SLIDES - 2 AULA AO VIVO

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Sistemas operacionais
Wagner Mendes Voltz
Gerenciamento de processos
Gerenciamento da memória
Unidade II – Gerenciamento de 
processos
 Comunicação entre processos 
 Escalonamento de processos 
 Impasse/Deadlock
Comunicação entre processos
 Condição de corrida: falha na comunicação existente 
gerando a possibilidade de concorrência entre os 
processos ou threads. 
 Região crítica: espaço em memória utilizado durante a 
execução de um processo. Utilizado por vários 
processos.
A melhor maneira para que não ocorra condição de 
corrida é realizando exclusão mútua. 
Exclusão mútua
 Dois processos nunca podem estar simultaneamente 
simultaneamente em suas regiões criticas
 Nada pode ser afirmado sobre a velocidade ou sobre o 
sobre o número de CPUs
 Nenhum processo executando fora de sua região 
crítica pode bloquear outros processos
 Nenhum processo deve esperar eternamente para 
entrar em sua região crítica.
Exclusão mútua - Técnicas
 Desabilitar interrupções
 Variável do tipo trava (lock)
 Chaveamento obrigatório
 Solução de Peterson
 Instrução TSL
• Semáforos binários: o valor da 
variável do semáforo pode variar 
entre 0 e 1. Este tipo de semáforo 
também é chamado de mutex. Ele 
é usado diretamente para garantir 
a exclusão mútua.
• Semáforos de contagem: são 
utilizados para controlar o acesso 
a um recurso. 
Escalonamento de processos
• O escalonamento consiste em utilizar algoritmos 
para decidir qual processo deve ser utilizado. 
Quando escalonar?
• Quando um processo é encerrado.
• Quando há um novo processo e existe a 
necessidade de tomar a decisão por executar o 
processo pai ou o processo filho
• Quando um processo é bloqueado por um 
dispositivo de entrada/saída
• Quando ocorre uma interrupção de entrada/saída 
Escalonamento
O sistema operacional possuiu um conjunto grande de algoritmos de escalonamento 
escalonamento que podem ser utilizados. Divide-se em:
 Algoritmos de escalonamento preemptivo: o processo é executado por um tempo 
tempo máximo fixado
 Algoritmos de escalonamento não-preemptivo: o processo é executado até que 
que seja bloqueado
Algoritmos de escalonamento
 Primeiro a chegar, primeiro a ser servido
 Tarefa mais curta primeiro
 Próximo de menor tempo restante
 Chaveamento Circular (round robin)
 Escalonamento pro prioridade
[TANENBAUM, 2010]
Um conjunto de processos estará em 
situação de impasse se todo processo 
pertencente ao conjunto estiver 
esperando por um evento que 
somente outro processo desse mesmo 
conjunto poderá fazer acontecer.
Impasse/Deadlock
Prevenção
 Atacar a condição de exclusão mútua
 Atacar a condição de posse e espera
 Atacar a condição de inexistência de preempção
preempção
 Atacar a espera circular
Unidade III – Gerenciamento da 
memória
 Conceito e tipos de memória
 Endereço lógico e físico
 Fragmentação
 Estratégias de alocação
 Memória virtual
Fonte: [MAZIERO, 2019], capítulo 14 - página 162
http://wiki.inf.ufpr.br/maziero/lib/exe/fetch.php?media=socm:socm-14.pdf
Memória
 Memória principal: são mais rápidas, menores 
menores (capacidade de armazenamento), 
mais caras, consomem mais energia e são 
voláteis. 
 Memória secundária ou de massa: não 
voláteis, lentas e baratas se comparadas às 
às memórias principais
Endereço lógico e físico
 Lógico: criado pelo 
processador
 Físico: armazenados na 
RAM
 MMU
Fragmentação
• Fragmentação externa: ocorre 
quando existem espaços 
disponíveis na memória em 
pequenos intervalos não 
contíguos.
• Fragmentação interna: ocorre 
quando o espaço total de um 
bloco de alocação de memória 
não é usado por completo. 
Estratégias de alocação
 Contígua
 Segmentada
 Paginada
Estratégias de alocação - Contígua
 A memória é dividida em duas partições, sendo uma para 
para o sistema operacional e a outra partição de 
tamanhos ajustáveis que irão se adequar à demanda 
específica de cada processo do usuário. 
 A MMU recebe o endereço lógico e tenta salvar numa 
numa partição. Caso o espaço solicitado seja compatível, 
compatível, a informação é salva, senão é retornada uma 
uma interrupção para o processador, indicando um 
endereço inválido. 
 Sujeita a fragmentação externa
Estratégias de alocação - Segmentada
 Divide os espaços de memória em áreas 
chamadas de segmentos 
Estratégias de alocação –
Paginada
 Visando evitar a fragmentação externa 
 endereçamento físico de um processo não seja 
seja contíguo 
 usada pela maioria dos sistemas operacionais 
operacionais atuais. 
 Divisão do espaço lógico em blocos chamados 
chamados de páginas
 o espaço de endereço físico também é 
dividido em blocos chamados de quadros. 
 Cada página (espaço lógico) será alocada num 
num determinado quadro (espaço físico)
Memória Virtual
 Alguns processos podem exigir que sejam carregados por completo na 
memória para daí ser executado
 Memória virtual consiste na utilização de armazenamento externo como 
como extensão da memória RAM. 
 A partir de algum algoritmo é selecionado um grupo de dados que serão 
serão salvos fora da memória RAM, liberando assim o espaço necessário para 
necessário para armazenar a quantidade solicitada pelo processo
Swapping 
 Implementada de forma eficiente e transparente 
 Irão utilizar memória virtual paginada, retirando páginas da memória 
principal para um armazenamento externo, permitindo mais quadros 
disponíveis na memória RAM
Memória Virtual
 Algoritmo First In First Out: as páginas mais antigas na memória principal 
principal deverão ser retiradas por primeiro quando houver a necessidade 
necessidade do uso de memória virtual
 Algoritmo Least Recently Used: as páginas menos recentemente usadas 
usadas na memória principal deverão ser retiradas por primeiro quando 
quando houver a necessidade do uso de memória virtual
 Algoritmo Not Recently Used: as páginas não usadas recentemente na 
recentemente na memória principal deverão ser retiradas por primeiro 
primeiro quando houver a necessidade do uso de memória virtual
Fonte: [MAZIERO, 2019], capítulo 17 - página 206 -
http://wiki.inf.ufpr.br/maziero/lib/exe/fetch.php?media=socm:socm-17.pdf