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Sistemas Operacionais

Módulo 4: Processos

Conceito de Processo
Escalonamento de processos
Operações sobre processos
Processos cooperantes
Comunicação entre processos

4.1

Sistemas Operacionais

Conceito de Processo

Um Sistema Operacional executa uma variedade de programas:
Sistemas de processamento em lotes (batch) − processa
jobs
Sistemas de tempo partilhado (time−shared) − roda
processos deusuários ou tarefas (tasks)
O livro texto usa os termos “job” e processo quase como
sinônimos
Processo: é um programa em execução
Um processo inclui:
Contador de programa (PC)
Pilha
Segmento (área) de dados

4.2

Sistemas Operacionais

Estados de Processos
Ao executar, processo muda de “estados”
New: processo está sendo criado
Running: instruções do processo estão executando
Waiting: processoestá esperando ocorrência de algum
evento
Terminated: processo terminou a execução

4.3

Sistemas Operacionais

Diagrama de Estados de Processos

4.4

Sistemas Operacionais

Process Control Block (PCB)
PCB contém informações associadas a cada processo:
Estado do processo
Valor do PC (apontador de instruções)
Área para guardar valor dos registradores
Infos. para escalonamento de CPU (escalonamentoprocessos)
Infos. Para gerenciamento de memória
Infos. De contabilidade dos processos
Status das operações de I/O (ex.: Infos. sobre arquivos
usados)

4.5

Sistemas Operacionais

Process Control Block (PCB)

4.6

Troca de processos
(ou context switch)

Sistemas Operacionais

4.7

Sistemas Operacionais

Filas para escalonamento de processos
Fila de “jobs”: conjunto de todos os processos no sistemaFila de prontos (ready queue): conjunto de todos os processos
que residem na memória principal, prontos para executar mas
não estão em execução
Filas de dispositivos: conjunto de processos esperando por um
dispositivo de I/O

“Os processos migram entre as diversas
filas do sistema”

4.8

Fila de prontos e as diversas filas de
dispositivos de I/O

Sistemas Operacionais

4.9

Representação doescalonamento de
processos

Sistemas Operacionais

4.10

Sistemas Operacionais

Escalonadores

Escalonador de longo prazo (Long−term scheduler) − seleciona
qual processo deve ser colocado (buscado) para a fila de
prontos
por exemplo:
de uma fila de jobs batch
Escalonador de curto prazo (short−term scheduler, CPU
scheduler) − seleciona, da fila de prontos, que processo deve
ser executado a seguir (i.e.alocado à CPU).

4.11

Sistemas Operacionais

Adição de um escalonador de médio prazo

4.12

Sistemas Operacionais

Escalonadores (Cont.)

Escalonador de curto prazo é invocado muito frequentemente
(milisegundos) ⇒ (deve ser rápido)
Escalonador de longo prazo é invocado infrequentemente
(segundos, minutos) ⇒ (pode ser lento)
Escalonador de longo prazo controla o grau de
multiprogramação dosistema
Processos podem ser classificados em:
I/O−bound processes − delimitados pelo tempo de I/O,
gasta mais tempo fazendo I/O do que computações, muitas
pequenas rajadas (bursts) de CPU
CPU−bound processes − delimitados pelo tempo de CPU,
gastam a maior parte do tempo fazendo computações;
Poucas RAJADAS LONGAS de CPU
4.13

Sistemas Operacionais

Trocas (chaveamentos) de Contexto

Quando CPU trocaprocesso em execução por outro, SO deve
salvar o estado (contexto de execução) do processo anterior e
carregar nos regs. da máquina o estado (guardado) do próximo
processo
Tempo de troca de contexto é “overhead”; a traca é útil mas não
é o objetivo do sistema, objetivo é processar / computar jobs
Tempo de troca de contexto é dependente do suporte de
hardware

4.14

Sistemas Operacionais

Criação deprocessos

Processo pai cria “filhos” (ou clones), que por sua vez criam
outros formando uma árvore de processos
Compartilhamento de recursos possíveis:
Pai e filhos compartilham todos os recursos
Filhos compartilham subconjunto de recursos do pai
Pai e filhos não compartilham recursos
Execuções possíveis:
Pai e filhos executam concorrentemente
Pai espera até filhos terminarem

4.15

Sistemas...
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