GERÊNCIA DO PROCESSADOR

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GERÊNCIA DO PROCESSADOR

Prof. Kleber Carrhá

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MULTITAREFA

O CONCEITO BÁSICO QUE GEROU A IMPLEMENTAÇÃO DOS SISTEMAS MULTIPROGRAMÁVEIS FOI O COMPARTILHAMENTO DA UCP ENTRE OS DIVERSOS PROCESSOS.

PARA ISSO, TODO SISTEMA MULTIPROGRAMÁVEL POSSUI UM CRITÉRIO PARA DETERMINAR QUAL A ORDEM NA ESCOLHA DOS PROCESSOS PARA EXECUÇÃO ENTRE OS VÁRIOS PROCESSOS QUE CONCORREM PELA UTILIZAÇÃO DO PROCESSADOR, ISTO É QUE ENCONTRAM-SE NO ESTADO PRONTO.

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FILAS DE ESTADO

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ESCALONAMENTO

O PROCEDIMENTO DE SELEÇÃO DE UM PROCESSO PARA EXECUÇÃO É CHAMADO DE ESCALONAMENTO, É REALIZADO PELO SISTEMA OPERACIONAL.

A PARTE DO CÓDIGO DO SISTEMA OPERACIONAL RESPONSÁVEL PELO ESCALONAMENTO É CHAMADO DE ESCALONADOR OU SCHEDULER OBJETIVOS DO ESCALONAMENTO:

- MANTER A CPU OCUPADA A MAIOR PARTE DO TEMPO

- BALANCEAR A UTILIZAÇÃO DOPROCESSADOR ENTRE AS DIVERSOS PROCESSOS - MAXIMIZAR O THROUGHPUT DO SISTEMA

- OFERECER TEMPO DE RESPOSTA RAZOAVEL PARA O USUÁRIO

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ESCALONAMENTO

CADA ALGORITMO DE ESCALONAMENTO VISA ATENDER A UM TIPO DE PROCESSAMENTO

OS CRITÉRIOS DE ESCALONAMENTO PODEM SER (DEPENDE DE CADA SISTEMA):

- UTILIZAÇÃO DE CPU

- THROUGHPUT - QUANTIDADE DE PROCESSOS EXECUTADO EM UM DETERMINADO INTERVALO DE TEMPO

- TEMPO DE TURNAROUND - É O TEMPO QUE O PROCESSO LEVA DESDE A SUA ADMISSÃO NO SISTEMA ATÉ O SEU TÉRMINO

- TEMPO DE RESPOSTA - É O TEMPO DECORRIDO DO MOMENTO DA SUBMISSÃO DE UM PEDIDO AO SISTEMA ATÉ A PRIMEIRA RESPOSTA PRODUZIDA

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ESCALONAMENTO

TIPOS DE ESCALONAMENTO

- NÃO-PREEMPTIVO

- NESTE TIPO DE SISTEMA, QUANDO UM PROCESSO GANHA O DIREITO DE UTILIZAR A CPU, NENHUM OUTRO PROCESSO PODE LHE RETIRAR ESSE RECURSO (CPU), ISTO É O PROCESSO PODE UTILIZAR O PROCESSADOR ENQUANTO FOR NECESSÁRIO

- PREEMPTIVO

- NESTE TIPO DE SISTEMA, O SISTEMA PODE INTERROMPER A EXECUÇÃO DE UM PROCESSO PARA QUE OUTRO PROCESSO UTILIZE O PROCESSADOR

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ESCALONAMENTO NÃO-PREEMPTIVO

ESCALONAMENTO FIFO

✓ PRIMEIRO A ENTRAR PRIMEIRO A SER SELECIONADO PARA EXECUÇÃO

✓ IMPLEMENTADO ATRAVÉS DE UMA FILA

✓ UM PROCESSO QUANDO ENTRA NO ESTADO DE PRONTO É COLOCADO NO FINAL DA FILA

✓ PROBLEMAS

 IMPOSSIBILIDADE DE PREVER QUANDO UM PROCESSO TERÁ A SUA EXECUÇÃO INICIADA

 PROCESSOS CPU-BOUND IRÃO PREJUDICAR OS PROCESSOS IO-BOUND

 NÃO É EFICIÊNTE

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ESCALONAMENTO SHORTEST-JOB-FIRST (SJF)

✓ ASSOCIA A CADA PROCESSO AO SEU TEMPO DE EXECUÇÃO, OU SEJA, QUANDO O PROCESSADOR ESTÁ LIVRE, O PROCESSO EM ESTADO DE PRONTO QUE

PRECISAR DE MENOS TEMPO DE UCP PARA TERMINAR SEU PROCESSAMENTO É SELECIONADO PARA EXECUÇÃO

✓ FAVORECE PROCESSOS QUE NECESSITAM DE POUCO TEMPO DE CPU

✓ PROBLEMA É DETERMINAR O TEMPO DE EXECUÇÃO DE CADA PROCESSO

✓ESTE SISTEMA NÃO PODE SER UTILIZADO EM SISTEMAS INTERATIVOS

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A PARTIR DO MOMENTO QUE O PROCESSO ESTÉ EM EXECUÇÃO, VOLUNTARIAMENTE LIBERA O PROCESSADOR E RETORNANDO A FILA DE PRONTO

TODOS OS PROCESSOS DEVEM COOPERAR EXPONTANEAMENTE PARA QUE O ANDAMENTO DE OUTROS PROCESSOS NÃO SEJAM AFETADOS.

SE UM PROCESSO “MAL COMPORTADO”NÃO LIBERAR A CPU, NADA PODERÁ SER FEITO, A NÃO AGUARDAR OU .... “BOOT”

EXEMPLO: WINDOWS 3.11

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ESCALONAMENTO PREEMPTIVO

O ESCALONAMENTO PREEMPTIVO PERMITE QUE O SISTEMA DÊ ATENÇÃO AOS

PROCESSOS MAIS PRIORITÁRIOS E TAMBÉM O COMPARTILHAMENTO DO PROCESSADOR É FEITO DE UMA MANEIRA MAIS UNIFORME ENTRE OS PROCESSOS.

A TROCA DE UM PROCESSO POR OUTRO NA CPU (MUDANÇA DE CONTEXTO) CAUSADA PELA PREEMPÇÃO, GERA UM OVERHEAD AO SISTEMA. É NECESSÁRIO ESTABELECER CORRETAMENTE OS CRITÉRIOS DE PREEMPÇÃO PARA NÃO SOBRECARREGAR O SISTEMA

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ESCALONAMENTO CIRCULAR (ROUND ROBIN)

✓ SEMELHANTE A AO FIFO, PORÉM QUANDO UM PROCESSO PASSA PARA O ESTADO DE EXECUÇÃO, EXISTE UM TEMPO-LIMITE PARA SUA UTILIZAÇÃO, ESSE TEMPO É

DENOMINADO DE TIME-SLICE OU QUANTUM. QUANDO O TEMPO EXPIRA, ELE VOLTA PARA O ESTADO DE PRONTO, DANDO A VEZ PARA OUTRO PROCESSO. ESSE MECANISMO É CHAMADO DE PREEMPÇÃO POR TEMPO

✓ ATRAVÉS DO ESCALONAMENTO CIRCULAR, NENHUM PROCESSO PODERÁ MONOPOLIZAR A CPU

✓ EM SISTEMAS INTERATIVOS COM O USUÁRIO ESTE ALGORITMO É BASTANTE ADEQUADO.

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ESCALONAMENTO

PREEMPTIVO - FILA CIRCULAR

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ESCALONAMENTO POR PRIORIDADE

✓ O ESCALONAMENTO CIRCULAR CONSEGUE MELHORAR A DISTRIBUIÇÃO DO TEMPO DA CPU, PORÉM NÃO CONSEGUE IMPLEMENTAR UM COMPARTILHAMENTO

DIFERENCIADO ENTRE OS PROCESSOS, ISTO ACONTECE EM RAZÃO DE O

ESCALONAMENTO CIRCULAR TRATAR TODOS OS PROCESSOS DE UMA MANEIRA IGUAL, O QUE NEM SEMPRE É O IDEAL

✓ PROCESSOS IO-BOUND COMPETEM DE FORMA IGUAL COM OS PROCESSOS CPU- BOUND

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✓EM CERTAS CIRCUNSTANCIAS, ALGUNS PROCESSOS DEVEM SER TRATADOS DE MANEIRA DIFERENTE DE OUTROS PROCESSOS

✓ É PRECISO ASSOCIAR A CADA UM DELES UMA PRIORIDADE DE EXECUÇÃO

✓ NESSE ESQUEMA, PROCESSOS DE MAIOR PRIORIDADE SÃO ESCALONADOS

PREFERENCIALMENTE, ISTO É, TODA VEZ QUE UM PROCESSO FOR PARA A FILA DE PRONTO COM PRIORIDADE SUPERIOR AO PROCESSO EM EXECUÇÃO, O SISTEMA

DEVERÁ INTERROMPER O PROCESSO CORRENTE, COLOCÁ-LO NO ESTADO DE PRONTO E SELECIONAR O DE MAIOR PRIORIDADE. ESTE MECANISMO É DEFINIDO COMO

PREEMPÇÃO POR PRIORIDADE

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✓A PRIORIDADE PODE SER ESTÁTICA OU DINÂMICA

✓A PRIORIDADE É DITA ESTÁTICA QUANDO NÃO É MODIFICADA DURANTE A EXISTÊNCIA DO PROCESSO

✓ NA PRIORIDADE DINÂMICA, A PRIORIDADE DO PROCESSO PODE SER AJUSTADA DE ACORDO COM O TIPO DE PROCESSAMENTO REALIZADO PELO PROCESSO

✓A PRIORIDADE DE UM PROCESSO VAI AUMENTANDO A MEDIDA QUE O MESMO PERMANECE NA FILA DE PRONTO, APÓS A SUA EXECUÇÃO A PRIORIDADE É A MAIS BAIXA POSSÍVEL

✓ DE TEMPOS EM TEMPOS É REALIZADO UM RECALCULO DE PRIORIDADE DOS PROCESSOS PRONTOS

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ESCALONAMENTO POR MÚLTIPLAS FILAS

✓ COMO DIVERSOS PROCESSOS DO SISTEMA POSSUEM CARACTERÍSTICAS DE PROCESSAMENTO DIFERENTES, É DIFÍCIL QUE UM ÚNICO MECANISMO DE ESCALONAMENTO SEJA ADEQUADO A TODOS OS TIPOS DE PROCESSO.

✓ UMA BOA POLÍTICA SERIA CLASSIFICAR OS PROCESSOS EM FUNÇÃO DO TIPO DE PROCESSAMENTO REALIZADO E APLICAR A CADA GRUPO MECANISMOS DE

ESCALONAMENTO DISTINTO

✓ O ESCALONAMENTO POR MULTIPLAS FILAS IMPLEMENTA DIVERSAS FILAS DE PROCESSO NO ESTADO DE PRONTO, ONDE CADA PROCESSO É ASSOCIADO

EXCLUSIVAMENTE A UMA DELA.

✓CADA FILA POSSUI UMA PRIORIDADE ASSOCIADA

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ESCALONAMENTO POR MÚLTIPLAS FILAS

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ESCALONAMENTO COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES

✓ EXISTE UMA [ÚNICA FILA DE PRONTO E SÃO ESCALONADOS NO PRIMEIRO PROCESSADOR DISPONÍVEL

✓ NO CASO DE DOIS OU MAIS PROCESSADORES SE TORNAR DISPONÍVEL EM UM MESMO INSTANTE, NÃO PODE HAVER A POSSIBILIDADE DE UM PROCESSO SER ESCALONADO POR DOIS PROCESSADORES DIFERENTES.

✓ A MEMÓRIA FÍSICA É ÚNICA PARA TODOS OS PROCESSADORES, CONTENDO ASSIM TODOS OS PROGRAMAS, NÃO FAZ DIFERENÇA EM QUAL PROCESSADOR A EXECUÇÃO OCORRERÁ.

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ESCALONAMENTO COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES