Aula 03 - Gerência do Processador

salve galera tudo bem com vocês sejam bem-vindos a mais uma aula de sistemas operacionais e hoje a gente vai estar falando da gerência de processador ou gerência do processador tá que é procurar entender como o processador faz para atender os diversos processos as diversas requisições que chegam né E aí ele precisa estabelecer alguns critérios e a gente vai começar hoje conhecendo as duas principais categorias do escalonador que é o tempo que se chama né a gente vai explicar direitinho isso E aí na próxima aula a gente estabelece os tipos de escalonamento que podem ser adotados

por um processador Tá bom vamos seguir aqui então gerenciamento de processos com o surgimento de sistemas multipromáveis e aí a gente tem que entender lá na nossa primeira aula a gente falou sobre esse tipo de sistemas operacionais que adotam Mult programação ou seja múltiplos programas múltiplas tarefas sendo requisitadas para o processador atender então a maioria dos nossos sistemas se não todos né atuais são multi programaveis onde múltiplos processos podem permanecer na memória principal e a gente resgata que a memória principal é a memória RAM né E esses processos que estão alocados na memória RAM eles

compartilham o uso da CPU Tudo bem então esse aqui é um contextualização para a gente começar a falar aqui do gerenciamento de processo Um dos problemas mais difíceis na administração dos recursos do computador está relacionado ao fato de que muitos processos ele solicitam recursos da CPU que seja atendido qualquer tipo de requisição pela CPU simultaneamente o que a gente chama de acesso concorrente então tome nota dessa questão do acesso concorrente que é quando muitos processos dois ou mais processos solicitam recursos meio que simultaneamente a CPU e ela vai ter que adotar um critério de qual

processo ela vai atender primeiro tá então a gerência do processador tornou-se uma das atividades mais importantes em um sistema operacional Ok até aqui Vamos falar agora de processos concorrentes né a gente falou desse termo né frequentemente esses processos eles acessam o mesmo arquivo Esse é um ponto chave porque muitas vezes esse processo estão tentando acessar a mesma fonte tá E aí cabe ao so é garantir que um processo não interfira no outro não altere os dados que um outro processo ainda esteja utilizando Então esse é um ponto importante um outro exemplo é quando um processo

os processos concorrentes que estão ali disputando a atenção da CPU é quando eles geram dados um determinado processo ele tá gerando dados em que um outro também fará uso logo na sequência nesse caso o SL tem que garantir que o segundo processo não utiliza os dados antes que o primeiro processo tem concluído tem ainda gerado feito à conclusão dos meus dados Então esse outro desafio do processador em ter que gerar os diversos processos que muitas vezes vão acessar o mesmo Arquivo ele tem que segurar né para poder garantir a ordem e esse segundo exemplo é

quando um processo depende do outro então aquele segundo processo tem que aguardar com que o primeiro finalize os dados para que ele então Execute o so ele deve regular a ordem segundo a qual os processos acessam os dados É nesse ponto aqui pessoal de regular a ordem é que entra o escalonador entra a política de escalonamento que o sistema operacional adota para gerenciar o processador vou repetir mais uma vez é a política de escalonamento que o sistema operacional que é o Sistema básico é o software gerencia os recursos básicos da máquina ele vai adotar essa

política para gerenciar o processador daquela máquina tudo bem A partir do momento que você formata o seu computador e instala um outro sistema operacional ele vem com outras políticas de escalonamento que a gente vai explicar o que que é isso para gerenciar aquele processador tá então cada sistema operacional tem uma política de escalonamento para que o processador a gente chama de CPU né adote essa que ele vai estar atendendo Quais são os critérios que serão adotados para o atendimento dos processos que chegam ali no processador ok composição de um processo então um processo ele tem

duas partes né Essas duas partes aqui ele tá se referindo aqui a o processo comum um processo computacional comum que é a parte ativa que é o fluxo de controle a parte dos Comandos de execução o que que vai ser requisitado naquele processo né as ações a serem desempenhadas e a parte passiva é o endereçamento espaço de endereçamento ele vai ocupar na memória RAM né quando ele tiver execução quando ele tiver aguardando ele vai estar ali ocupando um espaço de endereçamento então a gente entende que ele tem a parte de fluxo de controle e a

parte do espaço de endereçamento e aí tem uma definição que é muito utilizada nesses temas operacionais que é processo leve não é tão conhecido esse termo ele é mais conhecido como trade então o sistema é um monte de trade quer dizer que ele comporta ele faz atendimento de diversos processos leves ao mesmo tempo de forma simultânea porque eles são muito mais rápido porque o que que difere do processo leve dessa trid para o processo convencional É que ele só tem a parte ativa do fluxo de controle tornando ele mais leve a parte do endereçamento ele

compartilha então endereçamento ele é compartilhado com outras tríades né consumindo menos recursos do sistema Então o que deixa né o sistema mais fluido né o atendimento da CPU se torna mais rápido Ok então há um conceito muito difundido de multi trade é o de multi trading onde tem vários processos leves sendo executados porque o diferencial dele é que ele não tem esse espaço de endereçamento é dedicado a ele ele tem sim um espaço compartilhado entre outros processos leves também tudo bem fizemos essa distinção aqui vamos falar de área de Swap um processo em estado de

pronto ou de espera Lembrando que na primeira aula a gente falou desses estados do processo de de espera pode não se encontrar na memória principal Como assim né isso aqui só vai acontecer se a memória principal já tiver lotada Então se ela tiver lotada não cabe mais processo o sistema operacional percebeu que vai ter um estouro de memória ali ele vai ter que correr para área de Swap onde é que fica essa área de Suape pessoal essa condição ocorre quando não existe espaço suficiente para todos os processos na memória principal na memória principal E aí

parte do contexto do processo é alocada na memória secundária então perceba que ele utiliza a memória secundária disponível o HD o SSD então a memória secundária vai suprir essa demanda certinho então não cabe mais não tem mais espaço na memória principal então esses processos que estão no estado de pronto ou de espera ele deve ser alocados na memória secundária né E aí expansão da memória principal para a memória secundária ela se chama área de Swap então uma técnica reconhecida como Suape e tira processos da memória principal levando para a memória secundária né e depois traz

de volta Seguindo os critérios de cada sistema para nós esse critério a gente tem de que a política de escalonamento E aí Claro que tem uma perda de desempenho né porque ele deixa de atuar somente na memória principal que é muito mais rápido e começa a fazer uso da memória secundária um pouco mais lenta mas pelo menos atende a questão de não ter uma história de memória né então ele ele expande um pouco mais essa capacidade de atender os processos utilizando a área de Suape tudo bem Ficou claro até aqui tipos de processo além dos

processos do usuário a CPU também executa processos do sistema eu quero que vocês tome nota aqui de processo do usuário tá que parte das requisições de entrada e saída do usuário ou de programas que estão exercendo executados pelo usuário e disparo né recursos solicitando recursos da máquina e também os processos do sistema processos internos e são executados dentro do computador Então esse processo do sistema ele sempre atuam com uma certa prioridade quando concorre com os processos do usuário tá então ele fala que estes executam sempre com certa prioridade ele tá se referindo aos processos do

sistema que concorre com os processos do usuário aqui tá bom Então tome nota dos processos do usuário e dos processos do sistema ainda falando dos tipos de processo a gente vai agora detalhar um pouquinho mais como é que ele se comportam dentro da CPU tá então os processos em execução que estamos sendo executados que parte ali do usuário eles podem assumir dois tipos diferentes de acordo com as características do uso da CPU e dos seus periféricos e a gente entende aqui e periféricos são dispositivos de entrada e saída temos os tipos de processos CPU bonde

então tá aqui ó processo recebeu o bonde é aquele processo que utiliza muito a CPU né demanda bastante o uso e o tempo da CPU ele ganha uma fatia de tempo e quando ele ganha ele utiliza por inteiro esse tempo porque ele tem uma demanda constante digamos assim da CPU normalmente fazem pouco ou nenhuma entrada de dados então processos internos que rodam a CPU né um programa que está sendo executado ali ele tá fazendo constante da CPU é um processo de CPU bons utiliza fatia de tempo utiliza por inteiro dificilmente recebe né aqui demandas de

comandos de entrada de saída de dados Ele sempre tá ali à tona de forma permanente são processos que tem uma demanda constante da CPU diferente de um processo E aí o nome já diz muito né que é um tipo de processo que utiliza muito mais os dispositivos de entrada e saída do que o propriamente dito então aqui Digamos que são processos que estão estritamente ligados aos dispositivos conectados à máquina teclado mouse pen drive webcam microfone todos os periféricos que são conectados eles geram processo de entrada e saída né e Normalmente eles permanece mais tempo em

espera eles ficam mais distante bay ali mas quando acionados eles interrompem né faz uma interrupção no sistema né E aí o sistema tem que tratar essas interrupções e do que propriamente em execução ele não toma tanto tempo da CPU porque quando ele toma é somente para tratar uma interrupção uma solicitação ali de entrada ou de saída e depois que ele atende aquela requei de saída pronto a CPU já tá livre diferente dos processos CPU bonde ele utiliza todo tempo são processos constantes né programas que estão sendo executados e que demanda bastante da CPU beleza fizemos

aí essas duas classificações processo CPU bonde processo saiu o bonde é importante tomar nota disso ok Vamos então falar das políticas de escalonamento tá então agora a gente vai começar a entrar na parte que ele nos interessa de fato que é quais são as políticas que podem ser adotadas para o atendimento dos diversos processos que chegam para a CPU Então a partir do momento em que diversos processos podem estar no estado de pronto ou seja estão só ali aguardando o momento para ser executado devem ser estabelecidos critérios para determinar Qual o processo será escolhido para

fazer o uso do processador então tenho várias ali é processo que estão prontos E aí o processador vai escolher qual é esse é o ponto da política de escalonamento a política de escalonamento de um sistema operacional ela possui diversas funções básicas a gente pode entender que o objetivo da política de escalonamento é manter o processador sempre ocupado a maior parte do tempo um objetivo de dizer o seguinte o processador ele tem que estar toda hora atendendo as requisições se tem processos estão no estado de Pronto né então no modo de espera e a CPU está

ociosa tem alguma coisa errada né porque não pode ter esse processo em estado de pronto e a CPU parada ela tem que estar lhe atendendo com o objetivo de atender o mal número possível de processos né e ser acionada sempre que for necessário tá é a política de escalonamento Então ela Visa manter esse processador ocupado enquanto tiver em processos ali aguardando ela tem que estar atendendo dois balancear o uso da CPU em entre os processos esse Balancear a gente pode entender como equilibrar né distribuir igualitariamente o uso dessa CPU para atender os diversos processos que

estão ali aguardando privilegiar a execução de aplicações que são consideradas críticas Então tem que ser estabelecido algum critério identifica aplicações que são críticas que não podem ficar esperando tá 4 maximizar o trote pote que que é isso aqui pessoal desempenho entendo como sendo maximizar o desempenho o rendimento do sistema né então trata-se de utilizar os recursos máximos da CPU buscando otimizar o desempenho o rendimento do sistema no atendimento dos processos que chegam no sistema operacional através do sistema operacional e o último item oferecer tempos de resposta razoáveis para usuários interativos então o processador não pode

fazer com que o usuário que está interagindo com a máquina fica aguardando muito tempo né então ela tem que ter o tempo de resposta mais curto possível né no atendimento a esses usuários tudo bem vamos falar do escalonador esse squadler [Música] cada so possui sua política de escalonamento certo então esse aqui é um ponto importante adequado ao seu propósito e as suas características então muitas vezes você pode ter um computador que ele tem na estrutura física né com os componentes com processador instalado porém quem vai estabelecer a política de escalonamento é o sistema operação que

vai estar instalado na sua máquina tá então esse é um ponto importante a rotina do so que tem como principal função implementar os critérios da política de escalonamento é denominada o escalonador escalanador com esse termo Zinho aqui né o spread acho que é assim que se pronuncia tá E aí a gente entende que essa rotina deve ser cuja né que tem a principal função de implementar essas esses critérios da política de escalonamento é chamado de escalonador em um sistema multi programavel onde tem múltiplos sendo executados ao mesmo tempo né o exclamador ele é fundamental pois

todo compartilhamento do processador ele depende dessa rotina depende desses critérios que são adotados para atender os múltiplos programas então é fundamental falou de sistema multi programava um sistema operacional múltiplos multitarefas né tudo ao mesmo tempo sendo executado a gente tem que logo saber qual o tipo de escalonador que ele utiliza para adotar os critérios de atendimento aos processos ou seja aos múltiplos programas que rodam assim tipos de escalonamento e a gente vai ter aqui ó dois tipos principais escalanador não preemptivo e o escalanador preemptivo que que significa preemptivo a gente vai saber aqui em cima

as políticas de escalonamento pode ser classificadas segundo a possibilidade do sistema operacional interromper um processo em execução isso substituí-lo por um outro processo atividade extra conhecida como preempção tá aí anotem a importante preempção é uma possibilidade do so interromper um processo que está em execução estava em execução ele foi lá interrompeu trocou por outro né Então essa atividade de interromper um processo que estava ali em execução tirar ele do processo do processador e colocar outro e colocar ele no modo de espera ou no estado de Pronto né que ele fica guardando executar Isso se chama

preempção a gente já deduz que ele não vai interromper o processador já uma escalador preemptivo ele vai interromper para trocar os processos sendo a necessidade de colocar um processo mais prioritário de acordo com os critérios que são adotados vamos falar um pouquinho mais sobre o escalonamento não preemptivo nesse tipo de escalonamento quando um processo está em execução nenhum outro evento externo pode ocasionar a perda do uso do processador Então como o nome diz não primitivo quer dizer que ele não interrompe o processador para tirar aquele processo que está em execução e colocar outro e aí

a gente tem aqui quatro possibilidades de escalonamento não preemptivo é com critérios diferentes então um o primeiro tipo de escalamento não preemptivo é o primeiro a entrar primeiro a sair conhecido por FIFA né isso aqui é um ter muito conhecido em estrutura de dados primeira a entrar é o primeiro a sair então o primeiro processo que entra na fila né ele vai ser o primeiro processo a sair vai ser o primeiro a ser atendido a gente vai detalhar cada um desses escalamentos na próxima aula aqui eu só vou elencar mesmo por áudio tá escalonamento menor

de obra primeiro aqui a gente já entende que Possivelmente ele vai atender vai dar prioridade para os processos que são menores escalamento pela próxima taxa de resposta mais alta e aí ele vai fazer um cálculozinho para saber quem tá esperando mais tempo na fila e tá estabelecer um critério né para atender os processos de acordo com essa conta tá de acordo com esse cálculo esse relacionamento Cooperativa é quando o próprio processo que está em execução ele falou pai já executei demais deixa eu dar vez para o próximo basicamente é isso que acontece que na escalamento

cooperativo E aí a gente vai detalhar cada um deles na nossa próxima aula que a gente só tá dando spoiler do que que acontece dentro de cada um deles escalamento preemptivo escaladamente preemptivo o nome já diz é caracterizado pela possibilidade do sistema operação interromper O processo está em execução e passá-lo para o estado de pronto um objetivo de alocar outro processo na CPU então ok E aí a gente tem aqui é três possibilidades escalonamento premitivo ou circular adotado ali um critério de tempo né e a cada a cada faixa de tempo finalizou o tempo o

processo ainda não ainda não concluiu ele interrompe coloca o próximo batia-se o tempo entre os processos que estão ali aguardando ele vai dando vez a cada um deles a gente vai detalhar na próxima aula escalamento por prioridades aí que eu não já diz né você tem a prioridade está executando um processo comum ali chega um processo prioritário ele tem rompe já coloca prioritário escolarmente por múltiplas filas ele cria várias filas E essas filas vão sendo atendidas né De acordo com o tempo que é dado a cada uma delas Então a gente vai detalhar cada um

desses casamentos na nossa próxima aula aqui o que eu quero que vocês entenda é as duas principais categorias escalamento preemptivo e o que a gente viu no slide anterior escalamento não preemptivo ok finalizamos então a nossa aula de hoje né trouxemos esse contexto aí da gerência do processador o quão importante a questão da política de escalonamento para determinar como vai ser o atendimento dos processos e a gente vai continuar na nossa próxima aula tá bom Espero que vocês tenham gostado eu vou ficando por aqui e até a próxima Até lá tchau