Profa. Priscila Facciolli PROCESSOS Profa. Priscila Facciolli Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Sumário O que é processo? Elementos básicos de um processo; Contexto de Hardware; Contexto de Software; Espaço de endereçamento; Bloco de Controle do Processo (PCB) Estados de um processo; Mudança de estado dos processos; Processos Foreground e Processos Background; Processos do SO; Processos CPU/Bound e I/O Bound; Exercícios. Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais O que é Processo? Surgiu na década de 60 o conceito de SO multiprogramáveis e Time Sharing, onde se atende diversas tarefas dos usuários e se mantém informações a respeito de vários programas que estão sendo executados concorrentemente. Neste sistema, o processador executa a tarefa durante um Time Slice e, no instante seguinte pode processar outra tarefa. A cada troca de tarefa é necessário salvar todas as informações da tarefa que foi interrompida para quando ela retornar a ser executada, não lhe falte nenhuma informação para continuar seu processamento Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais O que é Processo? Quem mantém todas essas informações para execução de um programa, como por exemplo, conteúdo de registradores e espaço de memória é o Processo. Também pode ser definido como sendo o ambiente onde se executa um programa. Nenhum programa é executado diretamente na Memória Principal e sim, dentro de um processo, pois se não, o programa faria uso indiscriminado de qualquer área da Memória Principal, efetuando operações de E/S indevidas comprometendo a integridade e a consistência dos dados Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Elementos básicos de um Processo Sistemas Operacionais

Contexto de Hardware Armazena o conteúdo dos registradores de uso gerais e específicos da CPU PC (program counter), SP (stack pointer) e bits de estado Conteúdo destes registradores é salvo durante a troca de contexto (troca de processos) para posterior recuperação Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Troca de Contexto Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Contexto de Software Especifica características e limites dos recursos alocados ao processo Ex: No. Máximo de arquivos abertos, prioridade de execução, tamanho de buffer de E/S, etc Maior parte das informações localiza-se no chamado “arquivo de contas”, de uso do administrador do SO Contexto de Software composto por 3 grupos: Identificação Quotas Privilégio Sistemas Operacionais 5/4

Sistemas Operacionais Contexto de Software Identificação – única para cada processo e usuário Process Identification (PID) User Identification (UID) Quotas – limites de cada recurso p/uso do processo No. máx. de arquivos abertos, tamanho máx. de alocação de memória, Nmáx de operações de E/S, buffer máx p/ E/S, Nmáx de subprocessos, etc Privilégios – ações permitidas ao processo Dividem-se em privilégios que afetam o próprio processo, afetam demais processos e afetam o próprio SO (conta root) Sistemas Operacionais

Espaço de Endereçamento Estrutura de um Processo Detalhada É a área da memória do processo onde o programa será executado. Estrutura de um Processo Detalhada Sistemas Operacionais

Bloco de Controle do Processo (PCB) Cada processo é implementado no SO através do Process Control Block. Cada PCB mantém todas as informações de contexto do respectivo processo; Todos os PCBs residem em área exclusiva da Memória Principal; Gerência de processos realizada exclusivamente através de System Calls Criação, alteração, eliminação, suspensão, sincronização, etc Sistemas Operacionais

Bloco de Controle do Processo (PCB) Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Estados do Processo Estado de execução Processo que está sendo executado pela CPU Estado de pronto (ready) Processo aguardando para ser executado; Geralmente organizados em listas encadeadas; Escalonamento da fila (lista) a critério do SO. Estado de espera (wait ou blocked) Processo que aguarda algum evento externo ou liberação de recurso (ex: operação de E/S, relógio). Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Mudanças de Estado do Processo Processos mudam de estado em função de eventos gerados por ele próprio ou pelo SO. De pronto para execução De execução para espera De espera para pronto Nunca vai direto para estado de execução De execução para pronto Em geral, quando ocorre interrupção devido ao término da fatia de tempo alocado para o processo que estava sendo executado Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Mudanças de Estado do Processo Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Mudanças de Estado do Processo Sistemas Operacionais

Foreground e Background Processos Foreground e Background Todo processo possui pelos menos um canal de entrada e um canal de saída a ele associado. Canais de entrada (input) e saída (output) podem estar associados a terminais, arquivos ou mesmo a outros processos. Processo em foreground possui canal de entrada em comunicação direta com usuário. Processos em background não possibilitam comunicação direta com usuário. Sistemas Operacionais

Foreground e Background Processos Foreground e Background Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Processos do SO Arquitetura microkernel faz uso intensivo de processos que disponibilizam serviços para outros processos (aplicações e processos do SO) Exemplos: Auditoria e segurança; Serviços de rede; Contabilização de uso de recursos; Gerência de impressão; Comunicação de eventos; Interface de comandos de linha (shell.) Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Processos CPU-bound x I/O-bound Processos CPU-bound ficam maior parte do tempo no estado de execução e pronto Processos I/O-bound ficam maior parte do tempo no estado de espera Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Exercícios 1- O que são processos? 2- Quais as partes que compõem um processo? Defina-as. 3- Quais os estados que geralmetne um processo pode assumir em um SO? Explique. 4- Diferencie processos CPU-Bound e Processos I/O Bound. 5- Diferencie processos foreground e processos background. Sistemas Operacionais