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Faculdade Anhanguera Atps de Fisica
Tipologia: Notas de estudo
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Não perca as partes importantes!






















Passo 1: Fazer a leitura e anotar os pontos importantes dos capítulos do livro texto ou complementar que trazem informações sobre processos, threads, sincronização e comunicação entre processos/threads e gerencia de processos. Processo A gerência de um ambiente multiprogramável e função do sistema operacional que deve controlar a execução dos diversos programas e o uso concorrente do processador e demais recursos. Para isso, um programa ao ser executado deve estar sempre associado a um processo. O conceito de processo e a base para a implementação de um sistema multiprogramável. A gerência de processos é uma das principais funções de um sistema operacional ,possibilitando aos programas alocar recursos, compartilhar dados, trocar informações e sincronizar suas execuções. Nos sistemas multiprogramáveis, os processos são executados concorrentemente, compartilhando o uso do processador, memória principal e dispositivos de E/S (Entrada e Saída), dentre outros recursos. Nos sistemas com múltiplos processadores não só existe a concorrência de processos pelo uso do processador como também a possibilidade de execução simultânea de processos nos diferentes processadores. Um processo pode ser entendido inicialmente como um programa em execução, só que seu conceito e mais abrangente. Para que a concorrência entre os programas ocorra sem problemas, e necessário que todas as informações do programa interrompido sejam guardadas para que, quando este voltar a ser executado,não lhe falte nenhuma informação necessária à continuação do processamento. Estas informações são fundamentais para que o sistema operacional possa gerenciar a execução concorrente de programas, e é a base de qualquer ambiente multiprogramável. O conceito de processo pode ser definido como sendo o conjunto necessário de informações para que o sistema operacional implemente a concorrência de programas.Em um sistema multiusuário,cada usuário tem seu programa associado a um processo. Ao executar um programa, o usuário tem a impressão de possuir o processador e todos os demais recursos reservados exclusivamente para seu uso. De fato isso não e verdade, visto que a UCP (Unidade Central de Processamento). Um processo também pode ser definido como o ambiente onde um programa é executado. Este ambiente, alem das informações sobre a execução, possui também a quantidade de recursos do sistema que cada programa pode utilizar, como o espaço de endereçamento da memória principal, tempo de processador e área em disco. Um processo é formado de três partes, conhecidas como contexto de hardware, conceito de software e espaço de endereçamento, que juntos mantêm todas as informações necessárias a execução de um programa. O contexto de hardware de um processador armazena o conteúdo dos registradores gerais da UCP, alem de=os registradores de uso especifico, como program counter (PC), stack pointer (SP) e registrador de status. Quando um processo está em execução, o seu contexto de hardware está armazenado nos registradores do processo. No momento em que o processo perde a utilização da UCP, o sistema salva as informações no contexto de hardware do processo. O contexto hardware é fundamental para a implementação dos sistemas multiprogramáveis, onde os processos se alternam na utilização da UCP, podendo ser interrompidos e, posteriormente, restaurados.O sistema operacional gerencia a mudança do contexto, base para implementação da concorrência, que consiste em salvar o conteúdo dos registradores do processo que está deixando a UCP e carregá-lo com os valores referentes ao do novo processo que será executado. No contexto de software de um processo são especificados limites e características dos recursos que podem ser alocados pelo processo,como o número máximo de arquivos abertos simultaneamente, prioridade de execução e tamanho do buffer (Região de memória temporária utilizada para escrita e leitura de dados) para as operações de E/S. Muitas destas características são determinadas no momento da criação do processo, enquanto outras podem ser alteradas durante sua existência. O contexto de software é composto por três grupos de informações sobre o processador: Identificação - Cada processo criado pelo sistema recebe uma identificação única. (PID
(UID – user identification), atribuída ao processo no momento de sua criação. A UID permite implementar um modelo de segurança , onde apenas os objetos(processos,arquivos, áreas de memória etc.) que possuem a mesma UID do usuário (processo) podem ser acessados. Quotas - As cotas são os limites de cada recurso do sistema que um processo pode alocar. Caso uma cota seja insuficiente, o processo poderá ser executado lentamente, interrompido durante seu processamento ou mesmo não ser executado. Privilégios – Os privilégios ou direitos definem as ações que um processo pode fazer em relação a ele mesmo, aos demais processos e ao sistema operacional. Privilégios que afetam o próprio processo permitem que suas características possam ser alteradas, como propriedade de execução, limites alocados na memória principal e secundaria etc. Já os privilégios que afetam os demais processos permitem, alem da alteração de suas próprias características, alterar as de outros processos.
Espaço de endereçamento - O espaço de endereçamento é à área de memória pertencente ao processo onde instruções e dados do programa são armazenados para execução. Cada processo possui seu próprio espaço de endereçamento,que deve ser devidamente protegido do acesso dos demais processos. Características da estrutura de um processo:
Após observar um período em que o poder computacional dos processadores cresceu a uma taxa alta, a atual tecnologia de produção chegou a uma barreira. Durante esse período, a forma básica de se obter esse ganho teve como base o aumento do clock do núcleo dos processadores. O efeito colateral dessa abordagem é a constante necessidade do aumento de energia gasta e a dissipação do calor gerado. A projeção dos altos níveis de consumo e gastos com sistemas de refrigeração necessários tornava proibitiva a evolução deste modelo. Neste momento, assim como no passado, o processamento com múltiplos processadores forneceu a solução para continuar a evolução do poder computacional disponível. Entretanto, essa abordagem não garante sempre o aumento de desempenho. Caso a tarefa não possa ser paralelizada, não existe ganho algum na utilização de arquiteturas paralelas. Muitas vezes o problema a ser resolvido tem a característica de uma execução essencialmente serial. Outra característica ao se analisar o comportamento de processos é o tipo de recurso que mais utiliza. Dois tipos se destacam: processos CPU-Bound e I/O-Bound. O primeiro tipo de processo demanda um uso mais intenso do processador para finalizar enquanto o segundo é limitado pelo tempo gasto nas operações de I/O (Input/Output – entrada/saída).
Fazer uma pesquisa e conhecer como gerenciar e monitorar processos, threads da versão
2.2.2 Tipos de processo Criamos um processo do tipo CPU-bound e um processo do tipo I/O-bound Na janela Gerência de Processos, observe as mudanças de estado dos dois processos. Na janela Gerência de Processador, observe o comportamento dos processos e as mudanças de contexto em função do tipo I/O-bound e CPU-bound. Na janela Gerência de Processos, compare a taxa de crescimento do tempo de processador dos dois processos. 2.2.3 PCB Na janela Gerência de Processos / PCB, observe as informações sobre o contexto de software e hardware dos processos criados. 2.2.4 Estatística Ativamos a janela de Estatísticas em Console SOsim e criamos dois novos processos. Na janela Estatísticas, observe as informações: número de processos, estados dos processos e os processos escalonados. 2.2.5 Log de Execução dos Processos Ativamos a janela de Log em Console SOsim criamos dois novos processos do tipo CPU-bound. Na janela Log, observe as informações sobre as mudanças de estado dos processos observando o tempo que cada processo permanece nos estados de Execução e Pronto. Reinicialize o simulador parametrizado com um valor de fatia de tempo diferente observe as diferenças na janela Log. No Sistema Operacional com fatia de tempo igual a 1s, em 20 segundos cada processo entrou em estado de execução cinco vezes totalizando 10s de UCP, no entanto houve 10 s em gastos em troca de contexto.
No Sistema Operacional com fatia de tempo igual a 4s, em 20 segundos o processo A entrou em execução três vezes totalizando 9s UCP e o B dois vezes e 6s de UCP, totalizando 15s de UCP e apenas 5s de troca de contexto.
Observamos assim que quanto menor a fatia de tempo, maiores serão os tempos gastos em trocas de contextos. 2.2.6 Suspensão e Eliminação de Processos Suspendemos temporariamente um dos processos na janela Gerência de Processos. Observamos os estados dos processos, a concorrência no uso do processador e comparamos percentualmente os tempos de uso do processador entre os dois processos.
Liberamos o processo do estado de espera e eliminamos um dos processos na janela Gerência de Processos. 2.3 Softwares Instalados Vamos acompanhar a instalação do sistema operacional, nesse caso instalamos o Windows XP Professional 64 bits. O primeiro passo é dar o boot pelo CD ou DVD de instalação, na primeira tela receberemos uma mensagem de boas vindas e informaremos ao sistema o que ele deve fazer:
Licença de uso do Windows pressione “F8” para aceitar, “ESC” para recusar ou “PAGE DOWN” para ir à próxima página da licença.
Vamos criar uma partição na HD para instalar o Windows. Pressione “ENTER” para selecionar a partição marcada, “C” para criar uma nova partição, “D” para excluir a partição selecionada ou “F3” para sair. Como ainda não existe uma partição criada vamos com a segunda opção “C”, para criarmos.
Depois de criada clique em “ENTER” para iniciar a instalação.
Depois de criada e selecionada a partição tem que ser formata. Temos quatro opções,
A última opção verifica se já existe outro sistema operacional e o mantem intacto, continuando a instalação sem formatar a partição. Confirme a formatação com “F” ou “ESC” para voltar ao menu anterior e escolher uma partição diferente para instalação.
Inicio da formatação da partição selecionada.
Depois de formatar a partição, automaticamente inicia a cópia dos arquivos de instalação para mesma.
Concluído a cópia o sistema avisa que vai reiniciar em 20 segundos ou pressionado “ENTER” o sistema adianta a reinicialização.
Agora com os arquivos na partição selecionada o sistema inicia sua instalação, mostrando no quadro a direita alguma informações sobre sua arquitetura e funcionalidades.
Durante a instalação o sistema solicitará algumas informações como região e língua.
Opções para personalizar sua instalação, informe o nome e sua organização caso faça parte de uma.
Informe a chave do produto.
Informe o nome do computador e a senha do usuário padrão “Administrator”.
Configure data e hora e informe qual a zona de tempo pertence. Marque se o sistema deve atualizar o horário automaticamente ou não. Por exemplo, quando é escolhido GMT – 3 Brazil, o sistema altera a ora conforme o horários de Verão.
Na guia serviços podemos analisar o status dos serviços e PID de cada um. Temos também a opção do botão “Serviços...” que abre o gerenciado de serviços do Windows.
Na guia Desempenho temos o gráfico do consumo de cada núcleo do processador e do consumo da memória.
Na parte inferior podemos identificar um breve resumo referente à Memória Física, Memória Usada pelo Kernel (MB) e o Sistema. Note que o consumo de memória está alto e voltando a guia processo identificamos que existe dois processo chamados chrome.exe *32 que estão consumindo uma boa parte do total. Na guia Rede temos o gráfico de cada conexão ativa e seu respectivo consumo.
Na guia Usuário temo o status dos usuário conectados e logo a baixo podemos desconectar ou efetuar o logoff do mesmo selecionado.
Notamos que em todas as guias temo esse roda pé informando a quantidade de processos ativos, consumo da CPU em % e o consumo da Memória Física em %.
Todas essas funções têm a finalidade de gerenciar os processos e consumos do sistema operacional e seus aplicativos.
4.1 Quais são as partes que compõem um processo? : Execução(running): quando sendo processado pela ucp Pronto(ready): quando aguarda ser executado Espera (Wait): aguarda por algum evento externo ou recurso para prosseguir seu processamento. 4.2 O que é espaço de endereçamento do processo? : Memória pertencente ao processo onde são armazenados dados do programa para execução 4.3 como a eliminação de um processo utiliza o mecanismo de sinais? : Sinais é um mecanismos que notifica o processo de eventos gerados pelos sistemas operacionais, podendo ser ocasionado pelo usuário, por exemplo, usar as teclas [alt. + F4] para o fechamento de uma página.
Instalar os sistemas operacionais escolhidos em um computador ou em uma máquina virtual. Documentar os principais passos e telas do processo de instalação. Esta atividade é facilitada quando se instala um sistema operacional em uma máquina virtual.
Esta atividade é facilitada quando se instala um sistema operacional em uma máquina virtual. Máquinas Virtuais: Instalação do Windows Server 2008 R2 Configurando quantidade de memória.
Espaço disponível em disco para atender os requisitos minímos
Selecionando a forma de boot, no caso usarei uma ISO. Você pode usar DVD, USB etc...
Carregando os arquivos do Windows.
Cria-se a partição a ser instalada
Aguarde o processo de expansão de arquivos e instalação
Em continuação........
Executar os gerenciadores de processos do Microsoft Windows e das distribuições Linux para verificar o comportamento dos processos padrão de sistema operacional e de softwares instalados na prática. Tanto nas interfaces gráficas como nas interfaces baseadas em linha de comando é possível gerenciar os processos.
Gerenciadores de processos do Microsoft Windows:
Gerenciadores de processos do Linux
Relatório 02: Gerenciamento de Processos e Threads O relatório deve possuir informações
Inicio da formatação da partição selecionada.
Depois de formatar a partição, automaticamente inicia a cópia dos arquivos de instalação para mesma.
Concluído a cópia o sistema avisa que vai reiniciar em 20 segundos ou pressionado “ENTER” o sistema adianta a reinicialização.
Agora com os arquivos na partição selecionada o sistema inicia sua instalação, mostrando no quadro a direita alguma informações sobre sua arquitetura e funcionalidades.
Durante a instalação o sistema solicitará algumas informações como região e língua.
Opções para personalizar sua instalação, informe o nome e sua organização caso faça parte de uma.
Informe a chave do produto.
Informe o nome do computador e a senha do usuário padrão “Administrator”.
Configure data e hora e informe qual a zona de tempo pertence. Marque se o sistema deve atualizar o horário automaticamente ou não. Por exemplo, quando é escolhido GMT – 3 Brazil, o sistema altera a ora conforme o horários de Verão.
Escolha a opção de configuração da rede. Escolhemos as configurações típicas.
Finalizado a instalação o Sistema vai aplicar suas configurações e iniciar.
Primeiro fizemos download do aplicativo, Avast Free, e iniciamos a instalação. Informe à língua que preferi, lembrando que existe a opção português do Brasil.
O Avast está em parceria com a Google, por esse motivo a instalação vai oferecer uma atalho para instalação do Chrome, porém fica a escolha de quem estiver instalando. Concluindo a instalação o aplicativo informará clique em “terminar” e pronto.
Agora vamos instalar o WINRAR 3.93, um software de compactação, como Winzip, porém ele abrange vários tipos de arquivo, como o próprio Winzip, ICO, EXE, etc. Ele já informa uma pasta de instalação padrão, porém é possível alterar clicando no botão “Procurar”.
Escolha os tipos de arquivos que o WinRar será associado.
Aqui temos opções de saber mais sobre o WinRar, clicando nos botões. No botão “Concluído” o sistema de instalação fecha e solicita reinicialização do Sistema Operacional.
Por ultimo vamos instalar o Microsoft Office Professional 2003. De cara ele já solicita a chave do produto.
Como na instalação do Windows ele solicita o nome do usuário e a organização, porém se já tiver informado na instalação do Windows ele vai assumir o que já foi cadastrado.
É obrigado aceitar o contrato da licença ou não instalar.
Tem quatro tipo de instalação:
Confira os produtos que serão instalados.
Acompanhe o processo de instalação.
Mensagem de instalação concluída.
2.4 Sistemas de Gerenciamento de Processos Clicando com o botão direito do mouse a barra de tarefa, selecione a opção Iniciar Gerenciamento de Tarefas do Windows 7 Profissional. Versão 6.1.
Relação das tarefas que estão sendo executadas.
Na guia de processo podemos identificar os processos que estão ativos, o nome do usuário que iniciou o mesmo, a coluna CPU mostra o consumo do processador referente a cada processo. Na coluna Memória visualizamos o consumo da memória e na coluna Descrição temos um resumo do aplicativo.
Na parte inferior temos a opção de “Mostrar processos de todos os usuários” ou apenas o usuário logado, caso seja desmarcado. Podemos “Finalizar o Processo” que está selecionado.
Na guia serviços podemos analisar o status dos serviços e PID de cada um. Temos também a opção do botão “Serviços...” que abre o gerenciado de serviços do Windows.
Na guia Desempenho temos o gráfico do consumo de cada núcleo do processador e do consumo da memória.
Na parte inferior podemos identificar um breve resumo referente à Memória Física, Memória Usada pelo Kernel (MB) e o Sistema. Note que o consumo de memória está alto e voltando a guia processo identificamos que existe dois processo chamados chrome.exe *32 que estão consumindo uma boa parte do total. Na guia Rede temos o gráfico de cada conexão ativa e seu respectivo consumo.
Na guia Usuário temo o status dos usuário conectados e logo a baixo podemos desconectar ou efetuar o logoff do mesmo selecionado.
Notamos que em todas as guias temo esse roda pé informando a quantidade de processos ativos, consumo da CPU em % e o consumo da Memória Física em %.
Todas essas funções têm a finalidade de gerenciar os processos e consumos do sistema operacional e seus aplicativos.
Executar os gerenciadores de processos do Microsoft Windows e das distribuições Linux para verificar o comportamento dos processos padrão de sistema operacional e de softwares instalados na prática. Tanto nas interfaces gráficas como nas interfaces baseadas em linha de comando é possível gerenciar os processos.
Essa política é um das diferenças entre os sistemas operacionais existentes no mercado, pois cada sistema operacional possui a sua política adequada a suas características. Apesar de cada sistema operacional adotar seus critérios, podemos citar alguns dos principais:
Processos são escalonados para o processador, que faz uma troca a todo o momento do processo sendo executado, através do mecanismo chamado multiprogramação. Em SO tradicionais, cada processo tem um único fluxo de execução (o que define uma thread), a unidade de processamento concorrente destinada para ser executada sob as condições de desempenho de um processador da época. Com o surgimento de processadores de mais alto desempenho, uma nova unidade de processamento concorrente pôde ser definida dentro do próprio processo, materializando novas unidades de fluxo de execução e assim podem-se ter múltiplos fluxos de execução (múltiplas threads) num mesmo processo. O que as threads acrescentam ao modelo de processo é permitir que múltiplos fluxos de execução ocorram no mesmo ambiente do processo, com um grau de independência uma das outras. Assim, múltiplas threads executam concorrentemente em um processo, e é análogo a múltiplos processos executando concorrentemente em um único computador.
2.1 Política de Gerenciamento de Processador: Essa política é um das diferenças entre os sistemas operacionais existentes no mercado, pois cada sistema operacional possui a sua política adequada a suas características. Apesar de cada sistema operacional adotar seus critérios, podemos citar alguns dos principais:
Nos sistemas operacionais, um processo é a forma de representar um programa em execução. É o processo que utiliza os recursos da maquina, processador, memória, etc. Por esse motivo é importante gerencia-los. 2.2.1 Criação de um processo Com o simulador SOsim criamos um Processos. Na janela Gerência de Processos, observe algumas informações sobre o contexto de software do processo como PID, prioridade, estado do processo e tempo de processador. Na janela Gerência de Processador, observe o processo transacionando entre estados. Na janela Gerência de Processador, movimente a barra de Clock de UCP e observe as variações ocorridas.
2.2.2 Tipos de processo Criamos um processo do tipo CPU-bound e um processo do tipo I/O-bound Na janela Gerência de Processos, observe as mudanças de estado dos dois processos. Na janela Gerência de Processador, observe o comportamento dos processos e as mudanças de contexto em função do tipo I/O-bound e CPU-bound. Na janela Gerência de Processos, compare a taxa de crescimento do tempo de processador dos dois processos. 2.2.3 PCB Na janela Gerência de Processos / PCB, observe as informações sobre o contexto de software e hardware dos processos criados. 2.2.4 Estatística Ativamos a janela de Estatísticas em Console SOsim e criamos dois novos processos. Na janela Estatísticas, observe as informações: número de processos, estados dos processos e os processos escalonados. 2.2.5 Log de Execução dos Processos Ativamos a janela de Log em Console SOsim criamos dois novos processos do tipo CPU-bound. Na janela Log, observe as informações sobre as mudanças de estado dos processos observando o tempo que cada processo permanece nos estados de Execução e Pronto. Reinicialize o simulador parametrizado com um valor de fatia de tempo diferente observe as diferenças na janela Log. No Sistema Operacional com fatia de tempo igual a 1s, em 20 segundos cada processo entrou em estado de execução cinco vezes totalizando 10s de UCP, no entanto houve 10 s em gastos em troca de contexto.
No Sistema Operacional com fatia de tempo igual a 4s, em 20 segundos o processo A entrou em execução três vezes totalizando 9s UCP e o B dois vezes e 6s de UCP, totalizando 15s de UCP e apenas 5s de troca de contexto.
Observamos assim que quanto menor a fatia de tempo, maiores serão os tempos gastos em trocas de contextos. 2.2.6 Suspensão e Eliminação de Processos Suspendemos temporariamente um dos processos na janela Gerência de Processos. Observamos os estados dos processos, a concorrência no uso do processador e comparamos percentualmente os tempos de uso do processador entre os dois processos. Liberamos o processo do estado de espera e eliminamos um dos processos na janela Gerência de Processos. 2.3 Softwares Instalados Vamos acompanhar a instalação do sistema operacional, nesse caso instalamos o Windows XP Professional 64 bits. O primeiro passo é dar o boot pelo CD ou DVD de instalação, na primeira tela receberemos uma mensagem de boas vindas e informaremos ao sistema o que ele deve fazer: