Aula04 Processos

Prof. Adolfo Guimarães

adolfoguimaraes@gmail.com

http://sites.google.com/site/adolfoguimaraes

Universidade Federal de Sergipe

Departamento de Sistema de Informação - Itabaiana 29/10/13

Sistemas Operacionais

Processos (Introdução)

Processos

 O que é um processo?

 De forma geral a gente viu que um processo é uma programa.

Processos

 O que é um processo?

 De forma geral a gente viu que um processo é uma programa.

 Um processo é mais do que simplesmente um

código de programa (Seção de Texto)  Contador do programa

 Pilha de processo  Seção de Dados

Estado de um processo

 Cada processo pode está em um dos seguintes

estados:

 Novo: o processo está sendo criado

 Em execução: as instruções estão sendo executadas  Em espera: o processo está esperando a ocorrência

de algum evento

 Pronto: o processo está esperando ser atribuído a

algum processador

Bloco de Controle

 Cada processo é representado por:

 Bloco de Controle de Processo (PCB – Process Control Block)

Bloco de Controle

 O PCB armazena as seguintes informações

relacionadas a um processo:  Estado do processo

 Contador do programa  Registradores de CPU

 Informações de escalonamento de CPU  Informações de gerência de memória  Informações de contabilização

Estado de um processo

 Cada processo pode está em um dos seguintes

estados:

 Novo: o processo está sendo criado

 Em execução: as instruções estão sendo executadas  Em espera: o processo está esperando a ocorrência

de algum evento

 Pronto: o processo está esperando ser atribuído a

algum processador

Threads

 Até então trabalhamos com a ideia de que um

processo só executava uma ação por vez.

 Sendo assim, seria impossível digitar e fazer a correção ortográfica ao mesmo tempo em um processado de textos, por exemplo.

 Nos sistemas operacionais modernos isso não é

verdade.

 Um único processo pode ter vários fluxos de

Escalonamento de processos

 A CPU deve escalonar recursos para cada um dos

processo em execução

 Em um ambiente de multiprogramação, existem

processos sendo executados a todo momento para maximizar a utilização da CPU.

Escalonamento de processos

 A medida que o processo entra no sistema ele é

colocado em uma fila de jobs

 A fila de jobs armazena todos os processos do

sistema

 O sistema operacional possui outras filas

 Fila de processos prontos (ready queue)  Fila de dispositivos (device queue)

 Cada dispositivo possui sua própria fila

 Os processos são alternados entre essas diversas

Operações sobre processos

 Os processos normalmente são:

 Executados de forma concorrentes

 Criados e Removidos Dinamicamente

 Os sistemas operacionais precisam fornecer um

Operações sobre processos

 Um processo pode criar diversos processos.  O processo que criou os novos processos é

chamado de processo pai.

 O processo criado é denominado filho.

 Cada processo filho pode criar novos processos.

Operações sobre processos

 Como os recursos são compartilhados?

 Pai e filho podem compartilhar todos os recursos  O filho compartilha de parte dos recursos do

processo pai

Operações sobre processo

 Como os processos são executados?

 Pais e filhos são executados concorrentemente  Pais esperam os filhos terminarem de executar

 Como dividem o espaço de endereços reservado ao

processo pai?

 O processo filho é uma duplicata do processo pai  O processo filho tem um novo programa carregado

Operações sobre processo

 Término do processo

 Quando um processo executa sua última instrução ele solicita ao sistema operacional que o exclua

através de uma chamada de sistema exit();

 Um processo pode solicitar a finalização de um determinado processo.

 Isso é feito através da syscall abort

Operações sobre processo

 Um pai pode terminar a execução de um de seus

filhos por vários motivos:

 O filho excedeu os recursos que foram alocados.  A tarefa atribuída ao filho não é mais exigida

 O pai está saindo, e o sistema operacional não permite que um filho continue se seu pai terminar

Processos cooperativos

 Um processo pode ser influenciado por outros

processos ou afetar outros processos.

 Esse tipo de processo é denominado de:

 Processos cooperativos

 O contrário deste tipo de processo é denominado:

Processos cooperativos

 Por que é interessante construir um ambiente que

permita que processos sejam cooperativos?  Compartilhamento de informações

 Velocidade de computação  Modularidade

 Conveniência

 Para que isso seja possível é preciso que os

processos se comuniquem entre si e sincronizem suas ações.

Processos cooperativos

 Exemplo:

 O problema do PRODUTOR-CONSUMIDOR

 Um processo produtor produz informações que são

Comunicação entre processos

 No exemplo do produtor-consumidor, os processos

se comunicam em um ambiente de memória compartilhada.

 Eles se utilizam de um buffer implementado pelo

programador

 Outra forma de se obter o mesmo efeito é fornecer o

meio para os processos cooperativos se

comunicarem entre si através de um recurso de comunicação entre processos (IPC).

Comunicação entre processos

 O IPC fornece um meio de comunicação sem

precisar o compartilhamento de endereços de memória.

 Útil para processos que residem em diferentes máquinas

 Ex: um programa de bate-papo

 O IPC é implementado por meio de troca de

Comunicação entre processos

 Sistema de troca de mensagens

 A função de um sistema de troca de mensagens é permitir que os processos se comuniquem entre si sem recorrer a dados compartilhados

 Se dois processos A e B querem se comunicar, eles devem criar um canal de comunicação entre eles.

Comunicação entre processos

 Sistema de troca de mensagens

 Existem vários métodos para implementar um canal de comunicação logicamente e as

operações send/receive:

 Comunicação direta ou indireta

 Comunicação simétrica ou assimétrica  Buffering automático ou explícito

 Enviar por cópia ou referência

Comunicação entre processos

 Comunicação Direta

 Os processos devem ser identificados explicitamente

 send(A, message)  receive(B, message)

 Outra forma é identificando apenas para quem você manda a mensagem:

 send(A, message)  receive(id, message)

Comunicação entre processos

 Comunicação Indireta

 Nesse caso as mensagens são enviadas e

recebidas através de caixas de correios ou portas.  Uma caixa de correio pode ser vista de forma

abstrata como um objeto onde as mensagens podem ser colocadas e retiradas.

 Cada caixa possui uma identificação

 Dois processos só podem se comunicar se tiverem uma caixa de correio em comum.

Comunicação entre processos

 Comunicação Indireta

 send(C, message)  receive(C, message)

 Suponha que …

 Processos P1 P2 e P3 compartilham a mesma

caixa de correio C. P1 envia uma mensagem para C, enquanto P2 e P3 executam a operação de

Comunicação entre processos

 Comunicação indireta

 Suponha que os processos P1 P2 e P3

compartilham a mesma caixa de correio C. P1 envia uma mensagem para C, enquanto P2 e P3 executam a operação de receive em C. Quem

recebe a mensagem de P1?  Depende :)

 Permitir que um canal seja associado com no máximo dois processos

 Permitir que um canal execute o receive por vez  Permitir que o sistema seleciona arbitrariamente

Comunicação entre processos

 A troca de mensagem pode ser de dois tipos

 Bloqueante (síncrono)  Não-bloqueante (assíncrono)  Envio bloqueanteo  Envio não-bloqueante  Recepção bloqueante  Recepção não-bloqueante

Comunicação entre processos

 Independente do tipo de comunicação (direta ou indireta), as mensagens ficam retidas em uma fila temporária que podem ser de 3 tipos:

 Capacidade zero

 Capacidade limitada

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OBRIGADO!!!