Algoritmos planificadores de procesos - FCFS, SJF, SRFT, RR por Prioridad | Sistemas Operativos

JONATHAN JAVIER MURILLO BARRAGAN

26 Feb 201910:11

Summary

TLDREl guion habla sobre algoritmos de planificación de procesos en sistemas operativos, que aseguran una distribución equitativa del tiempo de procesador. Se explican diferentes métodos como FCFS (Primero en llegar, primero en ser servido), SJF (Trabajo más corto), Prioridad (con y sin expulsión) y Round Robin. Cada método se ejemplifica con analogías de la vida real para facilitar la comprensión, mostrando cómo se manejan los procesos en diferentes situaciones.

Takeaways

😀 Los algoritmos de planificación son esenciales para asegurar que los procesos no monopolicen el procesador.
🔄 Los procesos pueden estar en tres estados: listo, bloqueado y en ejecución.
📝 Los algoritmos de planificación gestionan la cola de procesos y su estado, incluyendo el tiempo de uso de la CPU.
🏃‍♂️ El algoritmo FCFS (First-Come, First-Served) ejecuta los procesos en el orden de llegada, lo que puede causar esperas largas para los procesos que llegan después.
🕒 El algoritmo SJF (Shortest Job First) prioriza la ejecución de los procesos más cortos, lo que puede no ser justo para los procesos largos.
📉 El algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo da preferencia a los procesos con alta prioridad, pero permite que los procesos con menor prioridad se ejecuten si no hay conflictos.
🆘 El algoritmo de planificación por prioridad expulsivo interrumpe la ejecución de un proceso con menor prioridad si llega uno con mayor prioridad.
🔁 El algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First) selecciona el proceso con el tiempo restante más corto, lo que puede mejorar la eficiencia del sistema.
⏱️ El algoritmo Round Robin asigna una porción de tiempo equitativa a cada proceso, asegurando que todos tengan la oportunidad de ejecutarse de manera cíclica.
👨‍👩‍👧‍👦 Los ejemplos utilizados en el guion ayudan a ilustrar cómo funcionan estos algoritmos en contextos diarios, facilitando la comprensión.

Q & A

¿Qué son los algoritmos de planificación?
-Los algoritmos de planificación son métodos que aseguran que un proceso no monopolice el procesador. Se encargan de gestionar la ejecución de los procesos en un sistema, permitiendo que varios programas se ejecuten de manera eficiente.
¿Cuáles son los tres estados en los que puede encontrarse un proceso?
-Un proceso puede estar en tres estados distintos: listo, bloqueado y en ejecución.
¿Qué es el algoritmo FCFS y cómo funciona?
-El algoritmo FCFS (First-Come, First-Served) ejecuta cada proceso hasta que termina, dejando que los procesos en cola esperen en el orden en que llegaron hasta que les toque su ejecución.
¿Cómo se determina el orden de ejecución en el algoritmo SJF (Shortest Job First)?
-En el algoritmo SJF, el proceso con la menor duración se ejecuta primero. Este algoritmo da prioridad a los procesos más cortos en la hora de la ejecución.
¿Qué es el algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo y cómo funciona?
-El algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo da prioridad a los procesos con una prioridad más alta. Si dos procesos tienen la misma prioridad, se utiliza el algoritmo FCFS para determinar el orden de ejecución.
¿Cuál es la diferencia entre el algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo y el expulsivo?
-En el algoritmo de planificación por prioridad expulsivo, si llega un proceso con una prioridad más alta durante la ejecución de otro proceso, el proceso actual es interrumpido y el nuevo proceso toma su lugar inmediatamente.
¿Qué es el algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First) y cómo se implementa?
-El algoritmo SRTF selecciona el proceso con el tiempo restante de ejecución más corto. Se debe conocer el tiempo de ejecución de antemano para implementarlo correctamente.
¿Cómo funciona el algoritmo Round Robin y cuál es su principal ventaja?
-El algoritmo Round Robin asigna a cada proceso una porción de tiempo equitativa y ordenada, tratando a todos los procesos con la misma prioridad. Su principal ventaja es la simplicidad de implementación y la equidad en el acceso al procesador.
¿Cómo se calcula el tiempo de espera de un proceso en los algoritmos de planificación?
-El tiempo de espera de un proceso depende del número de procesos en la cola y del tiempo que cada uno de ellos tenga en uso al procesador en el momento de su petición de ejecución.
¿Qué pasa si un proceso con una prioridad más alta llega mientras otro proceso está siendo atendido en el algoritmo de planificación por prioridad expulsivo?
-Si un proceso con una prioridad más alta llega, el proceso actual en ejecución es interrumpido y el nuevo proceso toma su lugar, independientemente de cuánto tiempo haya estado ejecutándose.

Outlines

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😀 Introducción a los algoritmos de planificación

Este párrafo introduce los algoritmos de planificación, que son esenciales para evitar que un proceso monopolice el procesador. Se describen tres estados de un proceso: listo, bloqueado y en ejecución. Los procesos se almacenan en una lista con información sobre su estado y el tiempo de CPU que han utilizado. Se mencionan varios algoritmos de planificación, comenzando con el algoritmo FCFS (First Come, First Served), que ejecuta los procesos en el orden en que llegan, sin importar su duración o necesidades. Se ilustra con un ejemplo de una cola de espera en la que los primeros en llegar son los primeros en ser atendidos.

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🕒 Algoritmo SJF (Shortest Job First)

El segundo párrafo se centra en el algoritmo SJF (Shortest Job First), que prioriza la ejecución de los procesos con menor duración. Se describe cómo este algoritmo coloca los procesos más cortos en la cola de ejecución, comparándolo con una persona que compra menos en un mercado y es atendida primero. Se discute cómo la cantidad de tiempo de espera de cada proceso depende del número de procesos en la cola y el tiempo que cada uno utiliza el procesador.

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🔄 Algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo

Este párrafo explica el algoritmo de planificación por prioridad no expulsivo, que da prioridad a los procesos con mayor prioridad. Se utiliza el ejemplo de una sala de espera del seguro social donde los pacientes son atendidos según su prioridad. Se describe cómo los procesos con la misma prioridad se atienden en el orden de llegada, y cómo el tiempo de espera de cada paciente varía según su prioridad y el tiempo que otros pacientes están utilizando el procesador.

🏥 Algoritmo de planificación por prioridad expulsivo

El cuarto párrafo describe el algoritmo de planificación por prioridad expulsivo, que también prioriza los procesos con mayor prioridad pero expulsa a los procesos actuales si llega uno con mayor prioridad. Se utiliza el mismo ejemplo de la sala de espera del seguro social, pero con la diferencia de que los pacientes pueden ser interrumpidos y reemplazados por uno con mayor prioridad. Se muestra cómo este algoritmo puede afectar el tiempo total que pasan los pacientes en la consulta.

⏱️ Algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First)

El quinto párrafo se enfoca en el algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First), que selecciona el proceso con el tiempo restante de ejecución más corto. Se requiere conocer el tiempo de ejecución de antemano. Se utiliza el ejemplo de una cafetería donde las órdenes de los clientes son atendidas según el tiempo de preparación restante. Se describe cómo las órdenes con menor tiempo de servicio son atendidas primero, independientemente de su orden de llegada.

🔁 Algoritmo Round Robin

El sexto párrafo explica el algoritmo Round Robin, que asigna a cada proceso una porción equitativa de tiempo para su ejecución. Se utiliza el ejemplo de una familia que comparte el uso de una computadora, donde cada miembro tiene un tiempo limitado para su uso. Se describe cómo los procesos se turnan para usar el procesador, y cómo el tiempo restante de cada proceso determina su orden en la cola. Este algoritmo asegura que todos los procesos tengan la oportunidad de ser ejecutados de manera justa.

🎬 Conclusiones sobre los algoritmos de planificación

Este último párrafo resalta cómo funcionan los algoritmos de planificación y cómo afectan la gestión de los procesos en un sistema. Se sugiere que estos algoritmos son fundamentales para garantizar una distribución justa y eficiente del tiempo de procesador entre los procesos en ejecución.

Mindmap

Keywords

💡Algoritmos de planificación

Los algoritmos de planificación son métodos utilizados por los sistemas operativos para gestionar el tiempo de procesador de una manera eficiente. En el video, se explican varios de estos algoritmos, como FCFS, SJF, Prioridad y Round Robin, cada uno con su propia estrategia para asignar tiempo de CPU a los procesos en ejecución. Estos algoritmos son fundamentales para prevenir que un proceso monopolice el procesador, asegurando así una distribución justa del tiempo de procesamiento.

💡Proceso

Un proceso es un programa en ejecución, y puede estar en tres estados: listo, bloqueado o en ejecución. En el contexto del video, los procesos son manejados por los algoritmos de planificación para asegurar que todos los programas se ejecuten de manera equitativa. Los procesos se almacenan en una lista con información sobre su estado y el tiempo de CPU que han utilizado, lo que permite a los algoritmos de planificación tomar decisiones informadas sobre su asignación de recursos.

💡Primero en llegar, primero en ser servido (FCFS)

Este algoritmo de planificación se basa en la premisa de que los procesos se ejecutan en el orden en que llegan. Es mencionado en el video como un método simple pero potencialmente ineficiente, ya que los procesos que llegan primero pueden monopolizar el procesador, causando largas esperas para los procesos que llegan después.

💡Trabajo más corto (SJF)

El algoritmo SJF prioriza la ejecución de los procesos con menor duración. Se describe en el video como un enfoque que da preferencia a los procesos más cortos, similar a cómo en una cola de supermercado, la persona con menos artículos pasa primero. Este enfoque puede mejorar la eficiencia del sistema, pero también puede causar el efecto 'congelamiento' de los procesos largos.

💡Planificación por prioridad

Este concepto se refiere a la asignación de un nivel de prioridad a los procesos, con el fin de que aquellos con una prioridad más alta sean atendidos antes. En el video, se explica que hay dos tipos: expulsivo y no expulsivo. En el no expulsivo, los procesos se mantienen en la cola en función de su prioridad, mientras que en el expulsivo, los nuevos procesos pueden interrumpir a los procesos actuales si tienen una prioridad más alta.

💡Round Robin

Round Robin es un algoritmo de planificación que asigna un tiempo de CPU equitativo a cada proceso en una cola circular. Se menciona en el video como un método simple de implementar, donde cada proceso obtiene un 'turno' de CPU y luego es colocado al final de la cola. Este enfoque garantiza que todos los procesos obtengan tiempo de procesamiento, pero puede ser menos eficiente para procesos de larga duración.

💡Estados de un proceso

Los estados de un proceso, como se describen en el video, son listo, bloqueado y en ejecución. Estos estados son cruciales para la gestión de procesos, ya que cada estado indica la necesidad de recursos o la interacción con el sistema operativo. Los algoritmos de planificación toman decisiones basadas en estos estados para optimizar el uso del procesador.

💡Tiempo de espera

El tiempo de espera se refiere a la cantidad de tiempo que un proceso pasa en un estado de espera antes de ser ejecutado. En el video, se discute cómo diferentes algoritmos de planificación afectan el tiempo de espera de los procesos, lo que a su vez influye en la eficiencia y equidad del sistema.

💡Tiempo de CPU

El tiempo de CPU es la cantidad de tiempo que un proceso utiliza el procesador. En el video, se menciona que los algoritmos de planificación toman decisiones basadas en el tiempo de CPU ya utilizado por un proceso, lo que puede afectar su prioridad en la asignación de recursos.

💡Estrategias de planificación

Las estrategias de planificación son los enfoques utilizados por los algoritmos para asignar tiempo de procesador. En el video, se exploran varias estrategias, como FCFS, SJF, Prioridad y Round Robin, cada una con sus ventajas y desventajas. Estas estrategias son esenciales para el diseño de sistemas operativos que requieren un manejo eficiente de múltiples procesos.

Highlights

Los algoritmos de planificación aseguran que un proceso no monopoliza el procesador.

Un proceso puede estar en tres estados: listo, bloqueado y en ejecución.

El algoritmo FCFS (Primero en llegar, primero en ser servido) ejecuta los procesos en el orden de llegada.

En FCFS, los procesos permanecen en cola hasta que les toque su turno de ejecución.

El algoritmo SJF (Shortest Job First) da prioridad a los procesos más cortos para ser ejecutados primero.

SJF es más eficiente para procesos cortos, mejorando el tiempo de respuesta.

La planificación por prioridad no expulsiva prioriza los procesos con mayor prioridad, utilizando FCFS si hay empates.

El algoritmo de prioridad expulsiva interrumpe procesos en ejecución si llega un proceso con mayor prioridad.

En planificación por prioridad expulsiva, los procesos pueden ser reemplazados en cualquier momento por otros con mayor prioridad.

El algoritmo SRTF (Shortest Remaining Time First) selecciona el proceso con el menor tiempo restante de ejecución.

SRTF requiere conocer el tiempo de ejecución de antemano para priorizar los procesos más rápidos.

Round Robin asigna una porción equitativa de tiempo a cada proceso, tratándolos a todos con la misma prioridad.

Round Robin es sencillo de implementar y asegura que todos los procesos tengan tiempo de uso justo del procesador.

Cada turno en Round Robin permite a los procesos ejecutar por tiempos limitados, reiniciando el ciclo hasta su finalización.

El ejemplo de Round Robin con la familia López muestra cómo se distribuye el tiempo entre procesos de manera equitativa.