O que é uma falta de página Quais são suas causas possíveis e como o sistema operacional deve Tratá

Sistemas Operacionais
Capítulo 6
Processo

6.1 � Introdução

• De forma simples, o processo é um programa em execução.
• Extensão do conceito: Estrutura responsável pela manutenção de todas as informações necessárias à execução de um programa, como conteúdo de registradores e espaço na memória

6.2 � Modelo de Processo

• Processo = ambiente onde se executa um programa
• Um mesmo programa pode produzir resultados diferentes, dependendo do processo no qual ele é executado.
• Bloco de controle do processo (Process Control Block � PCB) � Estrutura onde o SO guarda todas as informações do processo, contendo sua identificação, prioridade, estado corrente, recursos alocados por ele e informações sobre o programa em execução
• O Sistema Operacional gerencia os processos através de System Calls.
• Processo : contexto de hardware, software e espaço de endereçamento.

6.2.1 � Contexto de Hardware

• Constitui-se do conteúdo de registradores
• A troca de um processo por outro na CPU, pelo sistema operacional, é denominada mudança de contexto.
• Mudança de Contexto -  salva o conteúdo dos registradores da CPU e carregá-los com os valores referente ao do processo que está ganhando a utilização do processador.

6.2.2 � Contexto de Software

• Características do processo incluídas na execução de um programa, divididas em:
• Identificação � Principalmente número (PID) de identificação e identificação do processo ou usuário (UID) que o criou.
• Quotas � Limites de cada recurso do sistema que um processo pode alocar
• Privilégios � o que o processo pode ou não fazer em relação ao sistema e aos outros processos.

6.2.3 � Espaço de Endereçamento

• Área da memória do processo onde o programa será executado e para dados utilizados por ele.
• Deve ser protegido do espaço de endereçamento dos demais processos

6.3 � Estado do Processo

• Em sistemas Multitarefas o processo não é executado todo o tempo pelo processador
• 3 tipos de estados:
• Execução (running)  � O processo está sendo executado pela CPU.
• Pronto (ready) � O processo está pronto e esperando para ser executado pela CPU.
• Espera (wait) � O processo está esperando algum evento externo ou por algum recurso para poder prosseguir seu processamento.
• Bloqueado � O processo está esperando por algum recurso do sistema que não se encontra disponível.

6.4 � Mudança de Estado do Processo

• Mudança de estado por eventos do próprio processo (eventos voluntários) ou causados pelo sistema operacional (eventos involuntários). Dividido em 4 mudanças:
• Pronto -> Execução = Quando um processo é criado, é colocado em uma lista de processos no estado pronto. Então é escolhido pelo sistema para ser executado.
• Execução -> Espera = O processo passa para espera quando aguarda a conclusão de um evento solicitado.
• Espera -> Pronto = O processo passa para pronto quando a operação solicitada é atendida ou o recurso esperado é concedido.
• Execução -> Pronto = O processo passa de execução para pronto por eventos gerados pelo sistema.

6.5 � Subprocesso e Thread

• Subprocesso ou processo filho
• processos criados por um outro processo, de maneira hierárquica.
• O subprocessos são eliminados quando o processo pai deixa de existir.
• Permite dividir a aplicação para trabalhar de forma concorrente.
• Cada processo e subprocesso possui seu ambiente e recursos alocados.
• Thread ou Linha de Controle
• No ambiente multthread cada processo pode responder a várias solicitações concorrentes ou mesmo simultaneamente, se houver mais de um processador.
• Threads compartilham o processador da mesma forma que um processo.
• Cada Thread possui seu próprio conjunto de registradores, porém compartilha o mesmo espaço de endereçamento com as demais threads do processo.
• Uma Thread pode alterar os dados de outra Thread.

6.6 � Processos do Sistema

• Grande parte do núcleo do sistema é executada no contexto de processos, inclusive no contexto de processos de usuários, como:
• auditoria e segurança:
• serviços de rede;
• contabilização do uso de recursos;
• contabilização de erros;
• gerência de impressão;
• gerência de jobs batch;
• temporização;
• comunicação de eventos;
• inteface de comando (shell).

6.7 � Tipos de processos

• CPU-bound (Ligado à CPU)
• O processo passa a maior parte do tempo no estado de execução.
• Realiza poucas operações de I/O
• Encontrado em aplicações que efetuam muitos cálculos.
• I/O-bound (Ligado à E/S)
• O processo passa a maior parte do tempo no estado de espera
• Encontrado em aplicações comerciais com bastante leitura, processamento e gravação.
• Encontrado também em aplicações interativas.

O que é uma falta de página Quais são suas causas possíveis e como o sistema operacional deve Tratá

Quando uma falta de página ocorre o sistema operacional precisa?

O que é um page fault quando ocorre é quem controla a sua ocorrência como uma elevada taxa de page fault pode comprometer o sistema operacional?

O que é paginação e como ela é utilizada pela memória?