Sistemas Operacionais

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Sistemas Operacionais

• Processos
• Plano de Apresentação
• O Modelo de Processo
• Definição
• Características
• Hierarquia
• Implementação
• Estados
• Transição de Estados
• O Modelo de Comunicação
• Comunicação Interprocessos
• Condição de competição
• Seções críticas

• Comunicação Interprocessos
• Exclusão mútua
• solução de software
• TSL
• Primitivas de comunicação
• sleep/wakeup
• semáforos
• contadores de eventos
• Monitor
• Problemas Clássicos

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O Modelo de Processo

• Definição
• Um processo é um programa que está sendo
  executado
• Um processo é uma atividade assíncrona

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O Modelo de Processo

• Características
• Processos seqüenciais
• Multiprogramação
• Processamento de Interrupçoes
• Tipos de Interrupções
• chamadas ao supervisor
• interrupções de dispositivos
• interrupções externas
• excessões
• falhas de máquina
• Chaveamento de processos

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O Modelo de Processo

• Hierarquia de Processos
• Processos de Sistema
• Processos de Usuário
• Hierarquia na Criação
• Processo PAI
• Processo FILHO

5
O Modelo de Processo

• Implementação de Processo
• ContextoRepresentação de um processo por um
  conjunto de dados
• Registro descritor ou bloco de controleestado
  do processo, contador de instruções,apontador
  para pilha de execução,alocação de
  memória,arquivos, dispositivoscontabilidade,
  escalonamento

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O Modelo de Processo

• Estados de um Processo
• pronto
• bloqueado
• em execução

7
O Modelo de Processo

• Transição de Estado de um Processo
• despacho (procId) pronto?em execução
• tempoesgotado(procId) em execução ?pronto
• bloqueio(procId) em execução ?bloqueado
• desbloqueio(procId) bloqueado ?pronto

8
O Modelo de Comunicação
9
Comunicação Interprocessos

• Condição de competição
• Seções críticas
• Exclusão mútua
• espera ocupado
• Primitivas de comunicação
• espera bloqueado
• Monitor
• Problemas Clássicos

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Comunicação Interprocessos

• Exclusão Mútua
• Desabilitando interrupções
• Controlando por software(construção
  MUTEXBEGIN/MUTEXEND)
• processo p1 processo p2faça até acabar faça
  até acabar calcule calcule MUTEXBEGIN
  MUTEXBEGIN acesse RC acesse RC
  MUTEXEND MUTEXEND calcule calcule
  fim. fim.

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Comunicação Interprocessos

• Exclusão Mútua
• MUTEXBEGIN/MUTEXEND
• variáveis de bloqueioMUTEXBEGIN enquanto
  (ocupado) faça ocupado VMUTEXEND ocupad
  o F
• alternância estritaMUTEXBEGIN enquanto (vez
  MinhaVez) faça MUTEXEND Vez VezOutro

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Comunicação Interprocessos

• Exclusão Mútua
• MUTEXBEGIN/MUTEXEND
• solução de PetersonMUTEXBEGIN necessidade(minha
  ) V enquanto (necessidade(outro)) faça se
  vez ? minha então faça necessidade(minha)
  F enquanto (vez ? minha) faça
  necessidade(minha) V fim
  fimMUTEXEND necessidade(minha) F vez
  outro

13
Comunicação Interprocessos

• Exclusão Mútua
• instrução TSL(Test and Set Lock)
• MUTEXBEGINTESTANDSET(ocupado) enquanto
  (codigo) faça TESTANDSET(ocupado)
  fimMUTEXEND ocupado F

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Comunicação Interprocessos

• sleep/wakeup
• semáforos
• contadores de eventos
• monitores
• passagem de mensagens
• outras

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Primitivas de Comunicação

• lock/unlockdeclare (g) gatelock
  (g)...unlock(g)
• sleep/wakeupblock/wakeupsleep...wakeup(p)

16
Primitivas de Comunicação

• Semáforosdeclare (s) semaphore initial
  (i)P(s) / espera até que sgt0 e então
  decrementa s /...V(s) / incremanta s /

17
Primitivas de Comunicação

• Contadores de eventosdeclare (e)
  event_counterRead(e) / retorna o valor atual
  de e /Advance(e) / incrementa e
  /Await(e,v) / espera que e tenha um valor
  igual ou supeior a v /declare (e)
  eventCompletion(e) ... / true or false
  /...call p event(e)wait(e)

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Monitor

• Construção de concorrência

19
Monitor Problemas Clássicos

• Controle de um Recurso
• resourceMonitor declare(in_use) bit
  declare(available) condition do in_usefalse
  end do acquireEntry if in_use then
  wait(available) in_usetrue
  end acquire releaseentry
  in_usefalse signal(available) end
  release end resource

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Monitor Problemas Clássicos

• O BUFFER Circular
• CircularBuffer Monitor declare(Buffer(5))cha
  racter(80)varying declare(head,tail,Buffers,
  Full)fixed declare(BufferVacant,BufferOccupied
  )condition do Head1 Tail1 Buffers5
  Full0 end Spool Entry(Contents)
  ... end Spool UnSpool
  Entry(Contents) ... end UnSpool
  end CircularBuffer

21
Monitor Problemas Clássicos

• O BUFFER Circular (cont)
• Spool Entry(Contents) declare(Contents)chara
  cter()varying if FullBuffers then
  wait(BufferVacant) Buffer(Tail)Contents
  Tailmod(Tail,Buffers)1 FullFull1
  signal(BufferOccupied) end Spool

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Monitor Problemas Clássicos

• O BUFFER Circular (cont.)
• UnSpool Entry(Contents) declare(Contents)cha
  racter()varying if Full0 then
  wait(BufferOccupied) ContentsBuffer(Head)
  Headmod(Head,Buffers)1 FullFull-1
  signal(BufferVacant) end UnSpool

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Monitor Problemas Clássicos

• Leitores/Escritores
• FileAccess Monitor declare(true,false)bit
  declare(Reading)bit declare(activeWriter)bi
  t declare(OkToRead,OkToWrite)condition
  do true1b false0bReading0
  activeWriterfalse end

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Monitor Problemas Clássicos

• Leitores/Escritores (cont.)
• StartRead Entry if activeWriter?empty
  (OkToWrite) then wait(OkToRead)
  ReadingReading1 signal(OkToRead)
  end StartRead EndRead Entry
  ReadingReading-1 if Reading0 then
  signal(OkToWrite) end EndRead

25
Monitor Problemas Clássicos

• Leitores/Escritores (cont.)
• StartWrite Entry if
  Reading?0activeWriter then
  wait(OkToWrite) activeWritertrue
  end StartWrite EndWrite Entry
  activeWriterfalse if ?empty(OkToRead)
  then signal(OkToRead) else
  signal(OkToWrite) end EndWrite end
  FileAccess