Sistemas operativos modernos

calor generará, y cuanto más pequeña sea, más difícil será destiacerse de ese calor. Ya en los sistemas Pentium más potentes, el enfriador de la CPU es más grande que la CPU misma. En general, llegar de l MHz a l GHz no requirió más que mejoras incrementales en la ingeniería del proceso de fabricación del chip. Pasar de l GHz a l THz va a requerir un enfoque radical­ mente distinto. Una posibilidad para aumentar la velocidad es usar computadoras con paralelismo masivo. Estas máquinas constan de muchas CPUs, cada una de las cuales opera a velocidad “normal” (aunque quién sabe qué signifique eso en un año dado) pero que en conjunto tienen una potencia de cómputo mucho mayor que una sola CPU. Ya han salido al mercado sistemas con 1000 CPUs, y es probable que en la próxima década se construyan sistemas con un millón. Aunque hay otras posibles estrategias para lograr una mayor velocidad, como las computadoras biológicas, en este capítulo nos concentraremos en los sistemas con múltiples CPUs convencionales. Suelen usarse computadoras altamente paralelas para efectuar cálculos numéricos pesados. Problemas como predecir el tiempo, modelar el flujo del aire alrededor de un ala de avión, simular la economía mundial o entender las interacciones entre un fármaco y su receptor en el cerebro requieren cálculos intensivos. Sus soluciones exigen largas operaciones con muchas CPUs a la vez. Los sistemas multiprocesador que estudiaremos en este capítulo se utilizan en for­ ma amplia para resolver estos problemas y otros similares en ciencias e ingeniería, entre otros campos. Otro avance importante es el increíblemente rápido crecimiento de Internet. En un princi­ pio, ésta se diseño como prototipo para un sistema de control militar tolerante a fallos; luego se popularizó entre los científicos académicos de la computación y a últimas fechas ha adqui­ rido muchos usos nuevos. Uno de ellos es el enlazamiento de miles de computadoras en todo el mundo para que trabajen juntas en la resolución de problemas científicos de gran enverga­ dura. En cierto sentido, un sistema que consta de 1000 computadoras distribuidas por todo el mundo no es distinto de uno que consta de 1000 computadoras en el mismo recinto, aunque el retraso y otras características técnicas son diferentes. También consideraremos estos siste­ mas en el presente capítulo. Es fácil colocar un millón de computadoras independientes en un recinto si tiene suficiente dinero y un recinto lo bastante grande. Diseminar un millón de computadoras independientes por todo el mundo es más fácil aún porque no existe el segundo problema. La dificultad surge cuando se quiere que las computadoras se comuniquen para trabajar en la resolución de un mis­ mo problema. Por ello, se ha trabajado mucho en la tecnología de interconexión, y las distin­ tas tecnologías de interconexión han llevado a clases diferentes de sistemas desde el punto de vista cualitativo y a diferentes organizaciones de software. Toda comunicación entre componentes electrónicos (u ópficos) se reduce en úlfima instan­ cia al envío de mensajes —cadenas de bits bien definidas— entre ellos. Las diferencias radi­ can en la escala de tiempo, la escala de distancia y la organización lógica empleada. En un extremo están los multiprocesadores de memoria compartida, sistemas en los que de dos a 1000 CPUs se comunican por medio de una memoria compartida. En este modelo, cada CPU tiene el mismo acceso a toda la memoria física y puede leer y escribir palabras individuales uti­ lizando instrucciones LOAD y STO RE . El acceso a una palabra de memoria por lo regular tar­ da de 10 a 50 ns. Aunque este modelo, que se ilustra en la figura 8 - la, suena sencillo, su