Planificación de Procesos

En un Sistema Operativo, la ejecución de un Proceso o trabajo se compone de secuencias de procesador y secuencias de espera. La planificación busca maximizar el uso de la CPU.

El repartidor o dispatcher conmuta el procesador de un trabajo a otro. Hace los cambios de contexto (intercambia estados de la CPU y transfiere el control al trabajo siguiente).

El planificador o scheduler determina el siguiente proceso al que asignar el CPU. Hay 3 tipos de planificador según su plazo:

1. Largo: es el que admite procesos.
2. Medio: es el que suspende y activa procesos. Relacionado a la Memoria Virtual.
3. Corto: es el que agrega y quita (por timeout) procesos a la CPU.

Tiempos relevantes para la planificación de procesos:

1. Retorno promedio: $\text{TRP}$. Promedio que los procesos pasan en Listo y Ejecución.
2. Espera promedio: $\text{TEP}$. Promedio que los procesos pasan en Listo.
3. Irrupción: $\text{TI}$. Tiempo que el proceso usa la CPU antes de cambiar de estado.
4. Arribo: $\text{TA}$. Tiempo que el proceso demora en llegar a Listo.

Algoritmos de Planificación

Para el procesamiento por lotes:

1. FIFO: Fist In, First Out. Se atiende en orden de llegada. Es simple, pero un proceso puede monopolizar la CPU.
2. SJF: Shortest Job First. Reduce el $\text{TEP}$ pero produce inanición en procesos largos.
3. SRTF: Shortest Remaining Time First. Es similar a SJF pero permite desalojar procesos (es apropiativo). Prioriza los procesos que están más cerca de terminar.

Para sistemas interactivos, donde el tiempo de espera es importante:

1. Round Robin: a todos los procesos se les asigna el mismo tiempo quantum $q$ para usar la CPU. Cuando el tiempo $q$ se acaba sin que el proceso haya terminado, el proceso vuelve al final de la cola. Si $q$ es pequeño hay demasiados cambios de contexto. Si $q$ es grande entonces aumentan los tiempos de respuesta. Por ende, el valor de $q$ requiere fine-tuning.
2. Por Prioridades: se asigna al CPU el trabajo con mayor prioridad. Hay prioridades internas o externas, estáticas o dinámicas. En general, produce inanición en procesos de baja prioridad. Esto se puede solucionar con envejecimiento, aumentando la prioridad de los procesos que llevan esperando mucho tiempo.
3. Colas Multinivel: diferencia tipos de trabajos, y cada tipo tiene una cola distinta. Cada cola tiene su propio algoritmo de planificación. Otro algoritmo prioriza a qué cola asignar el CPU.
4. Colas Multinivel Adaptativas: los trabajos cambian de prioridad y de cola.