2.5.- Niveles, Objetivos y Criterios de Planificación.

NIVELES DE PLANIFICACIÓN

Se consideran tres niveles importantes de planificación, los que se detallan a continuación:

• Planificación de alto nivel: Se encarga de llevar procesos de disco a memoria y viceversa. Seleccionando los trabajos que deben admitirse en el sistema. También se denomina Planificación de trabajos, Determina a qué trabajos se les va a permitir competir activamente por los recursos del sistema, lo cual se denomina Planificación de admisión, Administra todos los recursos del sistema excepto el CPU, Mantiene las colas de procesos bloqueados y suspendidos, Controla la creación de procesos y Maneja el nivel de multiprogramación.

• Planificación de nivel intermedio: En algunos casos, en especial cuando el sistema está sobrecargado, el planificador de nivel medio encuentra ventajoso retirar trabajos activos de la memoria para reducir el grado de multiprogramación, y por lo tanto, permitir que los trabajos se completen mas aprisa. Este subadministrador controla los trabajos que se intercambian hacia fuera y de regreso.

Determina a qué procesos se les puede permitir competir por la cpu. oEfectúa “suspensiones” y “activaciones” (“reanudaciones”) de procesos. oDebe ayudar a alcanzar ciertas metas en el rendimiento total del sistema. oEquilibrar la administración de trabajos en el sistema con la asignación del CPU a dichos procesos. oNivelar la carga del sistema (procesos activos y pasivos).

• Planificación de bajo nivel: Se encarga de pasar de un proceso a otro en memoria principal. Determinando a cuál proceso listo se le asignará el CPU cuando éste se encuentra disponible. oDetermina a qué proceso listo se le asigna la cpu cuando esta queda disponible y asigna la cpu al mismo, es decir que “despacha” la cpu al proceso.

Objetivos de la Planificación.

Los objetivos de la planificación del procesador son los siguientes e involucran a los conceptos detallados seguidamente:

• Ser justa: oTodos los procesos son tratados de igual manera. oNingún proceso es postergado indefinidamente.

• Maximizar la capacidad de ejecución: oMaximizar el número de procesos servidos por unidad de tiempo.

• Maximizar el número de usuarios interactivos que reciban unos tiempos de respuesta aceptables: En un máximo de unos segundos.

• Ser predecible: oUn trabajo dado debe ejecutarse aproximadamente en la misma cantidad de tiempo independientemente de la carga del sistema.

• Minimizar la sobrecarga: oNo suele considerarse un objetivo muy importante.

• Equilibrar el uso de recursos: oFavorecer a los procesos que utilizarán recursos infrautilizados.

• Equilibrar respuesta y utilización: oLa mejor manera de garantizar buenos tiempos de respuesta es disponer de los recursos suficientes cuando se necesitan, pero la utilización total de recursos podrá ser pobre.

• Evitar la postergación indefinida: oSe utiliza la estrategia del “envejecimiento”. Mientras un proceso espera por un recurso su prioridad debe aumentar, así la prioridad llegará a ser tan alta que el proceso recibirá el recurso esperado.

• Asegurar la prioridad: oLos mecanismos de planificación deben favorecer a los procesos con prioridades más altas.

• Dar preferencia a los procesos que mantienen recursos claves: Un proceso de baja prioridad podría mantener un recurso clave, que puede ser requerido por un proceso de más alta prioridad. Si el recurso es no apropiativo, el mecanismo de planificación debe otorgar al proceso un tratamiento mejor del que le correspondería normalmente, puesto que es necesario liberar rápidamente el recurso clave.

• Dar mejor tratamiento a los procesos que muestren un “comportamiento deseable”: Un ejemplo de comportamiento deseable es una tasa baja de paginación.

• Degradarse suavemente con cargas pesadas: oUn mecanismo de planificación no debe colapsar con el peso de una exigente carga del sistema. oSe debe evitar una carga excesiva mediante las siguientes acciones: No permitiendo que se creen nuevos procesos cuando la carga ya es pesada. Dando servicio a la carga más pesada al proporcionar un nivel moderadamente reducido de servicio a todos los procesos. 

CRITERIOS DE PLANIFICACIÓN

• Equidad Garantizar que cada proceso obtiene su proporción justa de la cpu.

• Eficacia Mantener ocupada la cpu el ciento por ciento del tiempo.

• Tiempo de respuesta Minimizar el tiempo de respuesta para los usuarios interactivos.

• Tiempo de regreso Minimizar el tiempo que deben esperar los usuarios por lotes(batch) para obtener sus resultados.

• Rendimiento Maximizar el número de tareas procesadas por hora.

 Técnicas de Administración del Planificador.

Las disciplinas de planificación pueden ser:

• Expropiativas

• No expropiativas

Se denomina planificador al software del sistema operativo encargado de asignar los recursos de un sistema entre los procesos que los solicitan. Siempre que haya tomar una decisión, el planificador debe decidir cuál de los procesos que compiten por la posesión de un determinado recursos lo recibirá.

Los algoritmos (técnicas) tienen distintas propiedades según los criterios en los que se basen para su construcción, lo cual se refleja en qué tipo de procesos se puede ver favorecido frente a otro en la disputa del procesador. Antes de realizar la elección de un algoritmo se debe considerar las propiedades de estos frente al criterio de diseño elegido. Algunos de estos son:

1. Eficacia: Se expresa como un porcentaje del tiempo medio de utilización. Aunque puede parecer lógico intentar mantener este parámetro próximo al 100%, con un valor tan elevado otros aspectos importante de medida del comportamiento del sistema pueden verse deteriorados, como por ejemplo el tiempo medio de espera.

2. Rendimiento: Es una medida del numero de procesos completados por unidad de tiempo. Por ejemplo 10 procesos por segundo.

3. Tiempo de retorno o regreso: Es el intervalo de tiempo que transcurre desde que un proceso se crea o presenta hasta que completa por el sistema.

4. Tiempo de espera: Es el tiempo que el proceso espera hasta que se le concede el procesador. Puede resultar una medida mas adecuada de la eficiencia del sistema, ya que se elimina de la media el tiempo que tarda en ejecutarse el mismo.

5. Tiempo de respuesta a un evento: Se denomina así el intervalo de tiempo que transcurre desde que se señala un evento hasta que se ejecuta la primera instrucción de la rutina de servicio de dicho evento. El criterio de selección de un algoritmo se suele basar en la maximización o minimización de una función de los parámetros anteriores.