1.6 Núcleo.

1.- INTRODUCCION.

El núcleo es interfaz entre el hardware y el resto del S. O.

Las rutinas que lo componen tienen que ser cortas y rápidas.

Funciones:

 Manipulación de interrupciones.

 Gestión de procesos (creación, planificación, sincronización,

destrucción)

 Soporte otras actividades (E/S, gestión memoria,

contabilización).

 Mantenimiento tablas básicas (P.C.B., dispositivos de memoria).

Módulos básicos:

 Interrupt handler.

 Scheduler y Dispatcher

 Primitivas de sincronización y comunicación.

2.- REPRESENTACIÓN DE PROCESOS

2.1.- Bloque de control de un proceso (P.C.B.)

Estructura de datos que contiene información relativa a cada proceso:

 Identificador del proceso.

 Estado del proceso.

 Valores de los registros de C.P.U. (contador de programa, etc.).

 Datos para gestión de recursos:

 memoria (tablas de páginas, etc.)

 E/S (demandas, tablas de dispositivos asignados, etc.)

 procesador (prioridades, punteros a colas, etc.).

 Datos de contabilización (tiempo de uso de procesador, etc.)

2.2.- Estados de un proceso

 No existente

 Existente

 Suspendido

 Activado

 Espera

 Preparado

 Ejecución

Ejecución

Preparado Espera

3.- PRIMER NIVEL DE INTERRUPCION

Funciones:

- Determinar tipo de interrupción

- Activar módulos específicos

Operaciones:

- Guardar contexto "volátil" de proceso en curso

- Ejecutar chequeo para determinar tipo de interrupción

- Activar módulos específicos

3.1.- Determinación del tipo de interrupción

Modos de trabajo del procesador:

- Interrumpible

- No interrumpible

Estrategias para determinar el tipo de interrupción:

- skip chain (chequeo de indicadores)

- activación directa del módulo específico

- codificación de la interrupción

- combinación de los anteriores.

Estructura general para el interrupt handler:

I. H.

empieza

si procesador no interrumpible

entonces poner I.H. en "preparado"

si no guardar V.E. de proceso actual y pasarlo a "preparado"

mientras haya interrupciones pendientes

seleccionar siguiente interrupción

determinar su tipo

llamar a módulo específico

activar dispatcher

termina

4.- DISPATCHER Y SCHEDULER

Dispatcher: Módulo del núcleo encargado de asignar C.P.U. al proceso

que está en cabecera de la cola de proceso en estado preparado.

Objeto: Reponer V.E. y activar proceso.

Scheduler: Encargado de la selección del siguiente proceso la hace

el módulo de planificación (también llamado low level scheduler).

Parámetros de planificación:

- índice de ocupación de C.P.U. (a maximizar)

I = tocup./ (tocup. + tdesocup)

- throughput (a maximizar)

T = nº jobs acabados / t

- turnaround time. Para s. no interactiv. (a minimizar)

tt = tfinal – tinicio

- waiting time (a minimizar)

wi = sumatorio tpreparadoi

- reponse time. para s.interactivos (a minimizar)

ri = t1ºrespuesta - tinicio

SO. Tema 3 Trasp. Nº 7

Estrategias de selección:

- No preentivas:

- F.C.F.S. (FIFO)

- S.J.N. (SJF)

- H.R.N. (Brinch Hansen) prior. = (tesp+ tserv)/tser

- Prioridades numéricas

- Deadline (t >> ---> Prior >>; Retardar tiempo límite)

- Preentivas:

- R.R.

- Colas multinivel realimentadas

- S.R.T.

Técnicas de evaluación de algoritmos:

- Evaluación analítica (modelo determinista y modelo de colas)

- Simulación

- Instrumentación

Ejecución

Preparado Espera

Ejecución

Preparado Espera

5.- EJEMPLO: Esquema del núcleo de UNIX

Algoritmo de planificación de C.P.U.

Dos modos, separados por un valor umbral: núcleo y usuario. El modo

núcleo es de máxima prioridad.

- modo núcleo: Esquema no preentivo, de colas multinivel

- modo usuario: Esquema preentivo, mediante quantum, de colas

multinivel.

Actualización de prioridad al salir de C.P.U. o por activación de la

interrupción de reloj.

Posibilidad de fijar externamente la prioridad de un proceso mediante la

orden nice.