3.- Procesos y Procesadores En Los Sistemas Operativos Distribuidos

Conteste al menos uno de los
siguientes reactivos:
1.- El estudiante debe integrar
equipos de trabajo para investigar y
redactar los conceptos de la lista de
palabras clave (solamente los
siguientes: Procesos y procesadores
en sistemas operativos distribuidos,
conceptos básicos de procesos y
procesadores, métodos de
distribución de carga (hilos, tareas,
procesos), modelos de procesadores
(de estación de trabajo, de pila de
procesadores, híbrido), asignación
de procesadores incluyendo el
modelo y algoritmos con sus
aspectos de diseño e implantación,
la coplanificación, tolerancia a fallos
a nivel proceso y nivel
almacenamiento, esquemas de
seguridad en sistemas distribuidos,
sistemas operativos distribuidos en
tiempo real y balanceo de carga en
sistemas distribuidos. Debe elaborar
un MUY BREVE resumen para
compartir en el Foro (Incluya nombre
del Equipo y de cada uno de los
integrantes, y procure asegurarse
que el resumen conteste a las
preguntas: Qué es, Para qué sirve,
como funciona y mencione un breve
ejemplo).
2.- El estudiante debe integrar
grupos de trabajo para indagar
algunos temas del reactivo (1). Y
posteriormente, debe elaborar un
mapa conceptual o mapa mental o
diagrama o tabla comparativa que
permita representar gráficamente los
conceptos básicos investigados,
analizando o explicando las
diferencias entre procesos y
procesadores, las diferencias entre
hilos y procesos, así como, las
diferencias entre multiproceso y
multihilo. Elabore una imagen o
tabla para compartir en el Foro, o en
su defecto, indique la URL donde se
localiza (No olvide indicar nombre
del Equipo y de cada uno de sus
integrantes).
3.- De acuerdo con los temas del
reactivo (1), debe integrar equipos
de trabajo para Identificar la
aplicación de los conceptos
investigados a partir de ejemplos no
vistos en clase; analizando y
explicando la trascendencia de la
asignación de estaciones de trabajo
y procesadores, para poder
comprenderla, así como: La
migración de procesos y las
implicaciones de ello, dentro de los
sistemas distribuidos en tiempo real.
Utilice el navegador de Internet
disponible en la computadora para
indagar haciendo uso de TICs
(Blogs, Foros, Wikis, webquest,
redes sociales, entre otras). Debe
elaborarse un resumen o
diapositivas para compartir en el
Foro, las cuáles puede utilizar para
exponer los temas investigados
según haya o no marcado en la
rúbrica la opción EXPOSICIÓN (o
Phillips 66 Modificada) dentro de
las Actividades Integradoras (No
olvide indicar nombre del Equipo y
de cada uno de sus integrantes).
NOTA: Conteste a la brevedad, ya
que solamente serán consideradas
válidas las primeras siete
participaciones para cada reactivo.

ATTE:

M.C. Edgar Rangel Lugo.

Investigar y redactar los conceptos de la lista de palabras clave:


PROCESOS Y PROCESADORES EN SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS

CONCEPTOS BÁSICOS DE PROCESOS Y PROCESADORES
• Proceso:
Son todos o todas las actividades o programas compilados que se encuentran guardados en una memoria.
Un proceso es un concepto manejado por el sistema operativo que consiste en el conjunto formado por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador. Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa. Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.

• Un procesador.
Es el dispositivo de hardware que se encarga de ejecutar los procesos.
Es un circuito electrónico integrado que actúa como unidad central de proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Están formados por componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor. Su componente principal son los semiconductores, principalmente silicio y germanio.

MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA (HILOS, TAREAS, PROCESOS)
• HILOS
Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente.

También son procesos "en ejecución". Realmente, dependen de otro programa o proceso que está cargado en memoria y se ejecutan "al mismo tiempo" que el programa o proceso principal que los ha creado. Y cuando un hilo tiene procesos hijos u otros hilos dependen de él, se conoce con el nombre de Multi-Hilo.

Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos.
Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilos acceden e ese dato modificado inmediatamente.


• TAREAS
Y las Tareas, son las instrucciones de funciones o procedimientos que ejecutan los procesos e hilos.


• PROCESOS
Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente. Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos.


MODELOS DE PROCESADORES (DE ESTACIÓN DE TRABAJO, DE PILA DE PROCESADORES, HÍBRIDO)

• ESTACIÓN DE TRABAJO
Este sistema consta de computadoras dispersas conectadas entre si mediante una red de área local puede contar o no con disco duro en cada una de ellas, los usuarios tienen una cantidad fija de poder de computo y un alto grado de autonomía para asignar sus recursos locales.
La idea consiste en ordenar realmente la ejecución de procesos en estaciones de trabajo inactivas.

Los usuarios tienen:
• Una cantidad fija de poder de cómputo exclusiva.
• Un alto grado de autonomía para asignar los recursos de su estación de trabajo.
• Uso de los discos en las estaciones de trabajo:

Sin disco:
• Bajo costo, fácil mantenimiento del hardware y del software, simetría y flexibilidad.
• Gran uso de la red, los servidores de archivos se pueden convertir en cuellos de botella.

Con disco:
• Disco para paginación y archivos de tipo borrador:
• Reduce la carga de la red respecto del caso anterior.
• Alto costo debido al gran número de discos necesarios

Disco para paginación, archivos de tipo borrador y archivos binarios (ejecutables):
• Reduce aún más la carga sobre la red.
• Alto costo y complejidad adicional para actualizar los binarios.

Disco para paginación, borrador, binarios y ocultamiento de archivos:
• Reduce aún más la carga de red y de los servidores de archivos.
• Alto costo.
• Problemas de consistencia del caché.

Sistema local de archivos completo:
• Escasa carga en la red.
• Elimina la necesidad de los servidores de archivos.
• Pérdida de transparencia.

.
• PILA DE PROCESADORES
Este método consiste en construir una pila de procesadores, repleta de CPU, en un cuarto de maquinas, los cuales se pueden asignar de manera dinámica a los usuarios según la demanda.
A cada usuario se le da una terminal gráfica de alta rendimiento, como las terminales X, incluso se pueden utilizar terminales ASCII.

De hecho se convierte el poder de cómputo en “estaciones de trabajo inactivas”, a las que se puede tener acceso de manera dinámica. Aquí no existe el concepto de propiedad.
La motivación para la idea de la pila de procesadores proviene de dar un paso mas adelante en la idea de las estaciones de trabajo sin disco.
El principal argumento para la centralización del poder de cómputo como pila de procesadores proviene de la teoría de colas.
.

• HÍBRIDO
Se puede establecer una mediación al proporcionar cada usuario una estación de trabajo personal y además tener una pila de procesadores. Aunque esta solución es más cara que cualquiera de los modelos puros, combina las ventajas de ambos.

El trabajo interactivo se puede llevar acabo en las estaciones de trabajo con una respuesta garantizada. Sin embargo las estaciones iniciativas no se utilizan, lo cual hace más sencillo el diseño del sistema. Solo se dejan sin utilizar. En vez de esto, todos los procesos no interactivos se ejecutan en la pila de procesadores, así como todo el cómputo pesado en general. Este modelo proporciona una respuesta interactiva más rápida, un uso eficiente de los recursos y un diseño sencillo.


ASIGNACIÓN DE PROCESADORES, INCLUYENDO EL MODELO Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN.

• ASIGNACIÓN DE PROCESADORES
Por definición, un sistema distribuido consta de varios procesadores. Estos se pueden organizar como colección de estaciones de trabajo personales, una pila pública de procesadores o alguna forma híbrida. En todos los casos, se necesita cierto algoritmo para decidir cuál proceso hay que ejecutar y en qué máquina. Para el modelo de estaciones de trabajo, hay que decidir cuándo ejecutar el proceso de manera local y cuándo buscar una estación inactiva. Para el modelo de la pila reprocesadores, hay que tomar una decisión por cada nuevo proceso.

Uso de estaciones de trabajo inactivas
Plantea el problema de encontrar estaciones de trabajo inactivas en la red que puedan ejecutar procesos. Por lo cual las estaciones de trabajo deben de anunciar cuando no cuentan con una carga de trabajo asignada, así todas las demás estaciones toman nota de esto y lo registran.

Modelos de asignación
Generalmente se utilizan las siguientes hipótesis:
• Todas las máquinas son idénticas o al menos compatibles en el código, difieren a lo sumo en la velocidad.
• Cada procesador se puede comunicar con los demás. Las estrategias de asignación de procesadores se pueden dividir en 2 categorías amplias:
No migratorias:
Al crearse un proceso, se toma una decisión de donde colocarlo. Una vez colocado en la máquina, el proceso permanece ahí hasta que termina. No se puede mover, no importa lo sobrecargada que esté la máquina.
Migratorias:
Un proceso se puede trasladar aunque haya iniciado su ejecución. Permiten un mejor balance de la carga pero son más complejas y tienen un efecto fundamental en el diseño del sistema.
Los algoritmos de asignación intentan optimizar:
Uso de las CPU:
Maximizar el número de ciclos de CPU que se ejecutan para trabajos de los usuarios. Minimizar el tiempo de inactividad de las CPU.

Tiempo promedio de respuesta
Minimizar no los tiempos individuales de respuesta sino los tiempos promedio de respuesta.

Tasa de respuesta:
Minimizar la tasa de respuesta, que es el tiempo necesario para ejecutar un proceso en cierta máquina dividido por el tiempo que tardaría en cierto procesador de referencia.

• ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN Y ASIGNACIÓN.

Los algoritmos de asignación intentan optimizar:

Uso de las CPU:
Maximizar el número de ciclos de CPU que se ejecutan para trabajos de los usuarios. Minimizar el tiempo de inactividad de las CPU.

Tiempo promedio de respuesta
Minimizar no los tiempos individuales de respuesta sino los tiempos promedio de respuesta.

Tasa de respuesta:
Minimizar la tasa de respuesta, que es el tiempo necesario para ejecutar un proceso en cierta máquina dividido por el tiempo que tardaría en cierto procesador de referencia.
Las principales decisiones que deben tomar los diseñadores se pueden resumir en 5 aspectos:
1) Algoritmos deterministas
Son adecuados cuando se sabe de antemano todo acerca del comportamiento de los procesos. En pocos, si no es que en ninguno de los sistemas, se tiene un conocimiento total de antemano, pero a veces se puede obtener una aproximación razonable. Se pueden definir en términos de una máquina de estado; un «estado» describe qué está haciendo la máquina en un instante particular de tiempo. Justo cuando se produce la entrada, la máquina comienza en su «estado inicial» y, posteriormente, si la máquina es determinista, comenzará la ejecución de la secuencia de estados predeterminados. Una máquina puede ser determinista y no tener límite temporal para la ejecución o quedarse en un bucle de estados cíclicos eternamente.

Algoritmos heurísticos
Son adecuados cuando la carga es impredecible. Un algoritmo heurístico (o simplemente heurística) puede producir una buena solución (puede que la óptima) pero también puede que no produzca ninguna solución o dar una solución no muy buena. Normalmente, se basa en un conocimiento intuitivo del programador sobre un determinado problema.

2) Diseño centralizado vs. Distribuido
La recolección de toda la información en un lugar permite tomar una mejor decisión, pero menos robusta y coloca una carga pesada en la máquina central. Son preferibles los algoritmos descentralizados, pero se han propuesto algunos algoritmos centralizados por la carencia de alternativas descentralizadas adecuadas. Una desventaja de los centralizados es que la máquina central se puede sobrecargar y se pierde robustez ante su posible falla.

3) Algoritmos óptimos vs. Sub óptimos:
Se pueden obtener las soluciones óptimas tanto en los sistemas centralizados como en los descentralizados, pero por regla son más caros que los sub óptimos. Hay que recolectar más información y procesarla un poco más. En la práctica la mayoría de los sistemas distribuidos reales buscan soluciones subóptimas, heurísticas y distribuidas, debido a la dificultad para obtener las óptimas.

Aspectos de la Implantación
Casi todos los algoritmos suponen que las máquinas conocen su propia carga y que pueden informar su estado:

•La medición de la carga no es tan sencilla.
Un método consiste en contar el número de procesos (hay que considerarlos procesos latentes no activos).
Otro método consiste en contar solo los procesos en ejecución o listos.
Si el uso de un algoritmo sencillo proporciona casi la misma ganancia que uno más caro y más complejo, generalmente será mejor utilizar el más sencillo.
Se debe otorgar gran importancia a la estabilidad del sistema:


ASIGNACIÓN DE PROCESADORES INCLUYENDO EL MODELO Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN

Un proceso puede pasar de información a otro Hacer que 2 o mas procesos no se interpongan entre si Obtener la secuencia apropiada cuando hay dependencias presentes Exclusión mutua Exclusión, Es una forma de asegurar que si un proceso esta usando una variable o archivo compartido se excluirán de hacer lo mismo. REGION O SECCION CRÍTICA Un proceso esta ocupado realizando cálculos internos y otras cosas que no producen condiciones de carrera; algunas veces un proceso tiene que acceder a la memoria compartida o a archivos compartidos, o hacer otras cosas críticas que pueden producir carreras. Es la parte del programa en el que se accede a la memoria compartida CONDICIONES: No puede haber 2 procesos de manera simultanea dentro de sus regiones criticas, No puede haber dos procesos de manera simultanea dentro del sus regiones criticas, No puede hacerse suposiciones acerca de las velocidades o el numero de cpu`s, Ningún procesos que se ejecute fuera de su región critica puede bloquear otros procesos, Nungun proceso tiene que esperar para siempre para entrara a su región crítica

COPLANIFICACION
Cada procesador se multiprograma con “n” espacios para los procesos (multiprogramación de nivel “n”). El algoritmo de Ouster hout utiliza el concepto de coplanificación:
• Toma en cuenta los patrones de comunicación entre los procesos durante la planificación.
• Debe garantizar que todos los miembros del grupo se ejecuten al mismo tiempo.

• Se emplea una matriz conceptual donde:
• Las filas son espacios de tiempo.
• Y las columnas son las tablas de procesos de los procesadores.
• Cada procesador debe utilizar un algoritmo de planificación Round Robin. Donde:
• Todos los procesadores ejecutan el proceso en el espacio “0” durante un cierto período fijo.
• Todos los procesadores ejecutan el proceso en el espacio “1” durante un cierto período fijo, etc.
• Se deben mantener sincronizados los intervalos de tiempo.
• Todos los miembros de un grupo se deben colocar en el mismo número de espacio de tiempo pero en procesadores distintos.


TOLERANCIA A FALLOS A NIVEL PROCESO Y NIVEL ALMACENAMIENTO.

• TOLERANCIA A FALLOS
La tolerancia a fallos es un aspecto crítico para aplicaciones a gran escala, ya que aquellas simulaciones que pueden tardar del orden de varios días o semanas para ofrecer resultados deben tener la posibilidad de manejar cierto tipo de fallos del sistema o de alguna tarea de la aplicación.
Sin la capacidad de detectar fallos y recuperarse de estos, dichas simulaciones pueden no llegar a completarse. Es más, algunos tipos de aplicaciones requieren ser ejecutadas en un entorno tolerante a fallos debido al nivel de seguridad requeridos.
De cualquier forma, en ciertos casos debería haber algún modo de detectar y responder automáticamente a ciertos fallos del sistema o al menos ofrecer cierta información al usuario en el caso de producirse un fallo.
En PVM hay un mecanismo de notificación de fallos, de forma que una tarea puede manejar notificaciones sobre ciertas tareas de las que espera recibir un mensaje.

ESQUEMAS DE SEGURIDAD EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS.

Los Problema de Seguridad, refieren a aquellos que comprometen la integridad o la privacidad de los datos almacenados y que permiten acceso a recursos supuestamente no permitidos, así como, aquellos que impiden el acceso a recursos a usuarios legítimos y aquellos que permiten hacer un mal uso de los recursos informáticos. Ya que, las Razones de la inseguridad más frecuentes las podemos apreciar en categorías: En Internet por origen: Abierta y cooperativa. En Web por acceso masivo a personas sin conocimientos, deseable, pero peligroso, por nodos no administrados y las mismas que la inseguridad en ordenadores. En redes por crecimiento desordenado a medida que surgen necesidades y/o recursos y falta de planificación inicial.


SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS EN TIEMPO REAL.

Los sistemas de tiempo real son aquellos que interactúan con el mundo exterior donde el tiempo es un factor importante.

CARACTERÍSTICAS.
Se activan por evento o por tiempo.
Su comportamiento debe ser predecible.
Deben ser tolerantes a fallas.
La comunicación en los sistemas distribuidos de tiempo real debe de alto desempeño.

CLASIFICACIÓN.
Los sistemas de tiempo real se clasifican en general en dos tipos dependiendo de lo serio de sus tiempos límite y de las consecuencias de omitir uno de ellos. Estos son:
• Sistema de tiempo real suave.
• Sistema de tiempo real duro.

BALANCEO DE CARGA EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS.

El equilibrado de la carga es un problema fundamental cuando se trabaja en sistemas distribuidos y paralelos. Gracias a los algoritmos de balanceo de carga se puede conseguir que el rendimiento global del sistema se vea incrementado considerablemente debido a la redistribución de las tareas de los nodos sobrecargados a aquellos que se encuentran ociosos o con una carga ligera. Hay que tener en cuenta que esta migración de tareas entre ordenadores incrementará considerablemente el tráfico de la red de interconexión, y que una migración excesiva de tareas podrá provocar incluso que el rendimiento del sistema se reduzca respecto al caso de no utilizar ningún algoritmo de equilibrado.

ATTE:

EQUIPO: GROUP OF ENGINEERS
INTEGRANTES:
• Bolívar Pérez Mendoza
• Abel Pioquinto Ubias
• Eulises Echeverría Rodríguez
• Sergio Zair Hernández Gómez

PUNTO 2
CONCEPTOS BASICOS:

Diferencia entre proceso y procesador:

Proceso: un proceso consta de uno o más hilos, la memoria de trabajo (compartida por todos los hilos) y la información de planificación. Los nuevos procesos pueden ser independientes y no compartir el espacio de memoria con el proceso que los ha creado o ser creados en el mismo espacio de memoria.

Procesadores: Es el cerebro del computador, se encarga de convertir la materia prima de éste y dar un producto que puede ser sometido a otro procesamiento o ser el producto final del sistema o maquina. Realiza cálculos matemáticos a altísimas velocidades.

Diferencia Entre Hilo Y Procesos:

Hilos: Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente.

Proceso: Un proceso consta de uno o más hilos, la memoria de trabajo (compartida por todos los hilos) y la información de planificación.

Diferencia Entre Multiproceso Y Multihilo:

Multiproceso: Aptitud para hacer uso de dos o más procesos que concurren en un mismo sistema, diferenciándose lógicamente de aquellos sistemas en los que solamente pueden realizar un proceso único en un instante específico.

Multihilo: Cuando se selecciona la ejecución de la aplicación en Multihilo, Es la propia máquina la que se encarga de la ejecución del número de hilos seleccionados, y también es la propia máquina la que ejecuta los intercambios que realizan los algoritmos genéticos ejecutados en cada hilo.


Tipos de Multihilo:

Multihilo apropiativo: permite al sistema operativo determinar cuándo debe haber un cambio de contexto
Multihilo cooperativo: depende del mismo hilo abandonar el control cuando llega a un punto de detención, lo cual puede traer problemas cuando el hilo espera la disponibilidad de un recurso.


Integrantes Del Equipo:
Guadalupe Castro Vargas:o 
Anayeli Torres Jaramillo:P 
Reynaldo Muñoz Rafael:no: 
Luis Ángel Zapata Pérez:tongue: 

Mi replica es para el equipo de: Bolívar Pérez Mendoza, Abel Pioquinto Ubias, Eulises Echeverría Rodríguez, Sergio Zair Hernández Gómez, creo que los conceptos están muy bien estructurados, concretos y muy amplia su investigación me parece bien su participación felicidades compañeros!
 

Mi replica es para el equipo de Bolívar, Abel, Eulises, Sergio Zair, compañeros me parece que desarrollaron muy bien la actividad los conceptos que investigaron son entendibles y claros muchas felicidades!
 

Mi replica va dirigida a mis compañeros Guadalupe Castro Vargas, Anayeli Torres Jaramillo, Reynaldo Muñoz Rafael, Luis Ángel Zapata Pérez y respecto asu informacion publicada, estoy de acuerdo en los puntos que han mencionado y afirmo que estan en lo correcto.

Mi retroalimnetacion va dirigida al equipo de mis compañeros Guadalupe Castro Vargas, Anayeli Torres Jaramillo, Reynaldo Muñoz Rafael, Luis Ángel Zapata Pérez ya que estoy de acuerdo con la participacion que hicieron en este foro ,porque la informacion que presentan es correcta, clara y entendible, muy bien compañeros buena partcicpacion.!!

ATTE:

ABEL PIOQUINTO UBIAS

Mi replica es para el equipo de los compañeros Guadalupe Castro Vargas, Anayeli Torres Jaramillo, Reynaldo Muñoz Rafael y Luis Ángel Zapata Pérez, buena investigacion compañeros de los conceptos claves, fueron concretos al contestar y dieron buenas definiciones. Sigan asi.

Los felicito por sus participaciones y por su excelente trabajo colaborativo.

Me es grato apreciar que hayan alcanzado las competencias específicas de la unidad.

Aquellos estudiantes que participen después de este mensaje, podrán ser considerados en evaluación de segunda oportunidad.

Y nuevamente, muchas felicidades !!!.

ATTE:

M.C. EDGAR RANGEL LUGO.

MI RÉPLICA VA DIRIGIDA HACIA MIS COMPAÑEROS ANAYELI TORRES JARAMILLO, GUADALUPE CASTRO VARGAS, LUIS ÁNGEL ZAPATA PEREZ Y REYNALDO MUÑOZ RAFAEL, ME PARECIÓ MUY BUENO SU TRABAJO, LOS CONCEPTOS SON ENTENDIBLES, FELICIDADES;) 

1) Investigar y redactar los conceptos de la lista de palabras clave:

PROCESO:
Un proceso es un concepto manejado por el sistema operativo que consiste en el conjunto formado por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador. Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa. Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.

PROCESADOR
Es el cerebro del computador, se encarga de convertir la materia prima de éste y dar un producto que puede ser sometido a otro procesamiento o ser el producto final del sistema o maquina. Realiza cálculos matemáticos a altísimas velocidades.

MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA (HILOS, TAREAS, PROCESOS)
HILOS
Un hilo es:
* Es una secuencia de código que se ejecuta dentro de un proceso.
* Procesos Ligeros (LWP)
* Hilos de instrucciones o hilos de control
* Comparte espacio de direcciones y otra información global con su proceso.
* Registros, pila, máscaras de señal y otros datos específicos de hilos son locales a cada hilo.
TAREAS
Son las instrucciones de funciones o procedimientos que ejecutan los procesos e hilos.

MODELOS DE PROCESADORES (DE ESTACIÓN DE TRABAJO, DE PILA DE PROCESADORES, HÍBRIDO)
ESTACIÓN DE TRABAJO.
Los usuarios tienen:
- Una cantidad fija de poder de cómputo exclusiva.
- Un alto grado de autonomía para asignar los recursos de su estación de trabajo.
- Uso de los discos en las estaciones de trabajo:

Sin disco: Bajo costo, fácil mantenimiento del hardware y del software, simetría y flexibilidad.
Con disco: Disco para paginación y archivos de tipo borrador:
Reduce la carga de la red respecto del caso anterior.
Alto costo debido al gran número de discos necesarios.

MODELO DE PILA DE PROCESADORES.
Este modelo basa su funcionamiento en la teoría de colas.
En general este modelo puede reducir significativamente el tiempo de espera al tener una sola cola de procesadores a repartir.
La capacidad de cómputo se puede gestionar de mejor forma si se tiene micros con mayores capacidades.

HÍBRIDO.
Los sistemas híbridos combinan una variedad de buses de instrumentación y plataformas en un sistema.
Los sistemas híbridos proporcionan una mayor flexibilidad y una longevidad extendida para el sistema de prueba a un menor costo al permitirle combinar software y hardware existente con nuevas tecnologías.

ASIGNACIÓN DE PROCESADORES
En dedicar un grupo de procesadores a una aplicación mientras dure esta aplicación, de manera que cada hilo de la aplicación se le asigna un procesador.
Una desventaja es que si un hilo de una aplicación se bloquea en espera de una E/S o por sincronización de otro hilo, el procesador de dicho hilo quedara desocupado: no hay multiprogramación de procesadores.

MODELOS Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN.
Algoritmos deterministas vs. Heurísticos.
-Algoritmos centralizados vs. Distribuidos.
- Algoritmos óptimos vs. Subóptimos.
- Algoritmos locales vs. Globales.
- Algoritmos iniciados por el emisor vs. Iniciados por el receptor.

COPLANIFICACION
Toma en cuenta los patrones de comunicación entre los procesos durante la planificación
Cada procesador debe utilizar un algoritmo de planificación ROUND ROBIN.
Todos los miembros de un grupo se deben colocar en el mismo N° de espacio de tiempo pero en procesadores distintos.

TOLERANCIA A FALLOS.
La tolerancia a fallos es un aspecto crítico para aplicaciones a gran escala, ya que aquellas simulaciones que pueden tardar del orden de varios días o semanas para ofrecer resultados deben tener la posibilidad de manejar cierto tipo de fallos del sistema o de alguna tarea de la aplicación.
Por lo general, el termino tolerancia a fallos está asociado al almacenamiento en RAID. Los RAID utilizan la técnica Mirroring (en espejo) que permite la escritura simultánea de los datos en más de un disco del array.

SISTEMA OPERATIVO DE TIEMPO REAL
Un sistema operativo de tiempo real es un sistema operativo que ha sido desarrollado para aplicaciones de tiempo real. Como tal, se le exige corrección en sus respuestas bajo ciertas restricciones de tiempo. Si no las respeta, se dirá que el sistema ha fallado. Para garantizar el comportamiento correcto en el tiempo requerido se necesita que el sistema sea predecible.

BALANCEO DE CARGA EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS
Balanceo de carga es el esquema aplicado al procesamiento distribuido y/o al sistema de comunicación con el fin de que un dispositivo no se sature.

Equipo: IsNotToLate
integrantes:
Itzia Nuñez Pineda
Karla Yesenia Macedonio Aburto
Kassandra Garcia Pedroza
Ma. Guadalupe Vigueras Cabrera
Alberto Quiroz Albarran

Mi replica va dirigida para el compañero bolívar y equipo,  pienso que hicieron un buen trabajo de investigación donde hablan de los conceptos clave de los procesos y procesadores, métodos de distribución de carga y modelos de procesadores, hablando que es cada uno y diferenciándolo de otros conceptos, haciéndolos fáciles de entender, es un buen trabajo.

Att: Alberto Quiroz Albarran

Mi replica es para el equipo de Guadalupe Castro Vargas, , Reynaldo Muñoz Rafael, Ángel Zapata Pérez y Luis Anayeli Torres Jaramillo, me parecio muy buena su participacion ya que pusieron principalmente los conceptos requeridos y es muy entendible su informacion.

ATTE.
Itzia Nuñez Pineda

mi replica es para el equipo de volivar ya que dejo muy claro y entendible el tema con gran informacion en los conceptos de cada tema... felicitaciones y un tema muy completo

bueno, mi replica es para mi compañero bolivar y su equipo. pienso que es una buena investigacion, puesto que, esta bien explicado de manera clara, cada uno de los conceptos, que se piden en la actividad. muchas felicidades y buen trabajo.
 

att: Reynaldo Muñoz Rafael

Investigar y redactar los conceptos de la lista de palabras clave:


PROCESOS Y PROCESADORES EN SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS

CONCEPTOS BÁSICOS DE PROCESOS Y PROCESADORES
• Proceso:
Son todos o todas las actividades o programas compilados que se encuentran guardados en una memoria.
Un proceso es un concepto manejado por el sistema operativo que consiste en el conjunto formado por: Las instrucciones de un programa destinadas a ser ejecutadas por el microprocesador. Su estado de ejecución en un momento dado, esto es, los valores de los registros de la CPU para dicho programa. Su memoria de trabajo, es decir, la memoria que ha reservado y sus contenidos.

• Un procesador.
Es el dispositivo de hardware que se encarga de ejecutar los procesos.
Es un circuito electrónico integrado que actúa como unidad central de proceso de un ordenador, proporcionando el control de las operaciones de cálculo. Están formados por componentes extremadamente pequeños formados en una única pieza plana de poco espesor. Su componente principal son los semiconductores, principalmente silicio y germanio.

MÉTODOS DE DISTRIBUCIÓN DE CARGA (HILOS, TAREAS, PROCESOS)
• HILOS
Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente.

También son procesos "en ejecución". Realmente, dependen de otro programa o proceso que está cargado en memoria y se ejecutan "al mismo tiempo" que el programa o proceso principal que los ha creado. Y cuando un hilo tiene procesos hijos u otros hilos dependen de él, se conoce con el nombre de Multi-Hilo.

Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos.
Cuando un hilo modifica un dato en la memoria, los otros hilos acceden e ese dato modificado inmediatamente.


• TAREAS
Y las Tareas, son las instrucciones de funciones o procedimientos que ejecutan los procesos e hilos.


• PROCESOS
Un hilo de ejecución, en sistemas operativos, es una característica que permite a una aplicación realizar varias tareas concurrentemente. Los distintos hilos de ejecución comparten una serie de recursos tales como el espacio de memoria, los archivos abiertos, situación de autenticación, etc. Esta técnica permite simplificar el diseño de una aplicación que debe llevar a cabo distintas funciones simultáneamente. Los hilos de ejecución que comparten los mismos recursos, sumados a estos recursos, son en conjunto conocidos como un proceso. El hecho de que los hilos de ejecución de un mismo proceso compartan los recursos hace que cualquiera de estos hilos pueda modificar éstos.


MODELOS DE PROCESADORES (DE ESTACIÓN DE TRABAJO, DE PILA DE PROCESADORES, HÍBRIDO)

• ESTACIÓN DE TRABAJO
Este sistema consta de computadoras dispersas conectadas entre si mediante una red de área local puede contar o no con disco duro en cada una de ellas, los usuarios tienen una cantidad fija de poder de computo y un alto grado de autonomía para asignar sus recursos locales.
La idea consiste en ordenar realmente la ejecución de procesos en estaciones de trabajo inactivas.

Los usuarios tienen:
• Una cantidad fija de poder de cómputo exclusiva.
• Un alto grado de autonomía para asignar los recursos de su estación de trabajo.
• Uso de los discos en las estaciones de trabajo:

Sin disco:
• Bajo costo, fácil mantenimiento del hardware y del software, simetría y flexibilidad.
• Gran uso de la red, los servidores de archivos se pueden convertir en cuellos de botella.

Con disco:
• Disco para paginación y archivos de tipo borrador:
• Reduce la carga de la red respecto del caso anterior.
• Alto costo debido al gran número de discos necesarios

Disco para paginación, archivos de tipo borrador y archivos binarios (ejecutables):
• Reduce aún más la carga sobre la red.
• Alto costo y complejidad adicional para actualizar los binarios.

Disco para paginación, borrador, binarios y ocultamiento de archivos:
• Reduce aún más la carga de red y de los servidores de archivos.
• Alto costo.
• Problemas de consistencia del caché.

Sistema local de archivos completo:
• Escasa carga en la red.
• Elimina la necesidad de los servidores de archivos.
• Pérdida de transparencia.

.
• PILA DE PROCESADORES
Este método consiste en construir una pila de procesadores, repleta de CPU, en un cuarto de maquinas, los cuales se pueden asignar de manera dinámica a los usuarios según la demanda.
A cada usuario se le da una terminal gráfica de alta rendimiento, como las terminales X, incluso se pueden utilizar terminales ASCII.

De hecho se convierte el poder de cómputo en “estaciones de trabajo inactivas”, a las que se puede tener acceso de manera dinámica. Aquí no existe el concepto de propiedad.
La motivación para la idea de la pila de procesadores proviene de dar un paso mas adelante en la idea de las estaciones de trabajo sin disco.
El principal argumento para la centralización del poder de cómputo como pila de procesadores proviene de la teoría de colas.
.

• HÍBRIDO
Se puede establecer una mediación al proporcionar cada usuario una estación de trabajo personal y además tener una pila de procesadores. Aunque esta solución es más cara que cualquiera de los modelos puros, combina las ventajas de ambos.

El trabajo interactivo se puede llevar acabo en las estaciones de trabajo con una respuesta garantizada. Sin embargo las estaciones iniciativas no se utilizan, lo cual hace más sencillo el diseño del sistema. Solo se dejan sin utilizar. En vez de esto, todos los procesos no interactivos se ejecutan en la pila de procesadores, así como todo el cómputo pesado en general. Este modelo proporciona una respuesta interactiva más rápida, un uso eficiente de los recursos y un diseño sencillo.


ASIGNACIÓN DE PROCESADORES, INCLUYENDO EL MODELO Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN.

• ASIGNACIÓN DE PROCESADORES
Por definición, un sistema distribuido consta de varios procesadores. Estos se pueden organizar como colección de estaciones de trabajo personales, una pila pública de procesadores o alguna forma híbrida. En todos los casos, se necesita cierto algoritmo para decidir cuál proceso hay que ejecutar y en qué máquina. Para el modelo de estaciones de trabajo, hay que decidir cuándo ejecutar el proceso de manera local y cuándo buscar una estación inactiva. Para el modelo de la pila reprocesadores, hay que tomar una decisión por cada nuevo proceso.

Uso de estaciones de trabajo inactivas
Plantea el problema de encontrar estaciones de trabajo inactivas en la red que puedan ejecutar procesos. Por lo cual las estaciones de trabajo deben de anunciar cuando no cuentan con una carga de trabajo asignada, así todas las demás estaciones toman nota de esto y lo registran.

Modelos de asignación
Generalmente se utilizan las siguientes hipótesis:
• Todas las máquinas son idénticas o al menos compatibles en el código, difieren a lo sumo en la velocidad.
• Cada procesador se puede comunicar con los demás. Las estrategias de asignación de procesadores se pueden dividir en 2 categorías amplias:
No migratorias:
Al crearse un proceso, se toma una decisión de donde colocarlo. Una vez colocado en la máquina, el proceso permanece ahí hasta que termina. No se puede mover, no importa lo sobrecargada que esté la máquina.
Migratorias:
Un proceso se puede trasladar aunque haya iniciado su ejecución. Permiten un mejor balance de la carga pero son más complejas y tienen un efecto fundamental en el diseño del sistema.
Los algoritmos de asignación intentan optimizar:
Uso de las CPU:
Maximizar el número de ciclos de CPU que se ejecutan para trabajos de los usuarios. Minimizar el tiempo de inactividad de las CPU.

Tiempo promedio de respuesta
Minimizar no los tiempos individuales de respuesta sino los tiempos promedio de respuesta.

Tasa de respuesta:
Minimizar la tasa de respuesta, que es el tiempo necesario para ejecutar un proceso en cierta máquina dividido por el tiempo que tardaría en cierto procesador de referencia.

• ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN Y ASIGNACIÓN.

Los algoritmos de asignación intentan optimizar:

Uso de las CPU:
Maximizar el número de ciclos de CPU que se ejecutan para trabajos de los usuarios. Minimizar el tiempo de inactividad de las CPU.

Tiempo promedio de respuesta
Minimizar no los tiempos individuales de respuesta sino los tiempos promedio de respuesta.

Tasa de respuesta:
Minimizar la tasa de respuesta, que es el tiempo necesario para ejecutar un proceso en cierta máquina dividido por el tiempo que tardaría en cierto procesador de referencia.
Las principales decisiones que deben tomar los diseñadores se pueden resumir en 5 aspectos:
1) Algoritmos deterministas
Son adecuados cuando se sabe de antemano todo acerca del comportamiento de los procesos. En pocos, si no es que en ninguno de los sistemas, se tiene un conocimiento total de antemano, pero a veces se puede obtener una aproximación razonable. Se pueden definir en términos de una máquina de estado; un «estado» describe qué está haciendo la máquina en un instante particular de tiempo. Justo cuando se produce la entrada, la máquina comienza en su «estado inicial» y, posteriormente, si la máquina es determinista, comenzará la ejecución de la secuencia de estados predeterminados. Una máquina puede ser determinista y no tener límite temporal para la ejecución o quedarse en un bucle de estados cíclicos eternamente.

Algoritmos heurísticos
Son adecuados cuando la carga es impredecible. Un algoritmo heurístico (o simplemente heurística) puede producir una buena solución (puede que la óptima) pero también puede que no produzca ninguna solución o dar una solución no muy buena. Normalmente, se basa en un conocimiento intuitivo del programador sobre un determinado problema.

2) Diseño centralizado vs. Distribuido
La recolección de toda la información en un lugar permite tomar una mejor decisión, pero menos robusta y coloca una carga pesada en la máquina central. Son preferibles los algoritmos descentralizados, pero se han propuesto algunos algoritmos centralizados por la carencia de alternativas descentralizadas adecuadas. Una desventaja de los centralizados es que la máquina central se puede sobrecargar y se pierde robustez ante su posible falla.

3) Algoritmos óptimos vs. Sub óptimos:
Se pueden obtener las soluciones óptimas tanto en los sistemas centralizados como en los descentralizados, pero por regla son más caros que los sub óptimos. Hay que recolectar más información y procesarla un poco más. En la práctica la mayoría de los sistemas distribuidos reales buscan soluciones subóptimas, heurísticas y distribuidas, debido a la dificultad para obtener las óptimas.

Aspectos de la Implantación
Casi todos los algoritmos suponen que las máquinas conocen su propia carga y que pueden informar su estado:

•La medición de la carga no es tan sencilla.
Un método consiste en contar el número de procesos (hay que considerarlos procesos latentes no activos).
Otro método consiste en contar solo los procesos en ejecución o listos.
Si el uso de un algoritmo sencillo proporciona casi la misma ganancia que uno más caro y más complejo, generalmente será mejor utilizar el más sencillo.
Se debe otorgar gran importancia a la estabilidad del sistema:


ASIGNACIÓN DE PROCESADORES INCLUYENDO EL MODELO Y ALGORITMOS CON SUS ASPECTOS DE DISEÑO E IMPLANTACIÓN

Un proceso puede pasar de información a otro Hacer que 2 o mas procesos no se interpongan entre si Obtener la secuencia apropiada cuando hay dependencias presentes Exclusión mutua Exclusión, Es una forma de asegurar que si un proceso esta usando una variable o archivo compartido se excluirán de hacer lo mismo. REGION O SECCION CRÍTICA Un proceso esta ocupado realizando cálculos internos y otras cosas que no producen condiciones de carrera; algunas veces un proceso tiene que acceder a la memoria compartida o a archivos compartidos, o hacer otras cosas críticas que pueden producir carreras. Es la parte del programa en el que se accede a la memoria compartida CONDICIONES: No puede haber 2 procesos de manera simultanea dentro de sus regiones criticas, No puede haber dos procesos de manera simultanea dentro del sus regiones criticas, No puede hacerse suposiciones acerca de las velocidades o el numero de cpu`s, Ningún procesos que se ejecute fuera de su región critica puede bloquear otros procesos, Nungun proceso tiene que esperar para siempre para entrara a su región crítica

COPLANIFICACION
Cada procesador se multiprograma con “n” espacios para los procesos (multiprogramación de nivel “n”). El algoritmo de Ouster hout utiliza el concepto de coplanificación:
• Toma en cuenta los patrones de comunicación entre los procesos durante la planificación.
• Debe garantizar que todos los miembros del grupo se ejecuten al mismo tiempo.

• Se emplea una matriz conceptual donde:
• Las filas son espacios de tiempo.
• Y las columnas son las tablas de procesos de los procesadores.
• Cada procesador debe utilizar un algoritmo de planificación Round Robin. Donde:
• Todos los procesadores ejecutan el proceso en el espacio “0” durante un cierto período fijo.
• Todos los procesadores ejecutan el proceso en el espacio “1” durante un cierto período fijo, etc.
• Se deben mantener sincronizados los intervalos de tiempo.
• Todos los miembros de un grupo se deben colocar en el mismo número de espacio de tiempo pero en procesadores distintos.


TOLERANCIA A FALLOS A NIVEL PROCESO Y NIVEL ALMACENAMIENTO.

• TOLERANCIA A FALLOS
La tolerancia a fallos es un aspecto crítico para aplicaciones a gran escala, ya que aquellas simulaciones que pueden tardar del orden de varios días o semanas para ofrecer resultados deben tener la posibilidad de manejar cierto tipo de fallos del sistema o de alguna tarea de la aplicación.
Sin la capacidad de detectar fallos y recuperarse de estos, dichas simulaciones pueden no llegar a completarse. Es más, algunos tipos de aplicaciones requieren ser ejecutadas en un entorno tolerante a fallos debido al nivel de seguridad requeridos.
De cualquier forma, en ciertos casos debería haber algún modo de detectar y responder automáticamente a ciertos fallos del sistema o al menos ofrecer cierta información al usuario en el caso de producirse un fallo.
En PVM hay un mecanismo de notificación de fallos, de forma que una tarea puede manejar notificaciones sobre ciertas tareas de las que espera recibir un mensaje.

ESQUEMAS DE SEGURIDAD EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS.

Los Problema de Seguridad, refieren a aquellos que comprometen la integridad o la privacidad de los datos almacenados y que permiten acceso a recursos supuestamente no permitidos, así como, aquellos que impiden el acceso a recursos a usuarios legítimos y aquellos que permiten hacer un mal uso de los recursos informáticos. Ya que, las Razones de la inseguridad más frecuentes las podemos apreciar en categorías: En Internet por origen: Abierta y cooperativa. En Web por acceso masivo a personas sin conocimientos, deseable, pero peligroso, por nodos no administrados y las mismas que la inseguridad en ordenadores. En redes por crecimiento desordenado a medida que surgen necesidades y/o recursos y falta de planificación inicial.


SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS EN TIEMPO REAL.

Los sistemas de tiempo real son aquellos que interactúan con el mundo exterior donde el tiempo es un factor importante.

CARACTERÍSTICAS.
Se activan por evento o por tiempo.
Su comportamiento debe ser predecible.
Deben ser tolerantes a fallas.
La comunicación en los sistemas distribuidos de tiempo real debe de alto desempeño.

CLASIFICACIÓN.
Los sistemas de tiempo real se clasifican en general en dos tipos dependiendo de lo serio de sus tiempos límite y de las consecuencias de omitir uno de ellos. Estos son:
• Sistema de tiempo real suave.
• Sistema de tiempo real duro.

BALANCEO DE CARGA EN SISTEMAS DISTRIBUIDOS.

El equilibrado de la carga es un problema fundamental cuando se trabaja en sistemas distribuidos y paralelos. Gracias a los algoritmos de balanceo de carga se puede conseguir que el rendimiento global del sistema se vea incrementado considerablemente debido a la redistribución de las tareas de los nodos sobrecargados a aquellos que se encuentran ociosos o con una carga ligera. Hay que tener en cuenta que esta migración de tareas entre ordenadores incrementará considerablemente el tráfico de la red de interconexión, y que una migración excesiva de tareas podrá provocar incluso que el rendimiento del sistema se reduzca respecto al caso de no utilizar ningún algoritmo de equilibrado.

ATTE: LA GRILLA

INTEGRANTES:
• erik hernandez moreno
• erick rumualdo bustos ortega
• Enrique goicochea pineda
• erik lazaro torres
everardo rios
ranferi guadalupe rios

Mi replica es para el equipo de Bolívar, Abel, Eulises, Sergio Zair, compañeros me parece que desarrollaron muy bien la actividad los conceptos que investigaron son entendibles y claros

ATT: ERICK RUMUALDO BUSTOS ORTEGA

Bueno mi replica esta dirigida a el equipos del compañero sergio, bolivar, eulises y abel creo que su trabajo esta muy bien son un exelente equipo sigan asi, aunque considero que en ese equipo hay amor por que siempre estan juntos.

ATT: Enrique Goicochea Pineda

bueno mi replica es dirigida al equipo de abel pioquinto bueno me parece que han hecho una investigación completa, han definido varios conceptos y han quedado claros espero que sigan trabajando igual en equipo para seguir teniendo mas conocimiento..

mi replica es para eulises y compañia..creo q les falto trabajar en ekipo..y este, am, que mas..aa y creo q ai les gusta checar mercancia..y ya co eso


att. erik lazaro torres

Los felicito por sus participaciones !!!

Me es grato apreciar que hayan trabajo de manera colaborativa para poder alcanzar la competencia específica de Unidad. También los felicito por sus réplicas, sobre todo, aquellas que retroalimentan y/o apoyan a otros compañeros entorno a una duda o alguna temática. Y las críticas constructivas también son bienvenidas y merecen todo mi reconocimiento.
Los felicito nuevamente por sus participaciones.

ATTE:

M.C. Edgar Rangel Lugo.