Trabalho de sistemas operacionais

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Trabalho de Sistemas Operacionais 1




Objetivo do Trabalho
Este trabalho tem como objetivo ilustrar um resumo completo do capítulo 10 do livro texto “Operating Systems – Internal and Design Principles” de William Stallings, aonde o tema abordado neste capítulo é escalonamento de tarefas em sistemas multiprocessados, dando ênfase no tratamento de atividades de tempo real.Escalonamento em Multiprocessadores
Um sistema multiprocessado possui aspectos em seu escalonador de processos que não são necessários em um sistema monoprocessado devido à complexidade em se tratar diferentes processos de modo paralelo.
Sistemas multiprocessados podem ser classificados em:

• Sistemas fracamente acoplados ou clusters: Consiste em um conjunto de sistemas relativamente autônomos,onde cada processador possui sua própria memória principal e canais de E/S.

• Processadores especializados: Há um processador principal (mestre) e processadores especializados que são controlados pelo mestre e provêem serviços para ele.

• Multiprocessamento fortemente acoplado: Consiste em um conjunto de processadores que compartilham a memória principal e estão sob o controleintegrado das operações do sistema.

Granularidade:
Uma boa maneira de caracterizar multiprocessadores e colocá-los no contexto de outras arquiteturas é considerar a granularidade de sincronização ou freqüência de sincronização entre processos em um sistema. Podemos distinguir cinco categorias de paralelismo que diferem no grau de granularidade: Bom, Médio, Ruim (Coarse), muito ruim e Independente.Paralelismo independente:
Com o paralelismo independente não há sincronização explícita entre os processos. Cada um representa um aplicativo separado e independente. O uso típico deste tipo de paralelismo é em sistemas de tempo compartilhado, onde cada usuário está executando uma aplicação específica. O tempo médio de resposta ao usuário será menor, visto que mais de uma CPU está disponível.Paralelismo de granularidade ruim e muito ruim
Nesses tipos de paralelismo há a sincronização entreos processos, porém em um baixo nível. Este tipo de situação é facilmente manipulada como um conjunto de processos concorrentes sendo executados emum sistema monoprocessado e multiprogramado, podendo ser suportado em
um multiprocessador com pouca ou nenhuma alteração no software do usuário.
Emgeral, toda coleção de processos concorrentes que precisam se comunicar ou sincronizar pode se beneficiar do uso de uma arquitetura com múltiplos processadores. No caso de uma interação pouco frequente entre os processos, um sistema distribuído pode fornecer bons resultados. No
entanto, se a interação for mais frequente, o overhead de comunicação através da rede pode prejudicar o ganho. Nesse caso,a organização em multiprocessadores oferece um suporte mais eficaz.

Paralelismo de granularidade média:
Sabemos que uma única aplicação pode ser implementada como uma coleção de threads em um processo. Neste caso, o programador precisa especificar explicitamente o potencial paralelismo da aplicação. Normalmente, haverá a necessidade de se ter um alto grau de coordenação e interação entreestas threads, conduzindo a um nível de granularidade médio de sincronização.

Considerando que o paralelismo independente e os de granularidades ruim e muito ruim não geram nenhum (ou geram pouco) impacto sobre o escalonamento, precisamos reexaminar este quando do escalonamento de threads. Devido à grande interação existente entre as várias threads, as decisões de escalonamento em relação a umathread podem afetar o desempenho de toda a execução.

Paralelismo de Granularidade Boa
Representa o tipo de paralelismo mais complexo que se encontra no uso de threads.

Questões de design
Escalonamento em um multiprocessador envolve três questões interligadas:

• Atribuição de Processos para Processadores;

• O uso da multiprogramação em processadores individuais;

• Estado atual de...
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