practicas

SISTEMAS OPERATIVOS - PARTE I
PRACTICA de ADMINISTRACION DEL PROCESADOR, SEMAFOROS y THREADS
Ejercicios cuya realización se recomienda: 2, 3, 5, 8, 9, 12, 13, 14 y 15.
1) La mayor parte de la problemática de la
administración del procesador puede describirse con
ayuda de un diagrama de transición de estados de los
procesos, como el que se expone en la figura.
El objetivo de este ejercicio es analizar en
detalle las relaciones existentes entre los
procesos, las rutinas de atención de
interrupciones y el planificador de procesos.
Para cumplir con este objetivo Ud. debe:
a) Describir cómo interactúan las rutinas de
atención de interrupciones, el planificador de procesos y la base de datos necesaria para cumplir con el
diagrama de transiciones. O sea, debe indicar:
* Cuáles son los eventos que provocan las transiciones 1, 2, 3 y 4.
* Dado que una transición provoca la modificación de la base de datos, qué rutinas del sistema operativo se
utilizan en cada transición (atención de interrupciones, planificadores, etc.).
b) Diseñar la base de datos necesaria para controlar el sistema.
2) Dado el diagrama transición de
procesos de la figura, que amplia
y completa al anterior:
Se pide:
a) Indicar qué provoca las
transiciones 1 a 8. Qué
rutinas intervienen y
cuando corresponda, qué
interrupciones las inician.
b) Supongamos que el
sistema ejecuta 2
procesos de las
siguientes características:
PROCESO 1 : Ejecuta 30
ms., efectúa una E/S sobre cinta, ejecuta 10 ms. y termina.
PROCESO 2 : Ejecuta 10 ms., efectúa una E/S sobre cinta, ejecuta 10 ms., efectúa una E/S sobre disco,
ejecuta 10 ms. y termina.
(*) Tiempo empleado por el Sistema Operativo para tomar los 2 procesos a comenzar y colocarlos en la cola de Listos. Luego la rutina 7 coloca el
Proceso Nro. 1 en estado de ejecución.
Además se supone :
* Las rutinas 1 a 8 ejecutan 10 ms. ante cualquier evento.
* El método de selección de la cola de listos es el FIFO, asignándole a cada proceso 20 ms.
* El sistema tiene 2 canales (disco y cinta) administrados por semáforos.
* Una operación de E/S sobre cinta tarda 50 ms. y sobre disco 40 ms.
Se pide completar el diagrama de la Figura.
PARTE-1.doc 2do Cuat/2004 Página 2 de 16
c) Indicar sobre el diagrama antes mencionado en qué instantes se producen interrupciones y cuál es la rutina
(1 a 8) que es activada en cada caso.
3) Dada la graficación de la Figura de 3 procesos en un tipo de administración de procesador determinada, se pide:
a) De qué administración se trata ? Indique específicamente todos los valores de la variable tiempo en que se
producen los eventos que justifican su selección.
Ayuda: Administraciones posibles
- FIFO
- Más corto primero sin desalojo
- Más corto primero con desalojo
- Round-Robin
b) Confeccione el correspondiente diagrama de transición de estados, considerando que la transición 7 pasa
un proceso de Ejecutando a Terminado.
c) Si se introduce un reloj de intervalos a esta administración, cómo modificaría el diagrama de transición de
estados ? Beneficiará esta modificación el rendimiento global del sistema ? Porqué sí o porqué no ?
Justifique.
Importante: El gráfico no finaliza en el tiempo 19, ya que siguen ejecutándose los programas, pero con la
porción de tiempo indicada alcanza para responder el ejercicio.
4) Dado el siguiente diagrama de transición de Procesos :
Supongamos que el sistema ejecuta 3 procesos de características :
PROCESO 1 : Ejecuta 150 ms y termina.
PROCESO 2 : Ejecuta 10 ms., efectúa una E/S de 80 ms., ejecuta 10 ms., efectúa una E/S de 80 ms., ejecuta
10 ms. y termina.
PROCESO 3 : Ejecuta 30 ms., efectúa una E/S de 60 ms., ejecuta 30 ms. y termina.
Además se supone :
* Las rutinas A, B,..., F ejecutan 10 ms. ante cualquier evento.
* El método de selección de la cola de listos es el FIFO, asignándole a cada proceso 50 ms.
PARTE-1.doc 2do Cuat/2004 Página 3 de 16
* Ante la interrupción por finalización de E/S el proceso en ejecución pasa a la cola de LISTOS luego de ser
tratada la interrupción.
Se pide :
a) Completar el diagrama
b) Describir el estado de los tres procesos en el instante t = 200 ms.
NOTA : El diagrama indica quién utiliza el procesador en cada instante. De 0 a 30 la RUTINA A toma los 3
procesos A COMENZAR y los pone en la cola de LISTOS. De 30 a 40 la RUTINA B elige el PROCESO 1 de
la cola de listos y lo pone en ejecución. De 40 a 90 el PROCESO 1 ejecuta. De 90 en adelante complételo Ud.
5) A cuáles de los siguientes tipos de trabajos :
a) cortos acotados por CPU
b) cortos acotados por E/S
c) largos acotados por CPU
d) largos acotados por E/S
benefician las siguientes estrategias de administración :
a) prioridad determinada estáticamente con el método del más corto primero (JSF).
b) prioridad dinámica inversamente proporcional al tiempo transcurrido desde la última operación de E/S.
6) Considerando los siguientes estados de un diagrama de transición de Procesos :
1 EJECUTANDO - 2 LISTOS ALTA PRIORIDAD - 3 LISTOS BAJA PRIORIDAD - 4 BLOQUEADOS E/S
CINTA - 5 BLOQUEADOS E/S DISCO - 6 TERMINADOS - 7 A COMENZAR
Una operación de E/S sobre cinta tarda 5 veces más que una E/S sobre disco. Administración del Procesador
FIFO y prioridad por cola.
Se pide :
a) Graficar los estados de transición de procesos que contiene a los estados indicados.
b) Indicar los eventos que causan cada una de las transiciones y las rutinas que intervienen.
c) Cómo modifica el anterior si la Administración del Procesador es de tipo cíclico (ROUND-ROBIN)
diferenciando QUANTUMS (X y 2X) según la cola de donde provenga. Determine claramente a qué estado va
un proceso que excedió su QUANTUM.
d) Cómo modifica el diagrama de c) si el sistema tiene 2 procesadores.
7) Explicar porqué si el quantum "q" en Round-Robin se incrementa sin límite, el método se aproxima a FIFO.
8) Discutir sobre el manejo de colas requerido para procesos bloqueados :
- Cuántas implementaría
- Políticas de manejo
9) Diseñe los estados y transiciones por las que pasa un proceso si se quiere priorizar a los procesos interactivos
respecto a los demás y distinguir también a los atados a CPU. Dibujar diagramas de estado de procesos.
10) Cómo se modificaría el ejercicio 2 (diagrama de transición de procesos) si se previera el uso de semáforos para
sincronizar los procesos entre sí. Qué nuevos estados habría que agregar al diagrama de transiciones y qué nuevas
rutinas de manejo de las mismas habría que prever si :
a) Se incluye un semáforo que controla el uso del canal correspondiente a las unidades de cinta y otro al
correspondiente a las unidades de disco.
b) Se incluye un semáforo que controla la obtención dinámica de espacio, en memoria central por parte de los
procesos en ejecución.
c) Se incluye un semáforo que controla el uso de las tablas diseñadas en el ejercicio 1-b) para el caso de que
el sistema contase con dos procesadores (multiprocesamiento).
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11) a) Dibujar un diagrama de transición de procesos para una administración del procesador que atiende procesos
de cálculos iterativos puros en multiprogramación.
b) Indicar específicamente la política de administración del procesador elegida, justificando la elección.
c) Aclarar brevemente qué rutinas intervienen en cada una de las transiciones dibujadas y qué interrupciones
las inician.
12) Un sistema que atiende tareas "INTERACTIVAS" de varias sucursales bancarias está conectado en forma directa
a la central policial, frente a un caso de robo genera un proceso que activa una alarma en la central policial.
a) Diseñe un algoritmo de Administración del Procesador que permita una vez generado ese proceso de
alarma tenga prioridad sobre el
resto de las tareas (recordar que
pueden generarse distintas
alarmas desde distintas
sucursales)
b) Dibuje el diagrama de
transición de estados.
NOTA: Especifique claramente la
forma de administración de las
colas.
13) Dado el siguiente diagrama de
transición de procesos, se pide :
i) Indique según las transiciones
y estados una política válida
completa para dicha administración.
Indique cómo funciona la
administración por usted elegida.
ii) Indique todas las condiciones que deben cumplirse para que ejecute la transición G. Indique las rutinas
de la administración del procesador que intervienen.
iii) Suponga que la administración maneja threads. Cuántos threads puede tener un proceso? Justifique
iv) Pueden existir threads sin proceso asociado ? Cuáles ?
14) Dados 3 procesos A, B y C, a partir de un momento 0 en un sistema de monoprogramación los 3 procesos
están cumplidos al momento [ 0 + X + T.CPU(A+B+C)].
En un sistema de multiprogramación los 3 procesos se hallan cumplidos al momento [ 0 + X +
T.CPU(A+B+C) + P ].
a)- En qué se consume el tiempo X y en qué se consume el tiempo P ?
b)- En dónde figura el tiempo de Sistema Operativo dedicado para atender las interrupciones por fin de E/S ?
15) Sea una entidad bancaria que atiende a sus clientes a través de cajeros automáticos y en las ventanillas de sus
sucursales. Los cajeros automáticos y las terminales de las ventanillas están conectadas al sistema computador
central y además, en este sistema se procesan tareas de tipo batch que utilizan cintas magnéticas, impresoras
y discos. Se desea priorizar por sobre todas las tareas a las tareas batch, luego con menor prioridad a
los cajeros automáticos y por último las tareas de las terminales.
a) Diseñe una política de administración del procesador que logre este cometido y provea un balance equitativo
de los recursos.
b) Indique la política de administración de cada cola de listos.