Multiprogramacion
Se denomina multiprogramación a una técnica por la que dos o más procesos pueden alojarse en la memoria principal y ser ejecutados concurrentemente por el procesador o CPU.
Con la multiprogramación, la ejecución de los procesos (o hilos) se va solapando en el tiempo a tal velocidad, que causa la impresión de realizarse en paralelo (simultáneamente). Se trata de un paralelismo simulado, dado que la CPU sólo puede trabajar con un proceso cada vez (el proceso activo). De ahí que, en rigor, se diga que la CPU ejecuta «concurrentemente» (no simultáneamente) varios procesos; en un lapso de tiempo determinado, se ejecutarán alternativamente partes de múltiples procesos cargados en la memoria principal.1
En los antiguos sistemas monoprogramados, cuando un proceso en ejecución requería hacer uso de un dispositivo de E/S, el procesador quedaba ocioso mientras el proceso permaneciese en espera y no retomara su ejecución. En cambio, en un sistema multiprogramado, cuando un proceso Px concluye o se bloquea (en espera de una operación de E/S), elnúcleo del sistema operativo toma el control de la CPU para efectuar lo que se denomina un «cambio de contexto», a fin de dar turno a otro proceso Py para que se ejecute. Nótese que cuando el proceso Px recupere su turno, reanudará su ejecución justo en el punto exacto en que se interrumpió. Este mecanismo supone un mejor reparto de la carga de trabajo y un mayor aprovechamiento de la CPU, lo que redunda en un mayor rendimiento del sistema.
Tiempo Real
Se denomina multiprogramación a una técnica por la que dos o más procesos pueden alojarse en la memoria principal y ser ejecutados concurrentemente por el procesador o CPU.
Con la multiprogramación, la ejecución de los procesos (o hilos) se va solapando en el tiempo a tal velocidad, que causa la impresión de realizarse en paralelo (simultáneamente). Se trata de un paralelismo simulado, dado que la CPU sólo puede trabajar con un proceso cada vez (el proceso activo). De ahí que, en rigor, se diga que la CPU ejecuta «concurrentemente» (no simultáneamente) varios procesos; en un lapso de tiempo determinado, se ejecutarán alternativamente partes de múltiples procesos cargados en la memoria principal.1
En los antiguos sistemas monoprogramados, cuando un proceso en ejecución requería hacer uso de un dispositivo de E/S, el procesador quedaba ocioso mientras el proceso permaneciese en espera y no retomara su ejecución. En cambio, en un sistema multiprogramado, cuando un proceso Px concluye o se bloquea (en espera de una operación de E/S), elnúcleo del sistema operativo toma el control de la CPU para efectuar lo que se denomina un «cambio de contexto», a fin de dar turno a otro proceso Py para que se ejecute. Nótese que cuando el proceso Px recupere su turno, reanudará su ejecución justo en el punto exacto en que se interrumpió. Este mecanismo supone un mejor reparto de la carga de trabajo y un mayor aprovechamiento de la CPU, lo que redunda en un mayor rendimiento del sistema.
Monotareas
Básicamente los sistemas de tiempo real se definen como sistemas informáticos que tienen la capacidad de interactuar rápidamente con su entorno físico, el cual puede realizar funciones de supervisión o control para su mismo beneficio.
Todos los sistemas de tiempo real tienen la facultad de ejecutar actividades o tareas en de intervalos de tiempo bien definidos.
Todas las tareas son ejecutadas inmediatamente en una forma concurrente, esto es para sincronizar el funcionamiento del sistema con la simultaneidad de acciones que se presentan en el mundo físico.
En los sistemas de tiempo real los intervalos de tiempo en que se ejecutan las tareas se definen por un esquema de activación y por un plazo de ejecución. En lo que respecta al esquema de activación puede ser periódico, es decir en intervalos regulares, o también puede ser aperiódico, es decir, en respuesta a sucesos externos que ocurren de forma irregular.
Multiusuario
La palabra multiusuario se refiere a un concepto de sistemas operativos, pero en ocasiones también puede aplicarse a programas de computadora de otro tipo (e.j. aplicaciones de base de datos) e incluso a sistemas de cómputo. En general se le llama multiusuario a la característica de un sistema operativo o programa que permite proveer servicio y procesamiento a múltiples usuarios simultáneamente, estrictamente es pseudo-simultáneo (tanto en paralelismo real como simulado). En ocasiones pueden aplicarse a programas de computadora de otro tipo e incluso a sistemas de computo. En contraposición a los sistemas monousuario, que proveen servicio y procesamiento a un solo usuario, en la categoría de multiusuario se encuentran todos los sistemas que cumplen simultáneamente las necesidades de dos o más usuarios, que comparten los mismos recursos. Actualmente este tipo de sistemas se emplean especialmente en redes, pero los primeros ejemplos de sistemas multiusuario fueron los centralizados, que los usuarios compartían a través del uso de múltiples dispositivos de interfaz humana (e.j. una unidad central y múltiples. sirve para empresas monitores y teclados).
Por Lotes
Se conoce como sistema por lotes (en inglés batch processing), o modo batch, a la ejecución de un programa sin el control o supervisión directa del usuario (que se denominaprocesamiento interactivo). Este tipo de programas se caracterizan porque su ejecución no precisa ningún tipo de interacción con el usuario.
Generalmente, este tipo de ejecución se utiliza en tareas repetitivas sobre grandes conjuntos de información, ya que sería tedioso y propenso a errores realizarlo manualmente. Un ejemplo sería el renderizado de los fotogramas de una película.
Los programas que ejecutan por lotes suelen especificar su funcionamiento mediante scripts o guiones (procedimientos) en los que se indica qué se quiere ejecutar y, posiblemente, qué tipo de recursos necesita reservar.
Tiempo Compartido
En computación, el uso del tiempo compartido se refiere a compartir de forma concurrente un recurso computacional (tiempo de ejecución en la CPU, uso de la memoria, etc.) entre muchos usuarios por medio de las tecnologías de multiprogramación y la inclusión de interrupciones de reloj por parte del sistema operativo, permitiendo a este último acotar el tiempo de respuesta del computador y limitar el uso de la CPU por parte de un proceso dado.
Su introducción en los años 1960, y su asentamiento como modelo típico de la computación en los años 1970, representa un cambio importante en la historia de la computación. Al permitir que un gran número de usuarios interactuara y ejecutara diversos programas de forma simultanea en una sola computadora, el coste del servicio de computación bajó drásticamente, mientras que al mismo tiempo hacía la experiencia computacional mucho más interactiva.
Distribuido
Un sistema operativo distribuido es la unión lógica de un grupo de sistemas operativos sobre una colección de nodos computacionales independientes, conectados en red, comunicándose y físicamente separados. [1] Cada nodo contiene de forma individual un subconjunto específico de los programas que componen el sistema operativo distribuido. Cada subconjunto es una combinación de dos proveedores de servicios distintos. [2] El primero es un núcleo ubicuo mínimo o micro núcleo, que controla el hardware del nodo. El segundo es una colección de componente de administración del sistema de alto nivel que coordinan las actividades individuales y colaborativas del nodo. Estos componentes son una abstracción de las funciones del micro núcleo y dan soporte a las aplicaciones de usuario.
El micro núcleo y las componentes de administración trabajan en conjunto. Ambos dan soporte al objetivo del sistema el cual es integrar múltiples recursos y capacidad de procesamiento en un sistema eficiente y estable. [4] Esta integración sin fisuras de nodos individuales en un sistema global es conocido como transparencia, o sistema de imagen única; haciendo referencias a la ilusión que se le brinda a los usuarios de que el sistema global luce como una entidad computacional única.
}Paralelas
La computación paralela es una forma de cómputo en la que muchas instrucciones se ejecutan simultáneamente,1 operando sobre el principio de que problemas grandes, a menudo se pueden dividir en unos más pequeños, que luego son resueltos simultáneamente (en paralelo). Hay varias formas diferentes de computación paralela: paralelismo a nivel de bit, paralelismo a nivel de instrucción, paralelismo de datos y paralelismo de tareas. El paralelismo se ha empleado durante muchos años, sobre todo en la computación de altas prestaciones, pero el interés en ella ha decrecido últimamente debido a las limitaciones físicas que impiden el aumento de la frecuencia.n. 1 2 Como el consumo de energía —y por consiguiente la generación de calor— de las computadoras constituye una preocupación en los últimos años,n. 2 3 la computación en paralelo se ha convertido en el paradigma dominante en la arquitectura de computadores, principalmente en forma de procesadores multinúcleo.n. 3 4
Las computadoras paralelas pueden clasificarse según el nivel de paralelismo que admite su hardware: equipos con procesadores multinúcleo ymulti-procesador que tienen múltiples elementos de procesamiento dentro de una sola máquina y los clústeres, MPPS y grids que utilizan varios equipos para trabajar en la misma tarea. Muchas veces, para acelerar tareas específicas, se utilizan arquitecturas especializadas de computación en paralelo junto a procesadores tradicionales.
