Processos e Threads

O material apresenta processos e threads (tarefas). Destaca a necessidade da criação de um código executável apropriado para a arquitetura (processador) e do sistema operacional do computador onde se deseja executá-lo. Além do código e das áreas de dados, diversas informações de controle precisam ser mantidas pelo Sistema Operacional para um processo em execução. O texto também apresenta processos no sistema operacional UNIX, os processos leves - threads ou linhas de execução, as vantagens do uso de threads, exemplo de programa Java que utiliza threads, e por fim, traz exercícios resolvidos sobre conceitos de processos na literatura técnica e mecanismo.

Processos e Threads - Slides

O material apresenta o conceito de processo, os estados de processo e transições, blocos de controle de processos (PCBs) e seus descritores, o chaveamento de processos/troca de contexto, a definição de interrupções em relação com hardware/software, a comunicação interprocessos (IPC) e os processos no UNIX. Além desses tópicos, o material também descreve threads, suas semelhanças e diferenças com processos, seu ciclo de vida, e noções básicas sobre threads POSIX, Linux, Windows XP e Java.

Políticas de escalonamento de processos e threads

O material apresenta políticas de escalonamento de processos e threads. O escalonamento de processos (ou Escalonamento do processador) trata da decisão sobre qual processo será executado em um determinado instante e por qual processador. O material apresenta também algoritmos de escalonamento relevantes, incluindo exemplos de algoritmos preemptivos e não-preemptivos, objetivos e critérios do escalonamento e diferentes tipos de escalonamentos: Escalonamento FIFO (first-in first-out), Escalonamento circular RR (Round-Robin ), Escalonamento SPF (Shortest Process First), Escalonamento SRT (Shortest Remaining Time), Escalonamento FSS (Fair Share Scheduling), Escalonamento de tempo real, Escalonamento de threads Java – JVM, Escalonamento no Windows XP e UNIX.

Memória Virtual

O material apresenta o conceito de memória virtual, recurso que objetiva solucionar o problema de pouco espaço de memória. Através de técnicas de gerenciamento, o material destaca o conceito de paginação sob demanda, os desafios da substituição de páginas, diversas estratégias populares de substituição de páginas e como se comparam à substituição ideal, o impacto do tamanho da página sobre o desempenho da memória virtual e o comportamento do programa sob paginação.

Sistema de arquivos - Slides

O material apresenta o sistema de arquivos como coleção nomeada de dados e manipulada como unidade. Destaca o papel e características dos sistemas de arquivos como parte integrante do Sistema Operacional e sua importância para a organização e gerenciamento de dados. Por fim, o material apresenta ainda mecanismos de cópia de segurança (backup), recuperação e integridade de um sistema de arquivos; servidores de arquivos e sistemas distribuídos; além de sistemas de arquivos suportados pelo Windows e Linux.

Gerenciamento de Entrada e Saída

O material apresenta a estrutura geral de um subsistema de Entrada/Saída, seus princípios do tratamento e complexidade. Destaca assuntos como: Hardware de E/S; Estrutura típica do barramento do PC; Comunicação entre CPU e controladoras; Endereços de algumas portas de I/O do PC; E/S programada – Polling; E/S por Interrupções; e Vetor de eventos do Intel Pentium. O material também trata do Acesso Direto à Memória e a operação de transferência por DMA; os dispositivos de Rede; as operações do subsistema de E/S (Escalonamento, Buferização, Caching, Spooling, Reserva de dispositivo); o tratamento de erros e as operações que podem estar sujeitas a falhas; e por fim, tratamento de requisições de E/S e o ciclo de vida de uma requisição de E/S.

Bate-papo sobre Chamadas de Sistema

O material apresenta as chamadas de sistema, ou system calls, que são rotinas de serviço oferecidas por um sistema operacional aos programas. Além de escalonar o uso do(s) processador(es) para a execução das instruções dos processos, o Sistema Operacional tem a função de prover serviços a esses processos. O material destaca ainda o código executado pelas chamadas de sistema que reside na memória; a portabilidade dos programas; e os tipos de chamadas de sistema nos sistemas operacionais Microsoft, Unix e Linux.

Sincronização de Threads

O material apresenta a sincronização de threads no Windows, as vantagens do uso de padrões no projeto com thread,e assuntos como: problemas com threads, Race Condition & Deadlock, métodos de sincronização (WaitForSingleObject e WaitForMultipleObject), Seção Crítica, e Objetos do Kernel. O material também destaca o armazenamento volatile; Mutex e CreateMutex; Objeto Semaphore, CreateSemaphore e ReleaseSemaphore.

Gerenciamento de Threads - Slides

O material apresenta o gerenciamento de threads no Windows. Um sistema operacional envolve atividades assíncronas e algumas vezes paralelas, sendo que a noção de processo de software é usada em sistemas operacionais para expressar o gerenciamento e controle de suas atividades. Processo é um dos conceitos fundamentais no projeto de um sistema operacional moderno. Threads podem ser gerenciados pelo sistema operacional ou pela aplicação do usuário. Além desses conceitos, o material destaca a motivação para o uso de threads; o parâmetro CreateThread; e a prioridade e escalonamento.

Gerência de Memória

O material apresenta o gerenciamento de memória, realizado por meio do sistema operacional e manipulada por elementos específicos do hardware. Para que os processos sejam executados, é preciso que tanto seus códigos (suas sequências de instruções) quanto os dados que eles manipulam sejam carregados na memória principal. O gerenciamento do uso da memória tem grande influência sobre a quantidade de processos que podem ser executados ao mesmo tempo. As estratégias de gerência de memória realizadas por um Sistema Operacional estão relacionadas à decisões sobre como a memória será ocupada pelos processos, sobre o local onde cada processo deve ser carregado, por quanto tempo um processo deve permanecer carregado na memória, etc. Além desses aspectos, o material também destaca as principais estratégias de gerência de memória, os aspectos fundamentais sobre o funcionamento dos sistemas de memória; os mecanismos de gerenciamento de memória virtual, os sistemas monotarefa e monousuário, a relocação de endereços, o uso de registradores especiais no hardware, denominados registrador base e limite e a técnica de multiprogramação.

Processos e Threads

A videoaula apresenta os principais conceitos sobre processos e threads com destaque para estados de processo e transições, blocos de controle de processos e descritores, chaveamento de processos e troca de contexto, comunicação interprocessos (IPC), processos no Unix, semelhanças e diferenças entre processos e threads, o ciclo de vida de um thread e, por fim, conceitos básicos sobre threads POSIX, Linux, Windows XP e Java.

Escalonamento de Processos

A videoaula apresenta o escalonamento de processos, com foco para as políticas de escalonamento do processador. Destaca o escalonamento com prioridades (estática ou dinâmica), o funcionamento do escalonamento de threads em Java, os níveis de escalonamento (alto nível, nível intermediário, baixo nível) e os critérios que são levados em conta pelo algoritmo de escalonamento. Apresenta também os objetivos e critérios do escalonamento e seus seguintes tipos: Escalonamento FIFO (first-in first-out), Escalonamento circular RR (Round-Robin ), Escalonamento SPF (Shortest Process First), Escalonamento SRT (Shortest Remaining Time), Escalonamento FSS (Fair Share Scheduling) - Escalonamento por fração justa, Escalonamento de tempo real, Escalonamento de threads Java – JVM, Escalonamento no Windows XP e UNIX.

Acesso a dados em memória secundária [Audiodescrição]

Versão com menu acessível para leitores de tela e vídeo com audiodescrição.