Bate-papo sobre processos e threads

O material apresenta explicações e exemplos de processos e threads (tarefas). Destaca ainda a multitasking (capacidade do Sistema Operacional de ter mais de um processo em execução ao mesmo tempo), a estrutura interna de um Sistema Operacional, as interrupções síncronas e assíncronas, o gerenciamento de múltiplos processos (tarefas, ou tasks) e a técnica de multiprogramação. O material também cita e descreve o sistema operacional multiusuário; o multiprocessamento e as múltiplas threads (tarefas) em um mesmo processo.

Visão geral de subsistemas de E-S.

O material apresenta uma visão geral de subsistemas de entrada e saída (E/S) de dados, destacando seu gerenciamento. O texto traz também as atuações do Sistema Operacional nas operações de E/S (emitir comandos para os dispositivos, atender interrupções geradas pelos dispositivos, tratar erros nas operações desses dispositivos, prover uma interface para utilização dos dispositivos), os aspectos de hardware, os aspectos de software e seus objetivos (independência de dispositivo, nomeação uniforme; manipulação de erros; transferência síncrona (bloqueante) e assíncrona (orientada a interrupções); dispositivos compartilhados e dedicados). Por fim, destaca uma forma de estruturação do software de E/S através de: Tratadores de interrupção, controladores de dispositivos, software de E/S independente de dispositivo e Software de E/S ao nível do usuário.

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.

Sistemas Operacionais

O material apresenta sistemas operacionais, destacando visões do Sistema Operacional (Máquina abstrata / Gerente de recursos), Processos (programas em execução), Thread (linha de execução de um processo), Múltiplos processos (Multitasking), Tipos de processos, Escalonamento e Interrupções. O texto também traz as Chamadas de Sistema (serviços oferecidos pelo Sistema Operacional para os programas), o Gerenciamento de memória, a Memória virtual, os Sistemas de Arquivo e o Sistema Entrada/Saída.

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.