Gerencia de processador

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Gerência do Processador
Funções


Com o surgimento dos sistemas multiprogramáveis, onde múltiplos processos poderiam permanecer na memória e disputar o uso de um único processador, a gerência do processador tornou-se uma das atividades mais importantes em um sistema operacional.

A partir do momento em que vários processos podem estar no estado de pronto, devem ser estabelecidos critériospara definir qual processo será escolhido para fazer uso do processador. Tais critérios compõem a política de escalonamento, que é a base da gerência do processador e da multiprogramação em um sistema operacional.

Dentre as funções da gerência do processador, podemos citar:
• Manter o processador ocupado a maior parte do tempo;
• Balancear o uso da CPU entre processos;
• Privilegiar aexecução de aplicações críticas;
• Maximizar o throughput e;
• Oferecer tempos de resposta razoáveis aos usuários interativos.

Cada sistema operacional possui sua política de escalonamento adequada ao seu propósito e às suas características. Sistemas de tempo compartilhado, por exemplo, possuem requisitos de escalonamento distintos dos sistemas de tempo real.

Critérios de escalonamento
-Utilização do processador: corresponde a uma taxa de utilização, que na maioria dos sistemas varia entre 30 e 90%. Uma utilização abaixo dos 30% indicaria um sistema ocioso, com carga de processamento baixa, enquanto uma taxa de utilização acima dos 90% pode indicar um sistema bastante carregado, próximo da sua capacidade máxima (em alguns casos tal situação pode levar a um crash –travamento do sistema).

- Throughput: é o número de processos executados em um determinado intervalo de tempo. Quanto maior o throughput, maior o número de tarefas executadas em função do tempo. A maximização do throughput é desejada na maioria dos sistemas.

- Tempo de Processador: é o tempo que um processo leva no estado de execução, durante seu processamento. As políticas deescalonamento não interferem neste parâmetro, sendo este tempo função apenas do código executável e da entrada/saída de dados.

- Tempo de Espera (pela CPU): é todo o tempo que o processo permanece na fila de pronto, aguardando a liberação da CPU para ser executado. A redução deste tempo de espera é desejada pela maioria das políticas de escalonamento.

- Tempo de Turnaround: é otempo total que o processo permaneceu no sistema, desde sua criação até o momento em que é encerrado. São contados os tempos de alocação de memória, espera na fila de pronto e interrupção (E/S).

- Tempo de Resposta: é o tempo decorrido entre uma requisição ao sistema e o instante em que a resposta começa a ser exibida. Em sistemas interativos, como aplicações on-line ou acesso à Web, ostempos de resposta devem ser da ordem de apenas poucos segundos.


Escalonamentos Não-Preemptivos e Preemptivos

Escalonamentos do tipo não-preemptivos são aqueles onde o sistema operacional não pode interromper o processo em execução para retirá-lo da CPU. Assim sendo, se nenhum evento externo ocorresse durante a execução do processo, este permanecia na CPU até terminar ou então algumainstrução do próprio programa o desviasse para o estado de espera (operação de E/S).

Já os escalonamentos preemptivos são caracterizados pela possibilidade de o sistema operacional interromper o processo em execução para retirá-lo da CPU e dar lugar a outro. Neste caso o processo retirado da CPU volta ao estado de pronto, onde permanece aguardando nova oportunidade de ocupar a CPU. Com o uso dapreempção, é possível ao sistema priorizar a execução de processos, como no caso de aplicações em tempo real. Outro benefício é a possibilidade de implementar políticas de escalonamento que compartilhem o processador de uma maneira mais uniforme, balanceando o uso da CPU entre os processos.

São escalonamentos não-preemptivos:
- FIFO: o processo que chegar primeiro à fila de pronto é...
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