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  • Diapositiva 1
  • Sistemas Operativos Distribuidos Gestin de procesos
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 2 Contenidos del Tema Modelos de sistema Asignacin de procesadores Estrategias dinmicas Estrategias estticas Ejecucin remota de procesos
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 3 Modelos de sistema Organizacin de los procesadores en un SD Tres alternativas: Conjunto de estaciones de trabajo Pool de procesadores Modelo hbrido
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 4 Conjunto de estaciones de trabajo SD compuesto de estaciones de trabajo conectadas Procesos de un usuario se ejecutan en su estacin de trabajo. Discos locales se utilizan para paginacin, archivos temporales, cache de ficheros y/o ficheros locales. Normalmente hay un servidor de ficheros
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 5 Pool de procesadores Los usuarios utilizan terminales grficos (p.ej. terminales X). Existe un pool de procesadores donde se envan los procesos. Similar al tiempo compartido. Pool de procesadores Servidor de cmputo Asignacin dinmica de procesadores: Nuevo proceso a cualquier procesador Usuario con ms trabajo utiliza ms procesadores
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 6 Modelo hbrido Usuarios utilizan estaciones de trabajo. Existe un pool de procesadores Trabajos interactivos en las estaciones de trabajo. Trabajos no interactivos en el pool de procesadores.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 7 Comparacin de modelos No hay reparto de carga en modelo de estaciones de trabajo Puede haber estaciones de trabajo inactivas y otras muy cargadas. En entornos tpicos se desperdicia 80% de ciclos totales de CPU. Uso de estaciones de trabajo inactivas: Ejecutar procesos de forma transparente en mquinas inactivas. Qu es una estacin de trabajo inactiva? lleva varios minutos sin recibir entrada del teclado o ratn y no est ejecutando procesos interactivos Qu ocurre cuando deja de estar inactiva? No hacer nada El cliente de la estacin notar mal rendimiento. Migrar el proceso a otra estacin inactiva (costoso) Continuar ejecutando el proceso con prioridad baja.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 8 Asignacin de procesadores Objetivos: Decidir en qu procesador se debera ejecutar un proceso Reparto y equilibrio de carga ( load sharing/balancing ) Suposiciones: Todos los procesadores son compatibles. La velocidad de los procesadores puede ser distinta. Un procesador puede comunicarse con cualquier otro.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 9 Tipos de carga Procesos cooperantes Interaccionan entre s Pertenecientes a una misma aplicacin paralela Objetivo: minimizar tiempo de ejecucin de aplicacin Procesos disjuntos Procesos independientes Pertenecientes a distintos usuarios Objetivo: maximizar utilizacin de procesadores
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 10 Tipos de asignacin Estrategias estticas Determinista Usada para procesos cooperantes Asignacin a priori a partir de caractersticas de aplicacin paralela Estrategias dinmicas Reparto y equilibrio de carga dinmico Usada para procesos disjuntos Asignacin en tiempo de ejecucin
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 11 Estrategias dinmicas Migratorias o No migratorias Proceso puede cambiar de procesador durante su ejecucin? Migratorias: mejor equilibrio de la carga pero ms complejas Centralizadas o Distribuidas Existe un coordinador central? ptimas o Subptimas Busca la mejor asignacin o una que sea aceptable? Locales o Globales Tiene en cuenta estado de la mquina local o estado del sistema?
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 12 Polticas de distribucin de carga Estrategia dinmica controlada por tres polticas: Poltica de transferencia : determina cundo transferir. Poltica de seleccin : selecciona el proceso a transferir. Poltica de ubicacin : selecciona el nodo al que transferir.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 13 Poltica de transferencia Generalmente, basada en umbral : Si en nodo S carga > T unidades, S emisor de procesos Si en nodo S carga < T unidades, S receptor de procesos Tipos de transferencias: Expulsivas : se pueden transferir procesos ejecutados parcialmente. Supone transferir el estado del proceso. No expulsivas : los procesos en ejecucin no pueden ser transferidos.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 14 Polticas de seleccin Elegir los procesos nuevos (transferencia no expulsiva). Seleccionar los procesos con un tiempo de transferencia mnimo (poco estado, mnimo uso de los recursos locales). Seleccionar un proceso si su tiempo de respuesta estimado en un nodo remoto es menor que el tiempo de respuesta local.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 15 Poltica de ubicacin Muestreo: consulta de otros nodos para encontrar adecuado. Alternativas: Muestreo secuencial o paralelo. Seleccin aleatoria. Nodos ms prximos. Enviar un mensaje al resto de nodos ( broadcast ). Basada en informacin recogida anteriormente. Tres tipos de polticas: Iniciadas por el emisor ( Push ) emisor busca receptores Iniciadas por el receptor ( Pull ) receptor solicita procesos Combinada iniciada por el emisor y/o por el receptor.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 16 Algoritmos iniciados por el emisor Poltica de transferencia : umbral basado en la longitud de la cola de procesos listos. Poltica de seleccin : procesos nuevos. Poltica de ubicacin. Distintas alternativas: Elegir un nodo al azar. Probar con un n de nodos hasta encontrar un receptor. Probar con un n de nodos y elegir aqul con menos carga. Estabilidad : inestable con alta carga Difcil encontrar receptores y los muestreos consumen CPU
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 17 Algoritmos iniciados por el receptor Poltica de transferencia : umbral basado en la longitud de la cola de procesos listos. Poltica de seleccin : cualquier proceso. Poltica de ubicacin : Ejemplo: Muestreo aleatorio de un n limitado de nodos hasta encontrar uno con un nivel de carga > umbral. Si la bsqueda falla, esperar hasta que otro proceso termine o un periodo predeterminado antes de reintentar. Estabilidad : estable Con altas cargas, probable que receptores encuentren emisores.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 18 Un algoritmo combinado (1/2) Poltica de transferencia 0 Tmin Media del sistema Tmax receptoremisor Poltica de ubicacin dirigida por el emisor : Emisor difunde mensaje SOBRECARGADO y espera ACEPTAR. Un receptor enva ACEPTAR. Si llega ACEPTAR : y el nodo todava es emisor, transfiere el proceso ms adecuado. Si no, difundir un mensaje CAMBIO-MEDIA para incrementar la carga media estimada en el resto de nodos..
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 19 Un algoritmo combinado (2/2) Poltica de ubicacin iniciada por el receptor : Un receptor difunde un mensaje DESCARGADO y espera por mensajes SOBRECARGADO. Si llega un mensaje SOBRECARGADO, se enva un mensaje ACEPTAR. Si no, difundir un mensaje CAMBIO-MEDIA para decrementar la carga media estimada en el resto de nodos. Poltica de seleccin : cualquier proceso.
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 20 Estrategias estticas Asignar procesos de una aplicacin paralela a procesadores minimizando el tiempo de ejecucin total Debe buscar equilibrio entre paralelismo (uso de distinto procesador) y minimizar coste de comunicaciones (uso del mismo procesador) No solucin ptima aunque muy estudiado. Dificultades en: Estimar coste de comunicaciones Cmo reflejar que un proceso no ejecuta igual en todos procesadores Distintos modelos de paralelismo dependiendo de herramienta de programacin paralela utilizada Dos modelos tpicos: Modelo basado en precedencia de procesos ( cobegin-coend ) Modelo basado en procesos que se comunican
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  • Fernando Prez Costoya Jos Mara Pea Snchez Sistemas Operativos Distribuidos 21 Modelo basado en precedencias Programa paralelo representado como grafo acclico Nodo representa un proceso con tiempo de ejecucin conocido Eje indica relacin de precedencia entre procesos, incluye etiqueta que muestra cantidad de datos que transfiere proceso a su sucesor El problema en su forma general es NP-completo Algoritmos con complejidad polinomial: Cuando slo hay dos procesadores. En el caso general se utilizan heursticas: P. ej. buscar camino crtico (camino ms largo en grafo) y asignar tareas implicadas al mismo procesador Uso de estragias migratorias: Pueden dar mejor rendimiento pero son ms complejas
  • Diapositi

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