procesos Simultáneos ( concurrentes)

¿Cuál es Procesamiento en paralelo? El procesamiento en paralelo (el multitratamiento) - 2 + procesadores funciona en la armonía. 2 + las CPUs ejecutan instrucciones simultáneamente. Cada CPU puede tener un proceso en el estado que CORRE en el mismo tiempo. El Gerente de Procesador tiene que coordinar la actividad de cada procesador y sincronizar la interacción entre CPUs. La sincronización es clave al éxito del sistema porque muchas cosas pueden equivocarse en un sistema de multitratamiento.

Desarrollo de Procesamiento en paralelo Fuerzas principales detrás del desarrollo de multitratamiento: Realce(Mejore) el Aumento de rendimiento que calcula el poder. Ventajas primarias: la fiabilidad aumentada debido a la disponibilidad de 1 + la CPU más rápido que procesa porque las instrucciones pueden ser procesadas en la paralela, dos o más a la vez. Desafíos principales: Como unir(conectar) los procesadores en configuraciones Como orquestar su interacción

Configuraciones de Multitratamiento Típicas Maestro/esclavo Sin apretar acoplado Simétrico

Maestro/Esclavo que Multiproceso Configuración Configuración asimétrica. Sistema de procesador solo con procesadores "de esclavo" adicionales. Cada esclavo, todos los archivos, todos los dispositivos, y memoria manejada por procesador "de amo(maestro)" primario. El procesador de amo(maestro) mantiene el estado de todos los procesos en el sistema, realiza actividades de dirección de almacenaje, programa el trabajo para otros procesadores, y ejecuta todos los programas de control.

Pro y Contra de Maestro/Esclavos La ventaja primaria es su simplicidad. La fiabilidad no es más alto que para un sistema de procesador solo porque si suspensos de procesador de amo(maestro), el sistema entero falla. Puede conducir al empleo pobre de recursos porque si un procesador de esclavo se hace libre(gratis) mientras el amo(maestro) está ocupado, el esclavo debe esperar hasta que el amo(maestro) puede asignarle más trabajo. El número de aumentos de interrumpe porque todos los esclavos deben interrumpir al amo(maestro) siempre ellos necesitan la intervención OS (p.ej., la entrada - salida solicita(ruega)).

Configuración de Multitratamiento Sin apretar Acoplada Destaca varios sistemas informáticos completos, cada uno con la propia memoria, dispositivos de entrada - salida, CPU, y OS. Cada mandos de procesador propios recursos, mantienen propias órdenes y mesas de dirección de entrada - salida. Cada procesador puede comunicarse y cooperar con los demás. Cada procesador debe tener mesas "globales" que indican empleos cada procesador ha sido asignado.

Sin apretar Acoplado - 2 Para guardar(mantener) el sistema bien equilibrado y asegurar mejor el empleo de recursos, la planificación de trabajo está basada en varias exigencias y política. P.ej., nuevos empleos podrían ser asignados al procesador con la carga más ligera(más de luz) o la mejor combinación de dispositivos de salida disponibles. El sistema no es propenso a fracasos de sistema catastróficos porque incluso cuando un procesador solo falla, los otros pueden seguir trabajando por separado de ello. Puede ser difícil de descubrir cuando un procesador ha fallado.

Configuración de Multitratamiento Simétrica La planificación de procesador es descentralizada. Una copia sola de OS* una mesa global catalogando cada proceso y su estado es almacenada en un área común de memoria tan cada procesador le tiene el acceso. Cada procesador usa el mismo algoritmo de planificación para seleccionar que lo tratan correrá después.

Las ventajas de los Simétricos Sin apretar Configuraciones Acopladas Más confiable. Usa recursos con eficacia. Puede equilibrar cargas bien. Puede degradar con gracia en caso de un fracaso. El más difícil poner en práctica porque los procesos bien deben ser sincronizados para evitar los problemas de carreras y puntos muertos.

Software de Sincronización de Proceso El éxito de sincronización de proceso depende de la capacidad de OS de hacer un recurso no disponible a otros procesos mientras esto es usado por uno de ellos. P.ej., dispositivos de entrada - salida, una posición(ubicación) en almacenaje, o un fichero de datos. En la esencia, el recurso usado debe ser cerrado lejos de otros procesos hasta que sea liberado. Sólo cuando es liberado es un proceso de espera permitió usar el recurso. Un error podría dejar un trabajo que espera indefinidamente.

Mecanismos de Sincronización El elemento común en todos los esquemas de sincronización debe permitir a un proceso para terminar el trabajo sobre una región crítica de programa antes de que otros procesos le tengan el acceso. Aplicable tanto a multiprocesadores como a 2 + procesa en un procesador solo (utilizado el tiempo compartido(poseído en multipropiedad)) procesando el sistema. Llamado una región crítica porque su ejecución debe ser manejada como una unidad.

Sincronización de Cerradura ( esclusa)-y-llave Trate primeras comprobaciónes si la llave está disponible Si está disponible, el proceso debe recogerlo y ponerlo en la cerradura(esclusa) para hacerlo no disponible a todos otros procesos. Para este esquema de trabajar ambas acciones deben ser realizadas en un ciclo de máquina solo. Varios mecanismos que se cierran han sido desarrollados incluyendo la prueba-y-juego, ESPERAN Y SEÑALAN, y semáforos.

Prueba-y-juego (TS) Cierre Test-and-set is a single indivisible machine instruction (TS). In a single machine cycle it tests to see if key is available and, if it is, sets it to “unavailable.” Actual key is a single bit in a storage location that can contain a zero (if it’s free) or a one (if busy). Simple procedure to implement. Works well for a small number of processes.

Problemas con Prueba-y-juego Cuando muchos procesos esperan para entrar en una región crítica, el hambre podría ocurrir porque los procesos ganan el acceso en una manera arbitraria. A no ser que una política primero vendré primero servida fuera instalada, algunos procesos podrían ser favorecidos sobre otros. La espera de procesos permanece en improductivo, devorante de recurso esperan lazos (la espera ocupada). Consume el tiempo de procesador valuoso. Confía en los procesos que compiten para probar la llave.

ESPERE y Cierre de SEÑAL Modificación de prueba-y-juego. Añade 2 nuevas operaciones, que son la parte mutuamente exclusiva y hecha del juego del planificador de proceso de operaciones ESPERAN LA SEÑAL Las operaciones ESPERAN Y LA SEÑAL libera procesos " de la espera ocupada " el dilema y devuelve el control a OS que entonces puede controlar otros empleos esperando procesos es ocioso.

ESPERAR Activado cuando el proceso encuentra un código de condición ocupado. Bloque de control de procedimiento de juegos (PCB) al estado bloqueado Lo une para la coleta de procesos que esperan para entrar en esta región particular crítica. Trate al Planificador entonces selecciona otro proceso para la ejecución.

Señal Activado cuando un proceso sale la región crítica y el código de condición son puestos para "liberar". La coleta de comprobaciónes de procesos que esperan para entrar en esta región crítica y selecciona un, poniéndolo al estado LISTO. El Planificador de Proceso selecciona este proceso para la carrera.

Semáforos Semáforo - variable de número entero no negativa usada como una bandera. Las señales si y cuando un recurso es libre(gratis) y pueden ser usadas por un proceso. La mayoría de los semáforos conocidos señalan dispositivos solidos por ferrocarriles indicar si una sección de pista es clara. Dijkstra (1965) - 2 operaciones para manejar semáforo para vencer el problema de sincronización de proceso. P significa(aguanta,apoya) la palabra holandesa proberen (para probar) la V significa(aguanta,apoya) verhogen (para incrementar)