Sistemas Operativos. Um conjunto de rotinas de software que. virtualizando-o. diversos como o sistema de ficheiros e.

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1 Sistemas Operativos Paulo Menezes 1 Um conjunto de rotinas de software que virtualizando-o. diversos como o sistema de ficheiros e 2

2 Processamento por lotes (batch) 3 Tipos de sistemas operativos Batch Multiprogramados Tempo Partilhado Tempo-Real Sistemas combinados Sistemas distribuidos 4

3 Prog 1 Prog 2 Prog 1 Prog 2 Temos um aproveitamento de 100% do tempo do processador. (apenas em teoria) 5 Processos Na literatura encontramos dois tipos de nomenclatura para referir Processo - em livros e artigos Exemplo: Um editor de texto num sistema multi-programado e 6

4 Estados dos processos Inactivo - estado que ocorre apenas quando se cria ou termina um processo A correr Pronto - Quando o processo tem todos os recursos que necessita para executar, excepto o processador todos os recursos que necessita. Num sistema mono-processador, apenas Inactivo Termina Criado escalonamento Espera evento Evento ocorre Suspenso Pronto. 7 Bloco de controlo do processo PCB Nome do processo (ID) Prioridade Estado (ready, running, suspended) Estado do Hardware (registos do processador e flags)... 8

5 Listas de Processos Running Ready Suspended 9 Utilizador Sistema Operativo Px Salvaguarda o estado do HW de Px no PCB Actualiza o estado e estatisticas Escolhe proximo processo a correr (Py) Restaura o estado do Hardware de Py Py desempenho do S.O. 10

6 O Sistema Operativo reserva PCB Preenche os campos Insere na lista de processos Ready Prioridade Processos no modelo computacional Geralmente os processos organizam-se de acordo com uma hierarquia. herdado do contexto do processo pai. create, delete, fork/join, abort, suspend, resume, delay,... 12

7 Threads/Fios Os fios (threads) surgem como tentativas de melhorar o desempenho dos sistemas operativos, reduzindo a carga na troca de processos. processo leve com um estado reduzido. Representam um compromisso entre duas filosofias: os sistemas tradicionais MACH, OS/2 e alguns UN*X 13 Throughput - Quantidade de trabalho por unidade de tempo Turnaround Time - Intervalo de tempo que vai desde o instante Tempo de espera- Tempo que 1 processo espera por um recurso recursos com outros. Tempo de Resposta desde o momento em que se introduziu o ultimo aparecimento do resultado no terminal. 14

8 Escalonamento/Escalonadores Escalonamento executado. O escalonador Tipos de escalonadores Long-term - batch medium-term - suspended queue short-term - ready queue Batch queue Ready queue Suspended queue CPU 15 Throughput Waiting time Response time Justeza, predictabilidade, repetibilidade que se esperam num sistema de forma que para cargas de trabalho semelhantes o comportamento apresentado seja semelhante. 16

9 Projecto do escalonador Nota: Raramente se emprega o termo optimo no que diz respeito a escalonadores. Isto porque um algoritmo optimo de escalonamento o pior caso. 17 Algoritmos de Escalonamento First-come, first-served (FCFS) Shortest Remaining Time Next (STRN) Time-Slice (Round Robin) Priority-Based Preemptive (Event-Driven) Multiple-Level Queues (MLQ) Multiple-Level Queues with feedback 18

10 First Come, First Served tarefa Tarefas curtas podem sofrer turnaround times elevados quando 19 Shortest Remaining Time Next Shortest Job First quando este passa o controlo para o S.O. Preemptivo ao estado ready. O escalonador estima quanto tempo falta 20

11 Time-Slice (Round Robin) quantum Quando expira o tempo, se o processo que estava a executar necessita Running Ready p1 p2 p3 p4 requer hardware de suporte (temporizadores, int.) justa e com um bom tempo de resposta. O seu desempenho depende em grande Running p2 Ready p3 p4 p1 21 Priority-Based Preemptive Sched. O escalonador escolhe de entre os ready o que tiver a prioridade mais alta A prioridade pode ser determinada como um valor agregado com base no valor inicial, caracteristicas, recursos, comportamento em runtime event-driven 22

12 Multiple Level Queues Permite combinar time-critical events utilizadores interactivos System Procs. High-Pri ED Interactive Medium-P RR CPU Batch Low-Pri FCFS 23 MLQ w/ feedback Consiste em mover os processos entre as filas de acordo com o seu comportamento. precisa de mais tempo-> Processo movido para outra fila de menor prioridade. comportamento dos processos. 24