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04/04/2011          Gerência de processosUm processo precisa de determinados recursos, para realizarsuas tarefas, tais com...
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Fso parte iii

  1. 1. 04/04/2011 BootstrapPrograma inicial ou de partida, que inicializa todos osaspectos do sistema, desde registradores de CPU acontroladoras de dispositivos, passando pelo conteúdo damemória.Etapas do carregamento : • Localizar e carregar na memória o kernel do SO • Inicia a execução do primeiro processo “init” • Monitorar ocorrência de evento (interrupção de Hardware ou Software) , caso ocorra o hardware envia um sinal para CPU, geralmente por meio do barramento do sistema. BootstrapSistemas modernos são baseados em interrupções, se naohouver processos para executar, nenhum dispositivo I/O aoqual fornecer serviço e nenhum usuário a ser atendido, umSO ficará parado, esperando que algo aconteça.Os eventos são quase sempre sinalizados pela ocorrência deuma interrupção ou um trap.Trap, ou exceção, é uma interrupção gerada por softwarecausada por um erro (por exemplo, a divisão por zero, ouacesso inválido à memória)Para cada tipo de interrupção , segmentos de código no SOdeterminam que ação deve ser realizada. Gerência de processosO que é um processo ? • Pode ser considerado um programa em execução  Programa de usuário de tempo compartilhado, como um compilador  Enviar saída para impressora  Processador de textos executado por um usuário individual em um PCObs: Por enquanto podemos considerar que um processo éum job ou programa de tempo compartilhado, mais tardeveremos que o conceito é mais geral, onde será possivelfornecer chamadas ao sistema que permitem aos processoscriar subprocessos para a execução concorrente. 1
  2. 2. 04/04/2011 Gerência de processosUm processo precisa de determinados recursos, para realizarsuas tarefas, tais como : • Tempo de CPU • Memória • Arquivos e dispositivos de I/OQue são dados ao processo quando ele é criado ou alocados aele durante sua execução.Vale a pena lembrar que um programa por si só não é umprocesso; um programa é uma entidade passiva, como oconteúdo de um arquivo armazenado em disco, enquanto umprocesso é uma entidade ativa, com um contador doprograma especificando a próxima instrução a ser executada. Gerência de processos• A execução de um processo deve ser sequencial, onde aCPU executa uma instrução do processo após a outra até oprocesso terminar• No máximo uma instrução do processo é executada emnome do processo, ou seja, embora 2 processos possam serassociados com o mesmo programa, ele são consideradosduas sequencias de execução separadas.• É comum ter programas que utilize muitos processos parasua execução.• Vários processos podem executar concorrentemente,multiplexando a CPU entre entre eles. Gerência de processosO sistema operacional é responsável pelas seguintesatividades em relação à gerência de processos :  Criar e excluir processos de usuários e sistemas  Suspender e retomar processos  Fornecer mecanismos para sincronização de processos  Fornecer mecanismos para comunicação de processos  Fornecer mecanismos para tratamento de deadlocks (impasses) 2
  3. 3. 04/04/2011 Gerência de processos• Um processo é formado por três partes:  Contexto de hardware  Contexto de software  Espaço de endereçamento Gerência de processosContexto de Hardware  Armazena o conteúdo dos registradores gerais da CPU e de uso específico, como o program counter (PC), o stack pointer (SP) e o registrador de status (PSW).  Quando um processo está em execução , o os registradores da CPU são utilizados  Quando o processo perde a utilização da CPU, o sistema salva o contexto de hardware no processo. A troca de um processo por outro na CPU é chamada de mudança de contexto. Gerência de processosContexto de Software São especificadas as características e limites dos recursos que podem ser alocados pelo processo, como prioridade para execução, privilégios, tamanho do buffer para operações de E/S etc.;  O contexto de software é formado por três grupos de informações: • Identificação • Quotas • Privilégios 3
  4. 4. 04/04/2011 Gerência de processosContexto de Software  Identificação • PID (Program Id) • UID (Owner) (identificação do usuário que os criou)  Quotas • São os limites de cada recurso do sistema que um processo pode alocar:  Número máximo de arquivos abertos simultaneamente;  Tamanho máximo de memória principal e secundária  Número máximo de operações de E/S pendentes Gerência de processosContexto de Software Privilégios • Definem as ações que um processo pode fazer em relação a ele mesmo, aos demais processos e ao SO  Privilégios que afetam o próprio processo permitem que suas características possam ser modificadas.  Prioridade de execução  Limites alocados na memória principal e secundária  O usuário que possuem todos os privilégios são chamados de Administrador (Windows) e root (Linux) Gerência de processos Espaço de endereçamento  É a área do processo onde as instruções e dados do programa são armazenados para sua execução  Cada processo possui o seu espaço; nenhum outro processo poderá ocupá-lo. 4
  5. 5. 04/04/2011 Gerência de processosEstado do processo Nos sistemas operacionais multitarefa, um processo nãopoderá ocupar exclusivamente uma CPU. Para que o compartilhamento da CPU seja efetivado, umprocesso passa por vários estados ao longo de seucompleto processamento A mudança de estados é gerada por eventos do sistemaoperacional ou do próprio processo. Gerência de processos Um processo ativo pode se encontrar em 3 estados :  Pronto  Execução  Espera Gerência de processosEstado de pronto (ready)  Está no estado de pronto quando aguarda para ser executado  Os processos no estado de pronto ficam em uma lista encadeada  O escalonamento dos processos determina a ordem e os critérios pelos quais os processos neste estado deverá fazer uso do processador. 5
  6. 6. 04/04/2011 Gerência de processos Estado de execução (running)  Está no estado de execução quando está sendo processado pela CPU  Os processos se alternam na utilização da CPU seguindo uma política de escalonamento estabelecida pelo Sistema Operacional Gerência de processos Estado de espera (waiting)  Aguarda por algum evento externo ou por algum recurso para prosseguir o processamento.  Também são organizados em lista encadeada  Todos os processos em estado de espera são colocados novamente em fila de pronto  Espera de uma data e hora para executar uma ação ou espera de entrada pelo usuário. Gerência de processosMudança de Estado do processo Um processo muda de estado durante seu processamento em função de : • Eventos voluntários originados pelo próprio processo • Eventos involuntários originados pelo SO São 4 as mudanças de estado : • de pronto para execução • de execução para espera • de espera para pronto • de execução para pronto 6
  7. 7. 04/04/2011 Gerência de processosDe pronto para execução 1. SO cria o processo 2. Sistema coloca processo em estado de pronto e fica aguardando uma oportunidade para ser executado. 3. Processo é executado Gerência de processos De execução para pronto 1. Processo se encontra em execução; 2. Tempo para execução do processo termina; 3. Processo retorna à fila de pronto Gerência de processos De execução para espera 1. Processo está sendo executado; 2. SO suspende a execução do processo colocando-o em fila de espera por um determinado tempo; 7
  8. 8. 04/04/2011 Gerência de processosDe espera para pronto 1. Processo está em espera (waiting); 2. Um determinado recurso ou operação é solicitada pelo processo, que é atendido. 3. Processo entra para a fila de pronto Gerência de processosSwapping • Processos em estado de pronto ou espera podem ser alocados em memória secundária caso não haja espaço suficiente na memória principal; • Esta técnica chamamos de Swapping • Swapp out quando o processo ou programa é levado para a memória secundária. • Swapp in quando o mesmo retorna para a memória principal 8

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