FCFS atiende por orden de llegada y sufre el efecto convoy; SJF ejecuta primero el proceso más corto y minimiza el tiempo medio de espera, pero puede dejar sin CPU a los largos; Round Robin reparte la CPU en turnos de un quantum fijo y es el más equitativo. En el ejemplo de esta guía (tres procesos de 24, 3 y 3 ms) el tiempo medio de espera sale 17 ms con FCFS, 3 ms con SJF y 5,67 ms con Round Robin de quantum 4.
Los cinco estados del proceso y la planificación
El planificador decide qué proceso de la cola de listos pasa a ejecución. Un proceso pasa por cinco estados: nuevo, listo (preparado, esperando CPU), ejecutando (solo uno por núcleo a la vez), bloqueado (espera un evento externo, como entrada/salida) y terminado. Los algoritmos de planificación operan sobre los procesos en estado listo.
Algoritmo
Cómo funciona
Ventaja
Inconveniente
FCFS
Por orden de llegada; no expulsivo
Sencillo
Efecto convoy
SJF
El de menor duración primero; en su versión expulsiva se llama SRTF
Óptimo en tiempo medio de espera
Hay que estimar la duración; inanición de los largos
Round Robin
Turnos rotativos con un quantum fijo
El más equitativo; buen tiempo de respuesta
Sobrecarga si el quantum es muy pequeño; similar a FCFS si es muy grande
Prioridades
Más prioridad, antes la CPU
Distingue tareas críticas
Inanición de las de baja prioridad
Multinivel con retroalimentación
Varias colas; los procesos cambian de cola
Adaptativo; usado en sistemas modernos
Complejo de configurar
Ejemplo resuelto: tres procesos que llegan a la vez
Datos inventados para practicar. Tres procesos llegan en el instante 0 con estas duraciones de CPU: P1 = 24 ms, P2 = 3 ms, P3 = 3 ms.
FCFS (orden P1, P2, P3)
P1 se ejecuta de 0 a 24, P2 de 24 a 27 y P3 de 27 a 30. Esperas: P1 = 0, P2 = 24, P3 = 27. Espera media = (0 + 24 + 27) / 3 = 17 ms. Retornos: 24, 27 y 30; media = 27 ms. Es el efecto convoy: dos procesos de 3 ms esperan a uno de 24.
SJF (orden P2, P3, P1)
P2 de 0 a 3, P3 de 3 a 6 y P1 de 6 a 30. Esperas: P2 = 0, P3 = 3, P1 = 6. Espera media = (0 + 3 + 6) / 3 = 3 ms. Retornos: 3, 6 y 30; media = 13 ms.
Round Robin con quantum = 4 ms
Cola inicial P1, P2, P3. Línea de tiempo: P1 de 0 a 4 (le quedan 20), P2 de 4 a 7 (termina), P3 de 7 a 10 (termina) y luego P1 ejecuta de 10 a 30 en turnos de 4 hasta acabar. Finales: P2 = 7, P3 = 10, P1 = 30. Espera = fin menos duración: P1 = 30 - 24 = 6, P2 = 7 - 3 = 4, P3 = 10 - 3 = 7. Espera media = (6 + 4 + 7) / 3 = 5,67 ms. Retornos: 30, 7 y 10; media = 15,67 ms.
Algoritmo
Espera media
Retorno medio
FCFS
17 ms
27 ms
SJF
3 ms
13 ms
Round Robin (q = 4)
5,67 ms
15,67 ms
Cómo se fallan estos problemas
Los errores típicos son contar mal el momento de llegada, olvidar que Round Robin devuelve el proceso al final de la cola cuando agota su quantum y calcular la espera como el tiempo de finalización en lugar de finalización menos duración (menos llegada, si no llegan todos en el instante 0).
Preguntas conceptuales que acompañan a los cálculos
El algoritmo más equitativo para sistemas interactivos es Round Robin.
El que minimiza el tiempo medio de espera es SJF.
El que provoca efecto convoy es FCFS.
El riesgo de inanición aparece en prioridades y en SJF.
El temario de OpoSERGAS describe el planificador CFS de Linux como basado en Round Robin con pesos de prioridad. Es una simplificación: CFS reparte el tiempo de CPU en proporción a los pesos, sin un quantum fijo.
Entre los problemas relacionados que también aparecen en el tema de sistemas operativos están las cuatro condiciones de Coffman del interbloqueo: exclusión mutua, retención y espera, no apropiación y espera circular. Si se elimina cualquiera de ellas, el interbloqueo no puede producirse.
Dónde encaja en el programa y cómo practicar
La planificación de procesos es contenido de sistemas operativos. En el programa oficial de las categorías TI (DOG núm. 126, de 5/07/2021, al que remite el DOG núm. 141, de 24/07/2025) se enmarca en el tema 33 de la parte específica del Técnico/a especialista, "Sistema operativo UNIX-LINUX. Sistema operativo Windows". No hay norma legal que citar: es materia técnica del temario de OpoSERGAS.
¿Qué algoritmo de planificación minimiza el tiempo medio de espera?
SJF (Shortest Job First), que ejecuta primero el proceso más corto. Es óptimo en tiempo medio de espera, pero es difícil conocer de antemano la duración real de cada proceso y puede producir inanición en los procesos largos.
¿Qué es el efecto convoy?
Es el problema de FCFS: un proceso largo que llega primero retrasa a todos los cortos que están detrás. Por eso el tiempo medio de espera con FCFS puede ser muy alto.
¿Qué ocurre si el quantum de Round Robin es muy grande o muy pequeño?
Si es muy pequeño, el sistema pierde tiempo en cambios de contexto (sobrecarga). Si es muy grande, Round Robin se comporta casi como FCFS, porque cada proceso termina antes de agotar su turno.
¿Cuál es la diferencia entre tiempo de espera y tiempo de retorno?
El tiempo de retorno es el tiempo total desde que el proceso llega hasta que termina. El tiempo de espera es el tiempo que pasa en la cola de listos sin ejecutarse: retorno menos tiempo de CPU (y menos las esperas por E/S, si las hay).
¿Qué es la inanición?
Es la situación en la que un proceso listo no llega nunca a ejecutarse porque otros pasan siempre por delante. Puede ocurrir con SJF y con planificación por prioridades.
Fuentes
Programa oficial de las categorías TI, Anexo II. DOG núm. 126, de 5 de julio de 2021 (Resolución de 18 de junio de 2021). xunta.gal/dog
Convocatoria vigente: Resolución de 16 de julio de 2025, DOG núm. 141, de 24 de julio de 2025. xunta.gal/dog
Contenido técnico (estados del proceso, algoritmos de planificación, condiciones de Coffman): temario de Técnico de Sistemas TI de OpoSERGAS. Los datos del ejemplo resuelto son inventados para practicar.
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