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03Interrupção e processo 20181

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SISTEMAS OPERACIONAIS
• INTERRUPÇÃO
• PROCESSOS
Prof. Luiz di Marcello
luizdimarcello@gmail.com
Prof. Luiz di Marcello
CONCEITO DE INTERRUPÇÃO
• São sinais de hardware, fundamentais para a existência de 
sistemas multitarefa, pois provocam a interrupção da tarefa 
em execução
• Parte do mecanismo é executada pelo hardware 
(identificação do dispositivo, empilhamento dos 
registradores de sistema) e parte é feita por software
• Mascaramento de interrupções: Capacidade de inibir a 
ação de uma interrupção
Prof. Luiz di Marcello
CONCEITO DE INTERRUPÇÃO
• Concorrência: Capacidade de execução concorrente de 
tarefas permitindo um melhor aproveitamento de recursos
• Uma tarefa pode deixar a CPU por vontade própria quando 
precisa aguardar por um recurso, ou por uma interrupção
• Em particular, uma interrupção de temporizador provoca a 
substituição da tarefa em execução
Prof. Luiz di Marcello
INTERRUPÇÃO ACONTECE ASSIM...
Dispositivo de controle 
ou
outro sistema de 
hardware 
que permita ativar uma 
interrupção
Processador termina a 
execução da instrução 
corrente
Processador reconhece 
sinal de interrupção
Processador coloca PSW 
e PC na pilha de controle
Processador carrega 
novo valor do PC, 
baseado na interrupção
Salva informações 
remanescentes sobre o 
estado do processo
Processa a interrupção
Restaura a informação 
do estado do processo
Restaura o velho PSW e 
PC
Prof. Luiz di Marcello
APLICAÇÃO
100
101
102
STACK
102
PC
estado APPSW
INSTRUÇÃO EM 
EXECUÇÃO
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
100
101
102
STACK
102
PC
estado APPSW
OCORRE 
INTERRUPÇÃO
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
102
STACK
102PC
estado APPSW
SALVA PC
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
estado AP
102
STACK
102PC
estado APPSW
SALVA PSW
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
estado AP
102
STACK
500PC
estado 
ROTINA A
PSW
ALTERA 
PSW e 
PC
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
registradores
estado AP
102
STACK
501PC
estado 
ROTINA A
PSW
ROTINA A SALVA 
REGISTRADORES
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
estado AP
102
STACK
510PC
estado 
ROTINA A
PSW
ROTINA A 
TERMINA
510
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
102
STACK
501PC
estado APPSW
RECUPERA 
PSW
510
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
ROTINA DA INTERRUPÇÃO A
100
101
102
500
STACK
102PC
estado APPSW
RECUPERA 
PC
510
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
100
101
102
STACK
103
PC
estado APPSW
INSTRUÇÃO EM 
EXECUÇÃO
MECANISMO DE INTERRUPÇÃO
APLICAÇÃO
Prof. Luiz di Marcello
Sistemas multitarefa utilizam as interrupções
para promover a sensação de execução 
simultânea, mas sabemos que se trata de 
execução concorrente
RESUMINDO
Prof. Luiz di Marcello
❖ Entender o conceito de processo
❖ Conhecer os componentes de um processo
❖ Conhecer os estados de um processo e suas transições
❖ Diferenciar os tipos de processo
PROCESSO: OBJETIVOS GERAIS DA AULA
Prof. Luiz di Marcello
❖ Sistema operacional é software
❖Um sistema operacional deve fornecer interface 
com o usuário e administrar recursos de hardware 
e software
❖ Sistemas multitarefa permitem a concorrência 
entre tarefas: tarefas disputam recursos.
❖Os mecanismos de interrupção são fundamentais 
para a existência de sistemas multitarefa
PROCESSO: REVISÃO DE CONCEITOS
Prof. Luiz di Marcello
CONCEITOS DE PROCESSO
• Instância de um 
programa em execução
• É a unidade de carga e 
alocação de uma 
tarefa
•Um programa é 
carregado para a 
memória onde aloca 
uma determinada área 
para código e dados
CONTEXTO DE 
SOFTWARE
PROGRAMA
CONTEXTO DE 
HARDWARE
ESPAÇO DE 
ENDEREÇAMENTO
Prof. Luiz di Marcello
CONTEXTO DE 
SOFTWARE
PROGRAMA
CONTEXTO DE 
HARDWARE
ESPAÇO DE 
ENDEREÇAMENTO
•IDENTIFICAÇÃO (PID)
•USUÁRIO / GRUPO
•ARQUIVOS ABERTOS
•PRIVILÉGIOS
•LIMITES DE MEMÓRIA
CONCEITOS DE PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
CONTEXTO DE 
SOFTWARE
PROGRAMA
CONTEXTO DE 
HARDWARE
ESPAÇO DE 
ENDEREÇAMENTO
CONCEITOS DE PROCESSO
•CONTEUDO DOS REGISTRADORES
•(PC, PSW...)
Prof. Luiz di Marcello
CONTEXTO DE 
SOFTWARE
PROGRAMA
CONTEXTO DE 
HARDWARE
ESPAÇO DE 
ENDEREÇAMENTO
MEMÓRIA 
ALOCADA
CONCEITOS DE PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
CONTEXTO DE 
SOFTWARE
PROGRAMA
CONTEXTO DE 
HARDWARE
ESPAÇO DE 
ENDEREÇAMENTO EXECUTÁVEL
CONCEITOS DE PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
registrador PC
registradores de uso geral
informações de escalonamento
limites de memória
privilégios
relação de arquivos abertos
identificação estado
registrador SP
CONTROLE
ESTADO
PROCESSO NA PRÁTICA
Process Control Block (PCB)
Prof. Luiz di Marcello
PROCESSOS NO WINDOWS
Prof. Luiz di Marcello
PROCESSOS NO WINDOWS
PERCENTUAL DE 
TEMPO QUE A 
TAREFA UTILIZOU A 
CPU NO ÚLTIMO 
MINUTO
Prof. Luiz di Marcello
QUANDO?
• Quando executamos um programa
• Quando um usuário acessa o sistema
• Quando um processo gera um processo-filho
CRIAÇÃO DE UM PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
ETAPAS?
• Atribui um identificador único
• Aloca uma entrada na tabela de processos
• Aloca espaço para o processo
• Inicializa o PCB (Process Control Block)
• Coloca o processo na fila apropriada
• Cria estruturas auxiliares
CRIAÇÃO DE UM PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
Conceito importante: TROCA DE CONTEXTO
É a substituição do processo em execução
Interrupção : Reação a um evento assíncrono 
Trap (exceção): Associado a erro na execução de uma instrução 
System Call : Requisição explícita
Etapas: 
•Salva o estado do processador
•Muda o estado do processo
•Muda o processo para a fila apropriada 
•Seleciona o novo processo
•Atualiza o PCB do novo processo
•Modifica os mapeamentos de memória
•Restaura o estado do processador
DURANTE UM PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
NOVO
Admissão
Ocorrência
do evento
Dispatch
Liberação
Time-out
Espera do
evento
PRONTO EXECUÇÃO
SAÍDA
BLOQUEADO
MODELO DE 5 ESTADOS
DURANTE UM PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
INICIO  PRONTO: ocorre apenas na admissão
PRONTO  EXECUÇÃO: ocorre quando o processo é selecionado para 
execução segundo um critério pré definido 
pelo sistema operacional
EXECUÇÃO PRONTO: ocorre quando o processo é interrompido e 
novo processo será selecionado
EXECUÇÃOBLOQUEADO:ocorre quando o processo deve aguardar um 
recurso
BLOQUEADO PRONTO: ocorre quando a solicitação de recurso é 
atendida
EXECUTANDO  FIM: término do programa
TRANSIÇÕES DE ESTADOS
Prof. Luiz di Marcello
EM RELAÇÃO AOS ESTADOS QUE ASSUMEM
• Processos CPU-Bound: São processos que passam a maior parte do 
tempo em estado de execução ou pronto. Realizam poucas 
operações de E/S
• Processos I/O-Bound: São processos que passam a maior parte do 
tempo em estado deespera, pois realizam um elevado número de 
operações de E/S
EM RELAÇÃO À INTERAÇÃO COM O USUÁRIO
• Processos em foreground: Permite a comunicação direta do processo 
com o usuário durante sua execução. Em geral o canal de entrada 
está associado ao teclado/mouse e de saída a um monitor;
• Processos em background: Não existe interação direta com o 
usuário. 
TIPOS DE PROCESSO
Prof. Luiz di Marcello
Simulador SOSIM
http://www.training.com.br/sosim/
CRIAR PROCESSOS
Prof. Luiz di Marcello
Simulador SOSIM
http://www.training.com.br/sosim/
Prof. Luiz di Marcello
Simulador SOSIM
http://www.training.com.br/sosim/
Prof. Luiz di Marcello
CHAMADAS AO SISTEMA
❖ Fornecem a interface entre os processos e o sistema operacional
❖ Atuam como mecanismo de proteção ao núcleo do SO e também de 
acesso aos seus serviços, como se fossem as portas de entrada para 
os processos
❖ Cada serviço possui uma chamada associada e cada sistema 
operacional tem seu próprio conjunto de chamadas. Sendo assim, 
uma aplicação desenvolvida utilizando serviços de um determinado 
SO não pode ser executada diretamente em outro (ex.: API do 
Windows)
Prof. Luiz di Marcello
CHAMADAS AO SISTEMA
MODOS DE ACESSO
❖ Para que seja garantida a integridade do sistema os dispositivos 
(recursos de hardware) devem ser acessados pelo SO por 
instruções exclusivas
❖ As instruções que compõe o conjunto de funções de uma 
arquitetura de hardware são divididas em dois tipos:
✓ Privilegiadas  estas, se executadas, podem comprometer a 
estabilidade do sistema
✓ Não-privilegiadas  podem ser executadas e não oferecem risco 
ao sistema
Prof. Luiz di Marcello
CHAMADAS AO SISTEMA
MODOS DE ACESSO
❖ Sendo assim, para execução de instruções privilegiadas, o 
processador implementa através de um registrador especial, o 
mecanismo de modos de acesso:
✓ modo usuário  permite a execução de um subconjunto do total 
de instruções disponíveis, ou seja, as instruções não-privilegiadas
✓ modo kernel ou supervisor  todo conjunto de instruções pode ser 
executado
❖ O SO executa em modo kernel, protegendo o hardware do 
usuário, enquanto os outros programas (editores, compiladores) 
executam em modo usuário. Caso o programa tente executar 
uma instrução privilegiada, sem o processador estar em modo 
kernel, uma exceção é gerada e o programa encerrado

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