Concepto y Estados de Procesos en SO

Concepto de proceso

• Un proceso es un programa en ejecución.
• El sistema operativo (SO) controla los procesos a través de estructuras de datos.
• Las estructuras de datos esenciales son:
  • La imagen binaria del programa, que contiene las instrucciones y datos.
  • Un área de memoria para datos temporales conocida como la pila.
  • La tabla de páginas que traduce las direcciones virtuales en direcciones físicas.
  • Un bloque de control de proceso (PCB) para que el SO controle su ejecución.

Estados de un proceso

• Un proceso puede pasar por varios estados durante su ejecución:
  • Nuevo: El proceso se acaba de crear y aún no ha sido admitido por el SO.
  • Listo: El proceso está preparado para ser ejecutado, esperando ser asignado al procesador.
  • En ejecución: El proceso tiene control de la CPU y ejecuta sus instrucciones.
  • En espera: El proceso está esperando a que ocurra un evento, como la finalización de una operación de entrada/salida (E/S).
  • Terminado: El proceso ha finalizado su ejecución y ya no forma parte del grupo de procesos ejecutables.

Bloque de Control de Proceso (PCB)

• El PCB es una estructura de datos que almacena información esencial para gestionar un proceso.
• El PCB suele incluir la siguiente información:
  • Información de identificación: Identificador del proceso (PID).
  • Información de estado de la CPU: Estado de los registros de la CPU al ser suspendido el proceso.
  • Información de control del proceso: estado del proceso, dirección física de la tabla de páginas, información de E/S.
  • Información de uso de recursos: porcentaje de uso de CPU, cantidad de memoria utilizada, bytes de E/S leídos o escritos.

Planificación de procesos

• La planificación es el mecanismo que el SO utiliza para decidir qué proceso debe ejecutarse en cada momento.
• Objetivo principal en sistemas de tiempo compartido: Garantizar un tiempo de respuesta aceptable para los usuarios.

Planificación en sistemas de tiempo compartido

• Los sistemas operativos modernos como Windows, Linux y MacOS son sistemas de tiempo compartido.
• La CPU se divide en "cuantos" (quantum) para que cada proceso tenga una fracción del tiempo de procesamiento.
• Un proceso deja de ejecutar cuando:
  • Se bloquea por una operación de E/S (pasa a "en espera").
  • Expira su quantum (pasa a "listo").

Colas de planificación

• Son estructuras de datos que organizan los procesos en base a su estado.
• El SO utiliza la información en las colas para planificar los procesos.
• Tipos de colas:
  • Cola de procesos listos: Contiene los procesos que están listos para ejecutarse.

Creación de procesos

• El SO proporciona un servicio "Create-Process" para que un proceso pueda crear otro proceso.
• El proceso que solicita el servicio se llama padre, y el proceso creado es el hijo.
• La relación entre padre e hijo crea un árbol de procesos.
• La relación de procesos en Windows normalmente tiene un sistema de árbol con System como proceso raíz.
• El proceso Idle se ejecuta cuando no hay otros procesos para ejecutarse en la CPU.

Este cuestionario explora el concepto de proceso y los diferentes estados que puede tener durante su ejecución en un sistema operativo. Se analizarán aspectos clave como la imagen binaria, la pila, la tabla de páginas y el bloque de control de proceso. Analiza cómo el sistema operativo gestiona estos elementos cruciales.