Algoritmos de Planificacion

Algoritmos de Planificacion FCFS, SJF, SRTF, Round Robind Emilio Sedano Gijon PSP Actividad.

Programación Programación de Servicios y Procesos

Introducción  Aquí vamos a centrarnos en analizar los distintos tipos de algoritmos de planificación.   Estos algoritmos surgen debido a la necesidad de poder organizar los procesos de una manera eficiente para el procesador. Los Los algo algorit ritmo mos s de plan planif ific icac ació ión n se enca encarg rgan an de aseg asegur urar ar que que un proc proces eso o no monopoliza el procesador. Un proceso es un programa que está en ejecución. Este proceso puede estar en 3 estados distintos Listo! "loqueado! # En Ejecución!. Los procesos procesos son almacenados en una lista junto con la información que indica indica en qu$ estado está el proceso% proceso% el tiempo que &a usado el '(U% etc.

Ahora vamos a ver los diferentes algoritmos de Planificación que estamos estudiando:

FCFS “Firts-Come, First-Served” En esta política de planificación% el procesador ejecuta cada proceso &asta que termina% por tanto% los procesos que en cola de procesos preparados permanecerán encolados en el orden en que lleguen &asta que les toque su ejecución. Este m$todo se conoce tambi$n como )*)+ ,fist input% first output% (rimero en llegar primero en salir -. e trata de una política mu# simple # sencilla de llevar a la práctica% pero mu# pobre en cuanto a su comportamiento. La cantidad de tiempo de espera de cada proceso depende del n/mero de procesos que se encuentren en la cola en el momento de su petición de ejecución # del tiempo que cada uno de ellos tenga en uso al procesador% # es independiente de las necesidades del propio proceso. us características son0 1+ A(2+(*A*4A. Es justa% aunque los procesos largos &acen esperar muc&o a los cortos.

(2E5E'*"LE. El tiempo medio de servicio es mu# variable en función del n/mero de procesos # su duración. Ejemplo 0 (roceso A 6 iempo ejecución 6 iempo llegada 6 iempo finaliza 6 iempo retorno 6

iempo espera . En el caso de que los procesos de ma#or tiempo de duración llegasen los primeros% el tiempo medio de espera sería muc&o ma#or. (odemos llegar a la conclusión de que este no es un algoritmo eficiente.

'onclusión0 Este algoritmo esta bien lo /nico que que los procesos largos &acen esperar muc&o a los cortos. (redecible. El tiempo medio de servicio es mu# variable en función del n/mero de procesos # su duración. Bibliografía: htt:!!achel.triod.com!materias!material"sis.htm

SJF “Shortest Job First” En este algoritmo % da bastante prioridad a los procesos más cortos a la &ora de ejecución # los coloca en la cola. Ejemplo0 Una cola de personas en 7ercadona delante de la caja % la persona que menos compra lleva esa pasa primero.

'onclusión En resumen% este algoritmo selecciona al proceso con el  ró#imo tiemo ejecución m$s corto. El roceso corto saltar$ a la cabe%a de la cola. Ejecución de un roceso consiste en ciclos de ejecución de &P ' ciclos de esera or E!S. El algoritmo selecciona aquel roceso cu'o ró#imo ciclo de ejecución de &P sea menor. El roblema est$ en conocer dichos valores( ero odemos redecirlos usando la información de los ciclos anteriores ejecutados. "ibliografía &ttp088es.scribd.com8doc8993:;Algoritmos>de>(lanificacion>Algoritmo>?)>&ortest> ?ob>)irst

SRTF “Short Remaining Time First” Es similar al S)*% con la diferencia de que si un nuevo proceso pasa a listo se activa el disatcher para ver si es más corto que lo que queda por ejecutar del proceso en ejecución. i es así% el proceso en ejecución pasa a listo # su tiempo de estimación se decremento con el tiempo que &a estado ejecutándose. Los procesos llegan a la cola # solicitan un intervalo de '(U.i dic&o intervalo es inferior al que le falta al proceso en ejecución para abandonar la '(U% el nuevo proceso pasa a la '(U # el que se ejecutaba a la cola de preparados.

'onclusión0 El intervalo de '(U es difícil de predecir. (osibilidad de inanición0 los trabajos largos no se ejecutarán mientras &a#an trabajos cortos. "ibliografía0 &ttp088algoritmosplanificacion.blogspot.com.es8@B@8;8srtf>s&ort>remaining>time>first.&tml

Round Robin Es un m$todo para seleccionar todos los elementos en un grupo de manera equitativa # en un orden racional% normalmente comenzando por el primer elemento de la lista &asta llegar al /ltimo # empezando de nuevo desde el primer elemento. 2ound 2obin es uno de los algoritmos de planificación de procesos más complejos # difíciles% dentro de un sistema operativo asigna a cada proceso una porción de tiempo equitativa # ordenada% tratando a todos los procesos con la misma prioridad. e define un intervalo de tiempo denominado cuanto% cu#a duración varía seg/n el sistema. La cola de procesos se estructura como una cola circular. El planificado la recorre asignando un cuanto de tiempo a cada proceso. La organización de la cola es )*)+.

'onclusión0 'ada proceso tiene asignado un intervalo de tiempo de ejecución% llamado cuantum o cuanto. i el proceso agota su cuantum de tiempo% se elige a otro proceso para ocupar la '(U. i el proceso se bloquea o termina antes de agotar su cuantum tambi$n se alterna el uso de la '(U. El round robín es mu# fácil de implementar. odo lo que necesita el planificado es mantener una lista de los procesos listos. "ibliografía0 &ttp088es.CiDipedia.org8CiDi8(lanificaci'3"3nF2ound>robin

Conclusión personal En mi opinión el algoritmo de 2ound 2obbin es el mas fiable #a que cada proceso se le asigna un tiempo de ejecución si se agota elige otro proceso . ambien el algotrismo ?) esta bien #a que prioriza seg/n las necesidades de la '(U.

UNIA !" P#ANIFICACI$N %# PR&C%SA&R 

INTR&UCCI$N El objetivo de la lanificación del rocesador es dar un buen servicio a todos los rocesos que e#istan en un momento dado en el sistema.

 NIVELES DE PLANIFICACIÓN :  Planificación a largo plazo (planificador de trabajo! . +ecide cu$l ser$ el ró#imo trabajo que se va a ejecutar. Este nivel sólo e#iste en los sistemas de rocesamiento or lotes( donde la decisión se basa en las necesidades de recursos ' su disonibilidad. En los sistemas de tiemo comartido tiene como ,nica misión cargar los rogramas que se desean ejecutar en memoria. Este nivel es el encargado de crear los rocesos.

 Planificación a "edio plazo (planificador de #apping! . +ecide si un roceso que est$ en ejecución en estado bloqueado o susendido debe ser e#traído de la memoria temoralmente. Posteriormente( cuando el sistema se encuentre m$s descargado( devolver$ dicho roceso a la memoria ' al estado de ejecución. Sólo e#iste en sistemas de tiemo comartido ' en aquellos que tienen gestión de memoria virtual. Este nivel gestiona los rocesos susendidos en esera de alg,n recurso no disonible en el momento de la susensión.

 Planificación a corto plazo (planificación del proceador! . Es el encargado de decidir cómo ' cu$ndo tendr$ acceso al rocesador un roceso que est$ rearado ara utili%arlo. -leva a cabo las funciones de multirogramación( estando siemre residente en memoria ' ejecut$ndose con mucha frecuencia or ello debe ser de ejecución mu' r$ida. En este nivel es donde se debe dar un buen servicio a los  rocesos interactivos ara que el usuario no erciba( o lo haga en eque/o grado( que est$ comitiendo or el rocesador junto con otros usuarios.

&b'eti(os  $%ticia. +ebe ser lo m$s justa osible con todo tio de rocesos( sin favorecer a unos ' erjudicar a otros.

 &'i"a capacidad de ejec%ción . +ebe dar un servicio acetable ara que todos los trabajos se realicen lo m$s r$idamente osible. Esto se logra disminu'endo el n,mero de cambios de roceso.

 &'i"o n)"ero de %%ario interacti*o . En los sistemas de tiemo comartido se tratar$ de que uedan estar trabajando el ma'or n,mero de usuarios simult$neamente.

 Predicibilidad . +ebe concebirse de tal forma que en todo momento ueda saberse cómo ser$ su ejecución.

 &ini"ización de la obrecarga . -a comutadora debe tener oca sobrecarga 'a que 0sta incide directamente sobre el rendimiento final del sistema: a menor sobrecarga( ma'or velocidad de roceso. -os cambios de conte#to deben minimi%arse.

E+%ilibrio en el %o de rec%ro . Para obtener un buen rendimiento en el uso de recursos ' que 0stos est0n ocuados equitativamente el ma'or tiemo osible.

Seg%ridad de la prioridade . Si un roceso tiene ma'or rioridad que otro( 0ste debe ejecutarse m$s r$idamente.

CRIT%RI&S ,tilización del proceador . 1antenerlo ocuado el ma'or tiemo osible.  Prod%cti*idad . El n,mero de los rocesos que terminan or unidad de tiemo. Es una medida de trabajo que deende de la duración de los rocesos.

-ie"po de retorno . El tiemo ara un roceso entre la entrada ' la salida del sistema. Es la suma de los tiemos de esera( ejecución( etc.

-ie"po de epera . El tiemo que un roceso asa en la cola de rocesos listos 2no en esera de E!S3.

-ie"po de rep%eta . El tiemo entre la resentación del roceso al sistema ' su rimera resuesta.

-ie"po de er*icio . 4iemo en que tarda en ejecutarse un roceso( donde se inclu'e el tiemo de carga del rograma en memoria( el tiemo de esera en la cola de rocesos  rearados( el tiemo de ejecución en el rocesador ' el tiemo de E!S.

Algoritmos -as

olíticas de lanificación se agruan en:  Apropiati*a . Son las que roducen un cambio de roceso con cada cambio de conte#to( es decir( el roceso que est$ haciendo uso del rocesador uede ser temoralmente susendido ' ermitir que otro roceso se aroie del rocesador. Se utili%an en sistemas oerativos con tiemo comartido ' tiemo real.  No apropiati*a . Son aquellas en las que un roceso no abandona nunca el rocesador  desde su comien%o hasta su fin. Se utili%an en sistemas de roceso or lotes.

 FCFS (Firt co"e. firt er*ed. Pri"ero en llegar pri"ero en er er*ido! En esta olítica de lanificación( el rocesador ejecuta cada roceso hasta que termina(  or tanto( los rocesos que en cola de rocesos rearados ermanecer$n encolados en el orden en que lleguen hasta que les toque su ejecución. Este m0todo se conoce tambi0n como *5*6 2fist inut( first outut( Primero en llegar rimero en salir3. Se trata de una olítica mu' simle ' sencilla de llevar a la r$ctica( ero mu' obre en cuanto a su comortamiento. -a cantidad de tiemo de esera de cada roceso deende del n,mero de rocesos que se

encuentren en la cola en el momento de su etición de ejecución ' del tiemo que cada uno de ellos tenga en uso al rocesador( ' es indeendiente de las necesidades del roio  roceso. Sus características son: 7 8o aroiativa. 7 Es justa( aunque los rocesos largos hacen eserar mucho a los cortos. 7 Predecible. 7 El tiemo medio de servicio es mu' variable en función del n,mero de rocesos ' su duración.

 /0,ND /01IN (//! Esta olítica( cu'a traducción odría ser asignación cíclica o lanificación en rueda( es una mejora de la *&*S. 4rata de ser m$s justa en cuanto a la resuesta tanto de los rocesos cortos como de los largos. &onsiste en conceder a cada roceso en ejecución un determinado eríodo de tiemo q 2quantum3( transcurrido el cual( si el roceso no ha terminado( se le devuelve al final de la cola de rocesos rearados concedi0ndose el rocesador al siguiente roceso or su corresondiente quantum. Esta interrución eriódica contin,a hasta que el roceso termine su ejecución( formando una rueda de rocesos que ser$n ejecutados cíclicamente hasta que terminen. 9ariando el ar$metro q se logra tener diferentes comortamientos. Si q es ma'or que el tiemo que necesita ara su ejecución el roceso m$s largo( se convertir$ en *&*S. Si q se aro#ima a ( la sobrecarga del sistema ser$ mu' grande uesto que la ma'or arte del tiemo se consumiría en cambios de conte#to. -os valores de q varían entre ; ' ; milisegundos( siendo recomendable que el >. 4oma de la cola de rocesos rearados el que necesite menos tiemo de ejecución ara reali%ar su trabajo. Para ello debe saber el tiemo de rocesador que necesitan cada  roceso. Esto es osible a trav0s de diversos m0todos como ueden ser la información suministrada or el roio usuario( or el roio rograma( bas$ndose en la historia anterior 2heurística3( etc. El tiemo de servicio en esta olítica es bueno ara los rocesos cortos( saliendo  erjudicados los rocesos largos. Sus características son: 7 8o aroiativa.

7 El tiemo de esera aumenta de acuerdo con la longitud de los rocesos( ero el tiemo medio de esera con resecto a otras olíticas es ótimo. 7 Es oco redecible. 7 8o es justa con los rocesos largos. 7 Buen tiemo de servicio. 7 >esulta difícil de oner en r$ctica or los datos que necesita ara reali%arse la  lanificación.

S/- (S2ortet /e"aining -i"e. el de tie"po retante "' corto! Es una me%cla de los dos m0todos anteriores ' trata de obtener las ventajas de ambos. Para ello( esta t0cnica cambia el roceso que est$ en ejecución cuando se ejecuta un  roceso 2aso del lanificador de largo la%o al de corto la%o3( con una e#igencia de tiemo de ejecución total menor que el que se est$ ejecutando en el rocesador. El valor del tiemo de resuesta medio de los rocesos largos mejora con resecto a S)8. Presenta un e#celente índice de servicio ' el tiemo de esera es bastante corto ara la ma'oría de los rocesos. &onsigue una buena eficiencia( 'a que logra que la lista de  rocesos rearados sea lo m$s corta osible. Sus características son: 7 Es una variante de S)8 ara hacerla aroiativa. 7 Puede ser injusta( 'a que un roceso corto uede echar a uno largo que est0 haciendo uso del rocesador ' que adem$s est0 terminando. 7 Presenta una ma'or sobrecarga. 7 E#celente tiemo medio de servicio. 7 Es mu' eficiente.

 Prioridad  En esta olítica se asocia a cada roceso una rioridad( de manera que el rocesador se asigna al roceso de ma'or rioridad. -as rioridades ueden ser definidas interna o e#ternamente. En el rimer caso( el sistema oerativo se basa en una serie de informaciones medibles ara el c$lculo ' asignación de dichas rioridades 2tiemo necesitado de rocesador( necesidad de memoria( etc.3. Su rincial roblema es el bloqueo o ostergación indefinida( 'a que un roceso de baja  rioridad uede estar eserando su turno indefinidamente. Para evitarlo se suele emlear lo que se denomina envejecimiento de las rioridades( que aumenta gradualmente las  rioridades de los rocesos que est$n en esera de utili%ar el rocesador. &ualquier algoritmo basado en esta olítica uede ser aroiativo o no aroiativo. En el  rimer caso( un roceso uede ser retirado del rocesador si aarece otro de ma'or  rioridad en la cola de rocesos rearados.

 4/N (4ig2 /epone Net. el prói"o de "' alto 5ndice de rep%eta! Es una olítica que trata de corregir las osibles injusticias de la olítica S)8 con los  rocesos largos ' las de la olítica *&*S con los rocesos cortos. Se basa en hacer variable la rioridad de un roceso( calcul$ndose constantemente or medio de la e#resión: P ? 2@  t3 ! t +onde P es la rioridad del roceso.

@ es el tiemo de esera en la cola de rocesos rearados. t es el tiemo de ejecución del roceso. En un rinciio P valdr$ ; e ir$ aumentando aulatinamente a medida que el roceso  ermane%ca en la cola de rocesos rearados 2@ favorece a los rocesos largos3( e ir$ disminu'endo cuanto m$s tiemo est0 en ejecución 2t favorece a los rocesos cortos3. &uando un roceso que est$ en ejecución abandona el rocesador( el roceso rearado que tenga ma'or rioridad 2que m$s ha'a eserado en la cola3( ser$ el que se seleccione  ara su ejecución. Sus inconvenientes son: 7 Si un usuario ejecuta un roceso corto inmediatamente desu0s de que un roceso largo ha'a comen%ado a utili%ar el rocesador( deber$ sufrir una larga esera. 7 Es mu' costosa de llevara a la r$ctica( 'a que la rioridad debe calcularse ara todos los  rocesos en esera( cada ve% que termine el roceso que est$ haciendo uso del rocesador. 7 Sobrecarga mucho el sistema debido a los c$lculos que debe reali%ar. Sus características son: 7 8o aroiativa. 7 Es justa. 7 Es costosa de oner en r$ctica. 7 Produce una gran sobrecarga en el sistema.

C0LAS &6L-IPLES