Planificación - Interbloqueos - Inanición

Planificación

Cuando una computadora se multiprograma, con frecuencia tiene varios procesos o hilos que compiten por la CPU al mismo tiempo. Esta situación ocurre cada vez que dos o más de estos procesos se encuentran al mismo tiempo en el estado listo. Si sólo hay una CPU disponible, hay que decidir cuál proceso se va a ejecutar a continuación. La parte del sistema operativo que realiza esa decisión se conoce como planificador de procesos y el algoritmo que utiliza se conoce como algoritmo de planificación.

Interbloqueos

Los sistemas computacionales están llenos de recursos que pueden ser utilizados por sólo un proceso a la vez. Algunos ejemplos comunes son las impresoras, las unidades de cinta y las ranuras en los tableros internos del sistema. Cuando dos procesos escriben de manera simultánea en la impresora se producen incoherencias. Si dos procesos utilizan la misma entrada en la tabla del sistema de archivos invariablemente se corrompe el sistema de archivos. En consecuencia, todos los sistemas operativos tienen la habilidad de otorgar (en forma temporal) a un proceso el acceso exclusivo a ciertos recursos.

Hay situaciones donde varios procesos están bloqueados y permanecerán así para siempre. A esta situación se le conoce como interbloqueo. Los interbloqueos también pueden ocurrir entre máquinas. Las situaciones más complicadas pueden ocasionar interbloqueos que involucren a tres, cuatro o más dispositivos y usuarios.

El interbloqueo se puede definir formalmente de la siguiente manera: Un conjunto de procesos se encuentra en un interbloqueo si cada proceso en el conjunto está esperando un evento que sólo puede ser ocasionado por otro proceso en el conjunto.

Inanición

Una situación en la que todos los programas continúan ejecutándose en forma indefinida pero no progresan, esto se conoce como inanición (starvation).

Un problema muy relacionado con el interbloqueo es la inanición. En un sistema dinámico, las peticiones de recursos ocurren todo el tiempo. Se necesita cierta política para decidir acerca de quién obtiene qué recurso y cuándo. Esta política, aunque parece razonable, puede ocasionar que ciertos procesos nunca reciban atención, aun cuando no estén en interbloqueo.

Como ejemplo, considere la asignación de la impresora. Imagine que el sistema utiliza cierto algoritmo para asegurar que la asignación de la impresora no produzca un interbloqueo. Ahora suponga que varios procesos la quieren al mismo tiempo. ¿Quién debe obtenerla?

Un posible algoritmo de asignación es otorgar la impresora al proceso con el archivo más pequeño a imprimir (suponiendo que esta información esté disponible). Este método maximiza el número de clientes satisfechos y parece razonable. Ahora considere lo que ocurre en un sistema ocupado, cuando un proceso tiene que imprimir un archivo enorme. Cada vez que la impresora esté libre, el sistema buscará y elegirá el proceso con el archivo más pequeño. Si hay un flujo constante de procesos con archivos cortos, el proceso con el archivo enorme nunca recibirá la impresora. Simplemente se pospondrá de manera indefinida, aun cuando no está bloqueado.

La inanición se puede evitar mediante el uso de una política de asignación de recursos del tipo “primero en llegar, primero en ser atendido”. Con este método, el proceso que espere más tiempo será el que se atienda primero. A su debido tiempo, cualquier proceso dado se convertirá en el más antiguo y, por ende, obtendrá el recurso que necesita.