Simulación del Algoritmo SJF

A continuación pongo en consideración una pequeña simulación del algoritmo “primero el trabajo más corto” (shortest – job – first).

La aplicación esta desarrollada en Java bajo el IDE NetBeans 6.0 y permite crear procesos(en realidad son solo objetos no hilos) que ocuparán cada uno un tiempo de ejecución o uso de CPU determinado por el usuario.

Esto funciona de la siguiente manera al establecer cuantos procesos se realizarán el usuario deberá especificar que tiempo tardará cada uno en terminar, para luego la aplicación planifique su ejecución empezando por el más pequeño.

Una vez encontrado el orden exacto cada proceso ocupará el thread(hilo) central de la aplicación haciéndola detener para que nadie pueda ocuparlo mientras él se ejecuta, además cabe recalcar que por ser una demostración se estima el tiempo en segundos(el hacerlo unidades menores no daría mucha idea de lo que sucede). Luego abandonará el control del hilo y pasará al siguiente. Al terminar todos los procesos la aplicación también terminará.

Puedo decir que este algoritmo presenta varias ventajas pues al realizar los procesos con menor tiempo primero el tiempo de espera disminuye considerablemente aunque en una situación real la única dificultad es el cálculo de la ráfaga de CPU que como mencioné en un post anterior es aproximada.

Pueden descargar la aplicación desde  aquí 

Saludos,

Actualización: Si el link de descarga presenta problemas accede desde aquí o desde el widget que se encuentra en la parte izquierda del blog.

ALGORITMOS DE PLANIFICACIÓN EN LA CPU

Planificación FCFS

El algoritmo FCFS(first come – first-served), conocido como primero en llegar, primero en  ser atendido.

Dentro de este campo de planificación es el más sencillo, pues es similar a una cola de estructura (FIFO)

Este algoritmo trabaja de la siguiente manera, al entrar un proceso al estado de “listo”,  el bloque de control de proceso se ubica en el final de la cola, entonces el cpu al estar libre retirará de esta cola el primer elemento(cabeza).

Es decir, en este algoritmo el tiempo de espera par que un proceso se ejecute es incierto y no mínimo. Pudiendo así ejecutarse dentro de la cpu un proceso que consuma demasiado tiempo, atrasando a otros procesos y dejando la cpu sin trabajo por lapsos de tiempo.

En definitiva este algoritmo hace que los procesos pequeños esperen a que un grande abandone la cpu. Una gran desventaja.

Planificación en SJF

El algoritmo “primero el trabajo más corto” (shortest – job – first). Establece para la planificación una relación entre proceso y ráfaga de la CPU. Es decir, al liberarse la cpu ingresará el proceso con la menor ráfaga de tiempo, el más pequeño primero, y si existiera más de un proceso con igual valor, pues se aplicaría dentro de este el algoritmo anterior(FCFS)

Este algoritmo presenta una gran ventaja, pues el tiempo de espera será mucho menor, pues mientras los procesos de tiempo inferior terminan y ocupan tiempo en operaciones de E/S, el cpu se ocupa de resolver el proceso con mayor tiempo, un algoritmo muy óptimo.

Pero, el mayor problema radica en como saber el tiempo de ráfaga para cada proceso???? Pues no existe manera de saber cual será la siguiente. Pero podemos aproximarnos, diciendo que será similar a las anteriores, que mediante una fórmula matemática podríamos decir que:

Tn +1  = a Tn + (1 – a)Tn

De donde Tn es la ráfaga anterior y a es el peso relativo de la historia reciente. Lo que garantiza una aproximación mas considerable.

 

Planificación por Prioridad

Esta clase de algoritmo utiliza como relación entre proceso, tiempo de la cpu y prioridad. De donde el proceso con mayor ráfaga tendrá la menor prioridad y viceversa.

Y donde la cpu podrá ser utilizada por el proceso con mayor prioridad.

Dentro de este algoritmo la prioridad es asignada ya sea interna o externamente. Pero, uno de los problemas que puede presentar esta planificación es la de un bloqueo indefinido. Es decir, pudiera darse el caso que existan procesos de prioridad alta que harían que los procesos de prioridad baja queden bloqueados hasta que logren colocarse en la cpu o perderse cuando nuestro sistema se caiga, es decir una espera indefinida.

Es aquí donde se puede aplicar una técnica conocida como envejecimiento, que ira incrementando la prioridad de los procesos en espera cada determinado tiempo hasta que estos se ejecuten. Y a mi parecer este es una de las mejores soluciones.

 

Planificación con RR

La planificación por turnos o Round Robin, se basa en una estructura FIFO de forma circular, en donde se asigna a los procesos un intervalo de tiempo para la cpu, conocido como quantum. En donde se establece la regla de que un proceso no podrá estar dos veces seguidas en la cpu a menos que sea el único en el estado de listo.

Este algoritmo trabaja de la siguiente manera, al ingresar el proceso a utilizar la cpu, este estará dentro del tiempo(quantum), si al terminar este tiempo el proceso no ha terminado es colocado al final y se ingresará otro proceso. Pero si el proceso pasa ha estado terminado antes de terminar su quantum, también será extraído de la cpu.

En cambio este algoritmo presenta complicaciones pues el tiempo de entrega de un proceso dependerá mucho más del tiempo(quantum) que de la magnitud del proceso.

 

Saludos,