Unidade 2 (Processos, Threads, Escalonamento e Gerncia do Processador)

Aleksandra do S. da Silva

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Agenda

Parte 1 -

Motivaes Iniciais

O Modelo de Processo

Gerncia de processos

Criao de Processos

Trmino de Processos

Hierarquia de Processos

Estados do Processo

Mudanas de Estado do Processo

Alternncia entre Processos (Troca de Contexto)

Implementao de Processos

Tipos de Processos Quanto ao comportamento

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Objetivos de Aprendizagem

Ao final deste estudo, voc deve ser capaz de:

Compreender o conceito relacionado ao Modelo de Processo adotado

na cincia da computao

Conhecer as atividades de gerncia de processo de um sistema

operacional

Entender especificamente os aspectos principais relacionados

criao, trmino, hierarquia, estado, mudana de estados, alternncia

entre processos, como os SOs implementam o conceito de processo e

os tipos de processo quanto ao comportamento.

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Motivaes Iniciais

Computador digital: mquina que pode resolver problemas para as

pessoas executando instrues que lhe so dadas (Tanebaum, 2006)

Sequncia de instrues: Compe um Programa.

Fonte da Figura: Tanebaum, 2003

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Motivaes Iniciais

Como os computadores

modernos atuam em relao

vrias tarefas (programa) que

solicitamos que sejam

executadas por ele ?

Open Office

Navegador

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Sem a abstrao de processos, a cincia da

Computao Moderna no existiria. (Tanebaum, 2010)

Nesse modelo, todos os software que podem ser executados em

um computador (inclusive o prprio SO) so organizados em

processos.

Um processo apenas um programa em execuo , acompanhado dos

valores do contador de programa, dos registradores e das variveis. (Tanebaum, 2003)

Exemplos de Processo:

um compilador sendo utilizado por um usurio;

um editor de textos sendo executado por um usurio individual em um

microcomputador.

Programa x Processo: Entidade passiva e Entidade ativa

Analogia: Um programa para um processo o que uma partitura

para a orquestra sinfnica (Deitel, 2005)

O Modelo de Processo

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Outra definio para Processo:

Um processo (Machado & Maia, 2002) representa um ambiente onde o

programa ser executado e possui todas as informaes

necessrias para que um programa execute como:

os valores armazenados em seus registradores no momento da execuo

de uma instruo;

valores armazenados em seus registradores especiais ou especficos;

recursos que eles podem usar como: quotas de disco;

privilgios que este programa possui;

identificao do criador;

informaes sobre o espao de memria alocados em seus cdigos e

dados, dentre outros.

etc

O Modelo de Processo

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Gerncia de Processos

Atividades do Sist. Operacional em relao gerncia de

processos (Silberschatz, Galvin & Gagne, 2000) :

1) Criar e excluir processos de usurio e de sistema

2) Suspender e retomar processos, ou seja realizar o

escalonamento destes processos

3) Fornecer mecanismos para a comunicao e

sincronizao de processos

4 ) Fornecer mecanismos para tratamento de deadlocks

(impasses)

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Criao de Processos

Principais eventos que levam criao de processos:

Incio do sistema. Ex: todas as vezes que o sistema

carregado, existem processos sendo executados em 1o

plano (FOREGROUND) e outros em 2o plano

(BACKGROUND) (chamados daemons)

Execuo de chamada ao sistema de criao de processos

por um processo em execuo. Ex: todas as vezes que

necessrio mais de um processo pra realizar uma tarefa

Em sistemas interativos, o usurio pode solicitar a

inicializao de um programa digitando ou clicando em um

cone, o que leva a criao de um novo processo .

Incio de um job em lote. Ex: em mainframes(Tanebaum, 2010)

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Trmino de Processos

Condies que levam ao trmino de processos:

Sada normal (voluntria). Ex: gcc nome do arquivo

Sada por erro (voluntria). Ex: gcc nome de arquivo que no

existe

Erro fatal (involuntrio). Ex: programa que faz uma diviso

por zero.

Cancelamento por um outro processo (involuntrio). Ex: kill -

9 nome do arquivo

Obs: em alguns sistemas, quando um processo termina

(voluntariamente ou no) todos os processos criados por ele

so imediatamente cancelados.

(Tanebaum, 2010)

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Hierarquia de Processos

Pai cria um processo filho, processo filho pode criar outro

processo filho: formam uma hierarquia

No UNIX, todos os seus filhos e descendentes formam um

grupo de processos; o Windows no apresenta o conceito de

hierarquia, pois todos os processos so iguais. Algo parecido

ocorre apenas quando o proc. criado; ao pai dado um

identificador (handle), que ele pode usar para controlar o filho,

entretanto ele pode passar esse identif. para outros processos.

Fonte da Fig.: Silberschatz, Galvin e

Gagne 2000

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Estados do Processo

Existem basicamente trs estados que um processo pode

se encontrar:

Execuo (running): Um processo est no estado de Execuo,

quando est realmente usando o processador.

Pronto (Ready): Um processo est no estado Pronto, quando

est temporariamente parado, apenas aguardando uma

oportunidade para executar.

Bloqueado (Wait): Um processo est no estado, de Bloqueado

ou Espera quando est incapaz de executar, pois est

aguardando algum evento externo ou algum recurso para poder

prosseguir seu processamento.

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Mudanas de Estados do Processo

Execuo

Bloqueado Pronto

1 2

3

4

Eventos/acontecimentos que ocasionam

as mudanas de estado dos processos:

1: Execuo Bloqueado: SO descobre

que o processo no pode prosseguir, pois

o processo est aguardando uma

operao de E/S.

2: Execuo Pronto: Transio causada

pelo SO , que escolhe outro processo

para executar (atravs do escalonador do

SO).

3: Pronto Execuo: Transio

tambm causada pelo S.O, que entrega o

processador para um processo (atravs

do escalonador do SO)

4: Bloqueado Pronto: operao

solicitada atendida ou o recurso

esperado concedido

Fonte da fig.: (Tanebaum, 2010)

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Para que o SO fornea

a iluso de paralelismo

necessrio que ele seja

capaz de realizar troca

de contexto de um processo

para o outro, ou seja salvar o

estado atual do processo que

tava executando e carregar o

estado do novo processo a ser

executado.

(Machado & Maia).

Alternncia entre processos (Troca de Contexto)

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Implementao de Processos

O Sist. operacional materializa o

processo atravs de uma tabela,

chamada tabela processos com uma

entrada para cada processo (Tanebaum,

2010), que mantm todas as

informaes referentes a um

determinado processo.

PCB

Fonte da Fig.: Silberschatz, Galvin e

Gagne 2000

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CPU-Bound (orientado CPU): Um processo considerado CPU-Bound,

quando passa maior parte do tempo no estado de execuo, ou seja,

utilizando o processador e realiza poucas operaes de E/S. Exemplo:

Aplicaes matemticas ou cientficas.

Fonte da Fig.: Silberschatz, Galvin e Gagne 2000

I/O Bound (orientado E/S): Um processo considerado I/O-Bound,

quando passa maior parte do tempo no estado de espera, pois realiza um

elevado nmero de operaes de E/S. Exemplo: Aplicaes comerciais

Tipos de Processos Quanto ao comportamento

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Objetivos de Aprendizagem

Ao final deste estudo, voc deve ser capaz de:

Compreender o conceito relacionado ao Modelo de Processo adotado

na cincia da computao

Conhecer as atividades de gerncia de processo de um sistema

operacional

Entender especificamente os aspectos principais relacionados

criao, trmino, hierarquia, estado, mudana de estados, alternncia

entre processos, como os SOs implementam o conceito de processo e

os tipos de processo quanto ao comportamento.

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Referncias Bibliogrficas

DEITEL, H.; DEITEL, P.;D. CHOFFNES. Sistemas Operacionais. 3 ed. 2005.

MACHADO, F.B. MAIA, L. P. Arquitetura de Sistemas Operacionais. Editora: LTC, 3a. ed. 2002

SILBERSCHATZ, A.; GALVIN, P.; GAGNE, G. Sistemas Operacionais Conceitos e Aplicaes. Campus, 2000.

TANENBAUM, ANDREW S. Sistemas Operacionais Modernos. Prentice-Hall, 2a. ed. 2003.

TANENBAUM, ANDREW S. Sistemas Operacionais Modernos. Prentice-Hall, 2a. ed. 2010

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