1 processos e threads capítulo 2 2.1 processos 2.2 threads 2.3 comunicação interprocesso 2.4...
TRANSCRIPT
![Page 1: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/1.jpg)
1
Processos e Threads
Capítulo 2
2.1 Processos2.2 Threads2.3 Comunicação interprocesso2.4 Problemas clássicos de IPC2.5 Escalonamento
![Page 2: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/2.jpg)
2
ProcessosO Modelo de Processo
• Multiprogramação de quatro programas• Modelo conceitual de 4 processos sequenciais, independentes• Somente um programa está ativo a cada momento
![Page 3: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/3.jpg)
3
Criação de Processos
Principais eventos que levam à criação de processos
1. Início do sistema2. Execução de chamada ao sistema
de criação de processos3. Solicitação do usuário para criar um
novo processo4. Início de um job em lote
![Page 4: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/4.jpg)
4
Término de Processos
Condições que levam ao término de processos
1. Saída normal (voluntária)
2. Saída por erro (voluntária)
3. Erro fatal (involuntário)
4. Cancelamento por um outro processo (involuntário)
![Page 5: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/5.jpg)
5
Hierarquias de Processos
• Pai cria um processo filho, processo filho pode criar seu próprio processo
• Formam uma hierarquia– UNIX chama isso de “grupo de processos”
• Windows não possui o conceito de hierarquia de processos– Todos os processos são criados iguais
![Page 6: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/6.jpg)
6
Estados de Processos (1)
• Possíveis estados de processos– em execução– bloqueado– pronto
• Mostradas as transições entre os estados
![Page 7: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/7.jpg)
7
Estados de Processos (2)
• Camada mais inferior de um SO estruturado por processos– trata interrupções, escalonamento
• Acima daquela camada estão os processos sequenciais
![Page 8: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/8.jpg)
8
Implementação de Processos (1)
Campos da entrada de uma tabela de processos
![Page 9: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/9.jpg)
9
Implementação de Processos (2)
Esqueleto do que o nível mais baixo do SO faz quando ocorre uma interrupção
![Page 10: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/10.jpg)
10
ThreadsO Modelo de Thread (1)
(a) Três processos cada um com um thread(b) Um processo com três threads
![Page 11: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/11.jpg)
11
O Modelo de Thread (2)
• Items compartilhados por todos os threads em um processo
• Itens privativos de cada thread
![Page 12: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/12.jpg)
12
O Modelo de Thread (3)
Cada thread tem sua própria pilha
![Page 13: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/13.jpg)
13
Uso de Thread (1)
Um processador de texto com três threads
![Page 14: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/14.jpg)
14
Uso de Thread (2)
Um servidor web com múltiplos threads
![Page 15: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/15.jpg)
15
Implementação de Threads de Usuário
Um pacote de threads de usuário
![Page 16: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/16.jpg)
16
Implementação de Threads de Núcleo
Um pacote de threads gerenciado pelo núcleo
![Page 17: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/17.jpg)
17
Implementações Híbridas
Multiplexação de threads de usuário sobre threads de núcleo
![Page 18: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/18.jpg)
18
Ativações do Escalonador
• Objetivo – imitar a funcionalidade dos threads de núcleo– ganha desempenho de threads de usuário
• Evita transições usuário/núcleo desnecessárias • Núcleo atribui processadores virtuais para cada
processo– deixa o sistema supervisor alocar threads para
processadores
• Problema:Baseia-se fundamentalmente nos upcalls - o núcleo (camada inferior) chamando procedimentos no espaço do usuário (camada superior)
![Page 19: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/19.jpg)
19
Comunicação InterprocessoCondições de Disputa
Dois processos querem ter acesso simultaneamente à memória compartilhada
![Page 20: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/20.jpg)
20
Regiões Críticas (1)
Quatro condições necessárias para prover exclusão mútua:
1. Nunca dois processos simultaneamente em uma região crítica
2. Nenhuma afirmação sobre velocidades ou números de CPUs
3. Nenhum processo executando fora de sua região crítica pode bloquear outros processos
4. Nenhum processo deve esperar eternamente para entrar em sua região crítica
![Page 21: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/21.jpg)
21
Regiões Críticas (2)
Exclusão mútua usando regiões críticas
![Page 22: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/22.jpg)
22
Exclusão Mútua com Espera Ociosa (1)
Solução proposta para o problema da região crítica(a) Processo 0. (b) Processo 1.
![Page 23: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/23.jpg)
23
Exclusão Mútua comEspera Ociosa (2)
Solução de Peterson para implementar exclusão mútua
![Page 24: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/24.jpg)
24
Exclusão Mútua comEspera Ociosa (3)
Entrando e saindo de uma região crítica usando a instrução TSL
![Page 25: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/25.jpg)
25
Dormir e Acordar
Problema do produtor-consumidor com uma condição de disputa fatal
![Page 26: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/26.jpg)
26
Semáforos
O problema do produtor-consumidor usando semáforos
![Page 27: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/27.jpg)
27
Mutexes
Implementação de mutex_lock e mutex_unlock
![Page 28: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/28.jpg)
28
O Problema dos Leitores e Escritores
Uma solução para o problema dos leitores e escritores
![Page 29: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/29.jpg)
29
O Problema do Barbeiro Sonolento (1)
![Page 30: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/30.jpg)
30
O Problema do Barbeiro Sonolento (2)
Solução para o problema do barbeiro sonolento
![Page 31: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/31.jpg)
31
EscalonamentoIntrodução ao Escalonamento (1)
• Surtos de uso da CPU alternam-se com períodos de espera por E/Sa) um processo orientado à CPUb) um processo orientado à E/S
![Page 32: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/32.jpg)
32
Introdução ao Escalonamento (2)
Objetivos do algoritmo de escalonamento
![Page 33: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/33.jpg)
33
Escalonamento em Sistemas em Lote (1)
Um exemplo de escalonamento job mais curto primeiro
![Page 34: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/34.jpg)
34
Escalonamento emSistemas em Lote (2)
Escalonamento em três níveis
![Page 35: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/35.jpg)
35
Escalonamento emSistemas Interativos (1)
• Escalonamento por alternância circular (round-robin)a) lista de processos executáveisb) lista de processos executáveis depois que B usou todo o seu quantum
![Page 36: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/36.jpg)
36
Um algoritmo de escalonamento com quatro classes de prioridade
Escalonamento emSistemas Interativos (2)
![Page 37: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/37.jpg)
37
Escalonamento emSistemas de Tempo-Real
Sistema de tempo-real escalonável• Dados
– m eventos periódicos
– evento i ocorre dentro do período Pi e requer Ci segundos
• Então a carga poderá ser tratada somente se
1
1m
i
i i
C
P
![Page 38: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/38.jpg)
38
Política versus Mecanismo
• Separa o que é permitido ser feito do como é feito– um processo sabe quais de seus threads filhos
são importantes e precisam de prioridade
• Algoritmo de escalonamento parametrizado– mecanismo no núcleo
• Parâmetros preenchidos pelos processos do usuário– política estabelecida pelo processo do usuário
![Page 39: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/39.jpg)
39
Escalonamento de Threads (1)
Possível escalonamento de threads de usuário• processo com quantum de 50-mseg• threads executam 5 mseg por surto de CPU
![Page 40: 1 Processos e Threads Capítulo 2 2.1 Processos 2.2 Threads 2.3 Comunicação interprocesso 2.4 Problemas clássicos de IPC 2.5 Escalonamento](https://reader035.vdocuments.mx/reader035/viewer/2022062623/552fc103497959413d8beb4f/html5/thumbnails/40.jpg)
40
Escalonamento de Threads (2)
Possível escalonamento de threads de núcleo• processo com quantum de 50-mseg• threads executam 5 mseg por surto de CPU