Sistemas Operacionais e Programação Concorrente - Capítulo 2

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C a p f t u l o 2
C O N C E I T O S B A S I C O S
M a r t i n F ie r r o E1 m o r e n o
i A h n e g r o ! S i s o s t a n s a b i o L o s c i e l l o s l l o r a n y c a n t a n
n o t e n ga s n in gú n r e c e l o h a s t a e n e 1 m a y o r s i l e n c i o
p e r o h a s t r a g a o e l a n z u e l o l l o r a n a l c a i r e l r o c f o
y a l c o m pás d e l e s t r u m e n t o c a n t a n a l s i lb a r l o s v i e n t o s
h a s d e d e c i r m e a l m o m e n t o l l o r a n c u a n d o c a i n 1a s a g u a s
c u ál e s e l c a n t o d e l c i e l o c a n t a n c u a n d o b r a m a e l tr u e n a
E s t e c a p í t u l o a p r e s e n t a c o n c e i t o s i m p o r t a n t e s qu e f or necem a b a s e p a r a o e s t u d o d a p r o g r a m a ção
c o n c o r r e n t e e q u e s ão e s s e n c i a i s p a r a o e n t e n d i m e n t o d a o r g a n i z a ç ão de u m s i s t e m a o p e r a c i o n a l
E n t r e o u t r o s
, 
s ão a p r e s e n t a d o s o s c o n c e i t o s d e i n te r r u pção d e h a r d w a r e , i n t e r r u pção d e s o f t w a r e
e p r o c e s s o
2
. 
1 0 c o n c e i t o d e i n t e r r u p çã o
0 c o n c e i t o de i n t e r r u pção é f u n da m e n ta l pa r a s e e n te n de r a o r ga n iz a ç o e o f u n c io n a m e n t o d o s
s i s te m a s o pe r a c i o n a i s Po de s e d i z e r qu e a s in te n u pçõe s s ão a s fo r ça s q u e m o v im e n t i l m e
d i r i g e m o s s i s t e m a s o pe r a c io n a i s N a v e r d a d e , u m s i s te m a o pe r a c io n a l só r e c e be o c o n t r o le da
U C P (só é e x e c u t a do e s ó t r a ba l ha ) qu a n do o c o r r e a lg u m a i n [e r r u pç i1o Es s a s " f o r ç a s m o t r i z e s
po de m s e r ge r a d a s po r ha r d w a r e o u po r s o f t w a r e
I n t e r r u p ção d e h a r d w a r e
U m a i n t e r r u p çä o d e ha r d w a r e u m s in a l o r i g i n a do e m a lgu m d i spo s i t i v o f i s i c o , qu e f a z c o m
qu e a U C P s u s pe n d a a e x e c u ç o do p r o g r a m a qu e v in ha e x e c u t a n do (gu a r da n do i n fo r m açö e s
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10 S i s t e m a s O pe g c /o n a i s e & o -
C o n c o r r e n te S S T o s c a n i R S de O l i v e i r a e A S C ar is s im i
p a r a c o n t i n u a r a e x e c u çao 
d e s s e p r o g r a m a , m a i s t a r de ) e p a s s e a e x e c u t a r u m a r o t in a e s pe c í f i c a
qu e t r a t a d a i n t e m pção o c
o r r i d a U m a i n t e r r u pç o n ilo a fe ta a i n s t r u ç lio q u e e s t á s e n do
e x e c u t a d a n o m o m e n t o e m qu e e l a o c o m (o u é s i n a l i z a da ) , po i s a U C P s ó de te c t a i n te 】T u pçöe s
e n t r e o tér m i n o d a e x e c u ç ão d e u m a i n s t r u ção e o 
in íc i o d a e x e c u ção d a i n s t r u qão s e gu i n te
I n t e r r u pçõ e s de h a r d w a r e po de m s e r o Dg i n a da s p e l o s v áf i o s di s p o s
i t i v o s pe r i f r ic o s
(ü s c o s , i m p r e s s o r a , t e c l a d o , e t c ) o u pe l o r e lógi o O r e l dg io (t im e r ) é u m d i s p o s i t i v o qu e
d e c r e m e n t a a u t o m a t i c a m e n t e o c o n te úd o de u m r e g i s t r a do r , c o m u m a f r e q i
l ên c i a c o n s t a n te
, 
e
i n te r r o m p e a U C P qu a n d o o v a l o r d o r e g i s t r a do r a t in g e z e r o O SO g a r a n
te qu e o c o r r a p e lo
m e n o s u m a i n te m i pção (e e l e v o l te a t r a b a l ha r ) d e n t r o de u m a f a t i a de te m p o F t , c o l o c a n do n o
r e lóg i o u m v a l o r q u e d e m o r e F t u n i da d e s de te m p o p a r a s e r de c r e m e n
t a do a té z e r o I s t o é f ei t o
i m e a t a m e n t e a n t e s d e e n t r e g a r a U C P p a r a u m p r o g r a m a de u s u ár i o
O s c o m p u t a d o r e s po s s u e m i n s t r u çõ e s e s pe c i a i s p a r a d e s a b i
E t a r (1?za s c a r a r l i n ib i r ) o
s i s t e m a d e i n t e n u p ç ão E n q u a n t o a s i n te r r u pçõ e s e s t ão de s a b i l i t a d a s e
l a s p o de m o c o r r e r , m a s
n ão s ão s e n t i d a s p e l o p r o c e s s a d o r N e s s e c a s o , e l a s f i c a m p e n d e n t e s (e n f i l e i r a d a s ) e s ó v o
l ta m a
s e r s e n t i d a s q u a n d o a U C p e x e c u t a u m a i n s t r u ção e s p e c ia l q u e 
ha b i l i ta (d e s m a s c a r a , d e s i n i be )
a s m e s m a s
I n t e r r u p ç i i o d e s o f t w a r e (t r a p o u s ys t e m c a l o
U m a i n t e r r u p çã o s o /ì w a r e é u m s i n a l g e f a do po r u m a in s t r u ç
ão e s p e c i a l (p o r t a n t o , Po r
s o f t w a r e ) d e n o m i n a d a t r a p , s y s t e m c a l l o u s u p e r v i s o r c a l l Qu a n do u m a i n s t r u ção de s s e 
t i po é
e x e c u t a d a p e l a U C p , o c o m p u t a d o r d e s e n c a
d e i a a s m e s m a s a çõ e s d e s e n c a d e a da s po r u m a
i n t e r r u p ção d e h a r d w a r e , i s t o é , o p r o g r
a m a e m execuço é s u s p e n s o , i n f o r m a çõ e s s ão s a l v a s e
u m a r o t i n a e s p e c í f i c a do SO é e x e c u t a d a
A d i fe r e n ç a f u n da m e n ta l do s t r a p s p a r a a s 
in te r r u pçõ e s de h a r dw a r e é q u e o s t r ap s s o
e v e n t o s p r e v i s í v e i s I s t o é , da do u m p r
o g r a m a e s e u s da do s , é po s s ív e l de te r m i n a r o s po n t o s 
e m
q u e o s t r a p s i r ão o c o r r e r Po r o
u t r o l a d o , a s i n te m l pçõe s de ha r d w a r e s ão ge r a da s p
o r
d i s po s i t i v o s pe D féDc o s (p a r a s i n a l i z a r e iT o s o u f in a i s de o pe r a ç
Me s ) e m n to s i m p r e v i s : v e i s
É c o m u m q u e a de n o m i n a ção i n t e r r u p çã o s e j a su be n te n d ida c o m o in te r r u pç
o dc
h a r dw a r e E s t a c o n v e n ção s e r á u s a da da q u i pa r a a f r e n te A s 
i n te r r u pçõe s de s o f t w a r e s e
r ao
r e fe Dd a s e x p l i c i t a m e n te po r t r a p s o u c ha m a da s do s is t e m a
T a n t o o s 1r a p $ c o m o a s in te m 1pçöe s si o u s a d a s pa r a r e q u e r e r 
a in te r v e n çao do SO
Os
¢r a p $ s ão u s a d o s p e l o s p r o g r a m a s do s u s u ár io s e a s In t e n u pçöe s , pe
lo s di spo s i t i v o s A l iás . 
a
de n o m i n a ç ão * y s i e m c a l l o u ru p e r v ls o r c a l l v e m do f a to do s t r aps te r e
m a f i n a l ida de de chamar
(pa s s a r a e x e c u ção p a r a ) o s i s t e m a o p e r a c i o n a l 9 1 , b / ( þ1 , i / \ ! +1 4 I . ; . T +
' " ì $
p o d e s e d i z e r q u e o c o n ju n t o da s i n te m 1pçöe s c do 1 t r a p s de f i n o o c o n ju n t o 
da s po r t as
de e n t r a d a do s o A e x e c u ç o s ó e n t r a n o s o a t r a v s dc u m a de s s a s po r
t a s A se gu i r e x p l i c a
do
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Ca p t tu 1o 2 C o n c e i t o s B ás i c o s 1 1
o m e c a n i s m o q u e f a z a U C P t r a n s fe r i r a e x e c u ção p a r a a p o r ta de e n t r a d a c o r r e t a , qu a n do o c o r r e
u m a i n t e m 1pç ão o u u m t r a p
"
E m te m p o de p r o je t o do c o m p u t a do r , é e s c o l h id a u m a ár e a de m e m ó r i a p a r a c o n t e r u m a
t a be l a
, 
de n o m i n a d a t a b e l ad e i n t e r r u p çö e s , q u e i r á c o n t e r u m a l i n ha (e n t r a d a ) p a r a c a d a
i n t e i t u pção o u t r a p q u e p o s s a o c o r r e r n o s i s t e m a C a da e n t r a d a da t a be l a c o n tém d o i s v a l o r e s
u m p a r a s e r c a r r e g a d o n o PC (p r o g r a m c o u n t e r ) e o u t r o p a r a s e r c a r r e g a do n a PSW (p r o c e s s o r
s t a t u s w o rd ) O h a r dw a r e é p r o j e t a do e c o n s t r u íd o de t a l m a n e i r a q u e , q u a n do o c o r r e u m a
i n t e m 1p ç ão o u t r a p , a U C P s a l v a a u t o m a t i c a m e n t e o s c o n t e údo s d e s s e s do i s r e g i s tr a do r e s (PC e
PSW ) e m u m l u g a r p r é d e te r m i n a d o (n o r m a l m e n te
, 
n a p i l ha d o p r o g r a m a e m e x e c u ção ) e
c a r r e g a n o v o s v a l o r e s n e s s e s do i s r e g i s t r a d o r e s , a p a r t i r da e n t r a d a c o r r e s p o n de n t e d a t a be l a d e
i n t e m i p çõ e s E m t e m p o d e c a r g a do SO , a t a b e l a de i n te r r u pçMe s é i n i c i a l i z a d a c o r r e t a m e n t e (d e
a c o rd o c o m a o r g a n i z a ção i nt er na l o c a l i z a ção d a s r o t i n a s d o SO ) e c a d a e n t r a d a p a s s a a
i n d i c a r u m a p o r t a d e e n t r a d a do SO
O s t r a p s s u r g i r a m (p a s s a r a m a s e r e m n e c e s s ár i o s ) q u a n do o s c o m p u t a d o r e s d e i x a r a m de
d i s po n ib i l i z a r t o d a s a s s u a s i n s t r u çõ e s p a r a o s u s u ár i o s e p a s s a r a m a a do t a r in s t r u gð e s p r o t e g id a s
(o u p r i v i l e g i a d a s ) N e s s a ép o c a , o s p r o je t i s t a s d e c i d i r a m q u e d e te r m i n a d a s i n s t r u çõ e s , p o r s e r e m
p e r i g o s a s p a r a o s i s t e m a c o m o u m t o do , d e v e r i a m s e r e x e c u t a d a s a p e n a s de n t r o d o SO ( i s t o é ,
a pe n a s p o r r o t i n a s d o SO ) E x e m p l o s d e i n s t r u çõ e s p e r i g o s a s p a r a o s i s t e m a s ão i n s t r u çõ e s p a r a
d e s a b i l i t a r e ha b i l i t a r i n t e r r u p çõ e s e i n s t r u çõ e s p a r a r e a l i z a r o p e r a çõ e s de E /S
E s s e c o n t r o l e d o u s o d e i n s t r u çõ e s é c o n he c i do c o m o p r o t e çã o d e c o n t r o l e 1z o u
p r o t e çã o d e in s t r u çõ e s Pa r a i m p l e m e n t a r e s te t ipo de p r o te ção , o h a r d w a r e te v e q u e p a s s a r a
d i s t i n g u i r d o i s m o d o s de p r o c e s s a m e n t o : m o do p r i v i l e g ia d o (t a m bém c h a m a d o m o d o s u p e r v i s o r ,
m o d o s is t e m a , m o d o m e s t r e ) o u n ã o p r i v i le g ia d o (m o d o u s u á r io , m o do p r o g r a m a , m o do
e s c r a v o ) Se a U C P , n o m o d o u s u ár i o , te n t a e x e c u t a r u m a i n s t r u ção p r o t e g id a , o h a r d w a r e
o Dg i n a u m a i n te r r u p ção d o t i p o i n s t r u ção i l e ga l (i l l e g a l in s t r u c t i o n t r a p )
p o i s be m s e m p r e q u e u m p r o g r a m a de u s u ár i o p r e c i s a s s e e x e c u t a r u m a o pe r a ção
e n v o l v e n d o i n s t r u ç o pe r i go s a , e l e t i n ha q u e p a s s a r o c o n t r o le pa r a o SO , m u d a n d o o m o do de
e x e c u ção A q u i é o po n t o e m qu e fo i da do o
" pu lo d o g a to " Ob s e r v e qu e a in s t r u ç o pa r a
t r a n s fe D r a e x e c u ção pa r a o SO n ão po di a s e r p r o te gid a , po i s e s t a i n s t r u ç o t e r i a qu e s e r
e x e c u ta d a po r u m p r o g r a m a de u s u ár io T a m po u c o po d i a s e r u m a i n s t r u ç o t i po t r an s fe r ên c ia
p a l a s u b r o t i n a c o m p a s s a ge m do m o do de e x e c u ção pa r a pDv i l e g i a do , po i s u m a i n s t r u ç ão a s s im
po d e Da s e r u s a da po r u m u s u ár i o m a l i n te n c io n a do p a r a pa s s a r o c o n t r o le pa r a u m a r o t i n a s u a
(e s c D t a po r e l e m e s m o ) E r a n e c e s s ár i o , po r ta n t o , q u c e s s a i n s t r u çüo d e t r ansi enci a pa r a o SO
t i v e s s e a l g u m a " a r m a d i l h a ' a s s o c ia d a , pa r a pe ga r o s i n t r u s o s D a í v e m o n o m e t r ap (c u j a
t r a d u ção é a r m a d i lh a ) p a r a o e s qu e m a a do t a do Pa r a e n c u r t a r o r e l a to , a s o l u ç o a do t a d a a qu e l a
1l T ra t a sc de u m m e c a n i s m o s i m p l e s e e fi c i e n t e qu e a d1n i te v a r i a çöe s , e v ide n t e m e n te
1z O u t r o t i po de p r o l e çäo i m ple m e n t a do po r ha r dw a r e é a p r o l e cdo d¢ m e m d r ia A pr o t e ç o de a f qu i v o s
( i n fo n n açöe s ) n o r n ra 1m e n te i m p le m e n t a da po r s o ft w a r e
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12 s i s t e m a s O pe r a c io n a is e 
Pr o g- Co n c o r r e n t e S S T o s c a n i , R S de O l i v e i r a e A S C a r i w im i
j á c o n he c id a , a q u a l pe r m i te t r a n s fe r i r c o m t r o c a do m o do de e x e c u ç
ão a pe n a s p a r a po n to s f i x o s
e be m d e te r m i n a d o s d o SO , q u e s ao a s s u a
s po r t a s de e n t r a da N a s po r t a s d e e n t r a da do s t r a p t , o
SO po de fa z e r a s v e r i f i c a çõ e s q u e j u lg a r n e c e s s ár i a s e i m p le m ( n t a r a s a r m a d i l ha s q u e de s e ja r
H o je e m d i a , qu a lqu e r c o m pu t a do r p o s s u i do i s m o do s de p r o c e s s a m e n to Se m p r e qu e
o c o r r e u m a in t e m 1pção o u u m t r a p , a U C P pa s s a p a r a o e s t a d o p r i v i l e g
i a do (e n e s s e e s tado
q u a lqu e r i n s t r u ção p o de s e r e x e c u t a da ) Po s t e r i o r m e n te , a o e n t r e ga r a U C P p a r a u m p r o g r a m a de
u s u ár i o , o SO r e c o l o c a a U C P n o m o do n ão p r i v i le g i a do Se m p r e q u e u m p r o g r a m a 
d e u s u ár i o
p r e c i s a e x e c u t a r a l g u m a o p e r a ção qu e e n v o l v a i n s t r u ção p r o te g ida , o m e s m o t e m q u e e x e c u ta r
u m t r ap , p a s s a n d o c o m o a r gu m e n t o s pa r a o SO a i de n t i f i c a ção da o pe r a ção e o s p a r âm e t r o s p ar a
s u a e x e c u ção
U m s is t e m a d e i n t e r r u p ção t íp i c o
Pa r a d a r u m a i déi a e x a t a d o m e c a n i s m o d e i n te m t pção de u m c o m p u t a d o r , a s e g u i r s e r á
a p r e s e n t a d a u m a a r q u i t e t u r a c l ás s i c a d e c o m p u t a do r T r a t a s e d a a r q u i t e t u r a do m i n i c o m p u ta do r
PD P 11
, 
m u i t o p o p u l a r n a déc a d a de 70 A s a r q u i te t u r a s a tu a i s s e g u e m o s m e s m o s p r i n c ípi o s
b ás i c o s E s t e t i p o d e a r q u i t e t u r a s e r á u t i l i z a d o n o c a p í t u l o 3 p a r a i l u s t r a r a o r g a n i z a ção de u m
ke m e t d e SO
N o P D P 11
, 
o s r e g i s t r a d o r e s d a U C P e r a m n o v e : PC (p r o g r a m c o u n 1e r ) , PSW
(P r o c e s s o r S t a t u s w o rd ) , SP (s t a c k p o i n t e r ) e s e i s r e g i s t r a do r e s de u s o g e r a l R o , R 1 . R 5 A
p a l a v r a de e s t a d o d o p r o c e s s a do r (PSW ) p o s s u f a u m b i t e s p e c i a l p a r a i n d i c a r o m o d o de
p r o c e s s a m e n t o ( 1 = m o d o s u p e r v i s o r , O= m o d o u s u ár i o ) A lém d i s s o , a PSW t i n h a u m c a m po de
t r ês b i t s p a r a m a s c a r a r i n t e r r u p çõ e s Qu a n do o v a l o r de s s e c a m po e r a 7 , t o d a s a s i n te m 1pçõe s
e s t a v a m d e s a b i l i t a da s Qu a n do o v a l o r e r a O, to da s a s in t e r r u pçMe s e s t a v a m h a b i l i t a d a s Qu a n do
o v a l o r e r a n
, q u a lq u e r d i s po s i t i v o c o m pDo r i da de m a io r q u e n p o d i a in t e r r o m p e r A s p r i o Dda de s
do s d i s p o s i t i v o s v a r i a v a m de 1 a 7
C ad a p r o g r a m a u t i l i z a v a u m a p i l ha p r óp r i a e o t o po da p i l ha d o p r o g r a m a e m e x e c u ção
e r a a po n t a d o pe l o r e g is t r ad o r SP Se m pr e q u e o c o r r i a u m a in te r r u pção , e r a n e c e s s áDo s a l v a r o s
c o n te úd o s do s 9 r e g i s t r a d o r e s da UC P e c a r r e g a r n o v o s v a l o r e s n o PC e n a PSW Os n o v o s
v a l o r e s p a r a o p c e p a r a a p s W e r a m c a r r e ga do s a u t o m a t i c a m e n te a p a r t i r de u m a t a be l a d¢
in i e r r q p çö e s lo c a l i z a da e m u m a ár e a fi x a d a m e m ó r ia E s s a ta be l a t i n ha u m pa r ' V a lo r do PC ,
v a l o r da PSW " p a r a c a da t r a p o u i n te r r u pç o po s s ív e l n o s i s te m a
Qu a n do o c o r r i a u m a i n te r r u pção o u e r a e x e c u ta do u m I ï a p , o ha rd w a r e
a u to m a t i c a m e n te s a l v a v a o s v a l o r e s do p C e da pSW n o t o po da p i l ha c o r r e n te e c a r r e ga v a
n o v o s v a lo r e s n e s s e s d o i s r e g i s t r a d o r e s
, 
a pa r t i r d a t a b e l a de i n t e r r u pçö e s O n o v o v a l o r do PC
e r a o e n d e r e ç o da r o t i n a c o r r e s p o n de n te à i n te n u pç o o c o r r id a o n o v o v a l o r da ps w c o n t in ha 7
n o c a m po p a r a m a s c a r a r i n te m 1pçõ e s e I n o b i t p a r a i n d i c a r m o d o d e e x e c u ç o Po r t a n t o , a pós a
m u d a n ç a de c o n te x t o
, 
a u c p p a s s a v a a t r a b a l ha r c o m i n te r r u pçõe s de s a b i l i [a da s e n o m o do
葛
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C a p f t u l o 2 C o n c e i t o s B ás i c o s 13
p Dv i l e g i a d o E r a f u n ção d a r o t i n a de i n t c n u pç o f a z e r o s a l v a m e n t o do s de m a i s r e g i s t r a do r e s d a
U C P (SP e r e g i s t r a d o r e s d e u s o ge r a l R o , R 1 . , R 5 )
P a r a v o l t a r a e x e c u t a r u m p r o g r a m a d e u s u ár i o , e x i s t i a u m a i n s t r u ção e s pe c i a l
de n o m i n a d a RT I a e z ¢ m f r o m i n t e r r u p t ) c u j a e x e c u ç ão c o n s i s t i a e m c a r r e g a r o s r e g i s t r a do r e s
PC e PSW c o m o s v a l o r e s c o n t i do s n a p i l ha c o r r e n t e (a po n t a d a p e l o SP ) A úl t i m a a ção do SO ,
a C s r e a l i z a r o s e u s e r v i ço (i s t o é , a pó s o a te n d i m e n t o da i n te r r u pção o u do t r a p ) , e r a e s c o lhe r o
p r ó x i m o p r o g r a m a a s e r e x e c u t a do e r e s t a u r a r o s v a l o r e s do s r e g i s t r a do r e s SP , R o , R l . , R 5 ,
c o r r e s p o n d e n t e s a e s s e p r o g r a m a A p ó s i s s o e r a e x e c u ta da a i n s t r u ção R T I
2
. 
2 0 c o n c e i t o d e p r o c e s s o
0 c o n c e i t o d e p r o c e s s o é c e r t a m e n t e o m a i s i m p o r t a n t e n o e s tu d o d o s s i s t e m a s o p e r a c io n a
i s Já
f o i d i t o q u e s e f o s s e d e s e n v o l v i d a u m a t e o r i a p a r a o s s i s te m a s o p e r a c i o n a i s , o p r i m e i r o c o n c e
i t o
a s e r a p r e s e n t a d o te h a q u e s e r o d e p r o c e s s o [B R I 77 ] Po de s e d i z e r q u e o s p r o c e s s o s
"
a p a r e c e - c o m a m u l t i p r o g r a m a ç ão , p o i s a c o n c o r r ên c i a d a e x e c u ç ão s u r g i u q u a n d o o s 
S O s
p a s s a r a m a i m p l e m e n t a r m u 1t ip r o g r a m a ç o
V a m o s i m a g i n a r u m s i s t e m a f u n c i o n a n d o e m m u l t i p r o g r a m a ção , i s t o é , c o m v ár i o s
p r o g r a m a s i n d e p e n d e n t e s s i m u l t a n e a m e n t e a t i v o s n a m e m ó r i a 
d o c o m p u t a d o r P a r a c a d a
p r o g - v ão e x i s t i r d o i s c o m p o n e n t e s : u m s e g m e n t o c o m 
i n s t r u çô e s e u m s e g m e n t o c o m da d o s
(o s c o n q»i l a d o r e s g e r a m e s s e s d o i s c o m p o n e n t e s p a r a c a d a p r o g r a m a ) O s e g m e n t o d e i n s t r u çMe s
i m p l e m e n t a o a lg o r i t m o o u p r o c e d i m e n t o e o s e g
m e n t o de d a do s c o n tém a s v a r i áv e i s u t i l i z a d a s
p e l a s i n s t r u çõ e s d o p r o g r a m a É c o n v e n i e n t e te r o p r o c e d i m e n t o s e p a r a d o d a s v a D áv e i s , po i s i s s o
p o s s i b i l i t a q u e o p r o c e d i m e n t o s e j a c o m p a r t i l h a d o p o r v ár i o s p r o g r a m a s e m e x e c u ç ão (i s t o é ,
v áf i o s p r o g r a m a s i n d e pe n d e n t e s p o d e m u s a r 
u m a ún i c a c óp i a do a l g o r i t m o ) N e s s e c a s o , o
13
p r o c e d i m e n t o é d i t o p u r o o u r e e n t r a
n t e
A lém d a s i n s t r u çõ e s e d a do s , a c a da p r o g r a m a t a m bém de v e c o r r e s p o n de r u m a ár e a de
m e m õD a p a r a g u a r da r o s v a l o r e s do s r e g
i s t r a d o r e s d a U C P E s s a ár e a é d e n o m i n a d a r e g is t r o
d e s c r i t o r (b l o c o de s c r i t o r , b l o c o de c o n te x t o , r e g i s t r o de e s t a do , v e t o r de e s t a do ) D e v e s e
o bs e r v a r q u e o s v a l o r e s d o s r e g i s t r a do r e s n e s s e r e g
i s t r o de s c r i to r s o m e n te e s tão a t u a l i z a do s pa r a
o s p r o g r a m a s q u e n ão e s tão e m e x e c u ç
ão A lém do s v a l o r e s do s r e g i s t r a do r e s da U C P . o r eg i s t r o
de s c Dt o r c o n t m o u t r a s i n f o r m a çõe s , c o n fo r m e v e r e m o s a d ia n te
N e s s e m o m e n to , po s s ív e l e n te n de r o qu e v e m a s e r u m p r o c e s s o B a s
ic a m n te
. 
u m
p r o c e s s o u m a a b s t r aç äo de u m p r o g r a m a e m e x e c u çäo
C a da u m do s p r o g r a m a s e m e x e c u çüo +
n o a m b ie n te m u l t i p r o g r a m a do c o n s i de r a do a c i m a , c o n s t i t u i u m pr o c e s s o
C o m o t a l , po dc s e da r
a s e g u i n te de f i n iç o
U m p r o c e s s o é u m p r o g r a m a e m e x e c u ç o , o q u a l c o n s t i tu
ído po r u m a
s e q t1ën c i a de i n s t r u çö e s , u m c o n ju n t o de d a do s e u m r e g i s t r o de s c r i to r
" O m a h c o r r e to s e r i a d iz er r e e n t 1ú v e l , po i l o pr o c e d im e n to n äo r e e n t r a e m s i pr ópr i o , a m e n o s qu e s e ja r e c u r s i v o
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14 Si s t e m a s O pe r a c i o n a i s e pT o g r a m a ç o C o n c o r r e n t e S S T o s c a n i
R S de O l i v e i r a e A S C a r i s s im i
E m u m a m b i e n t e d e m u l t i p r o g r a m a ção , q u a n d o e x i s t e a pe n a s u m p r o c e s s a
d o r n o
c o m pu t a d o r , t e m s e q u e c a d a p r o c e s s o é e x e c u t ado u m p o u c o 
de c a d a v e z , d e f o r m a in t e r c a la da
(m u l t i p le x a d a ) O s i s t e m a o p e r a c io n a l a l o c a a C p U u m po u c o p a r a c a d a p r o c e s s o , e m u m a
o r d e m q u e , e m g e r a l , n ão é p r e v i s í v e l , p o i s d e pe n de d e f a t o r e s ex t er nos 
a o s p r o c e s s o s , q u e
v a r i a m n o t e m p o (c a r ga d o s i s te m a , p o r e x e m p l o ) U m p r o c e s s o a pó s r e c e b e r a U C P , s ó pe r de o
c o n m l e d a e x e c u ç o q u a n d o o c o r r e u m a i n te n u pção o u qu a n d o e l e e x e c u t a u
m t r a p , r e q u e r e n do
a lg u m s e r v i ço d o s i s t e m a o p e r a c i o n a l
A s i n t e r r u p çõ e s s ão t r a n s p a r e n t e s (i n v i s ív e i s ) a o s p r o c e s s o s , p o i s o e f e i to d a s m e s m a s é
a p e n a s p a r a r t e m p o r a r i a m e n t e a e x e c u ç o de u m p r o c e s s o ; a e x e c u ção c o n
t i n u a r á m a i s t a r de ,
c o m o s e n a da t i v e s s e a c o n t e c ido u m t r a p (r e q u i s i ção d e s e r v iço a o S O ) é d i f e r e n t e , Po i s
b l o q u e i a o p r o c e s s o a t é q u e u m s e r v i ç o s e j a r e a l i z a do s e e s s e s e r v i ç o n u n c a f o r e x e c u t a do , o
p r o c e s s o n u n c a m a i s r e c e b e r á a U C P
D e v e s e r o b s e r v a d o q u e u m p r o c e s s o é u m e n t e c o m v i d a p r óp r i a , c o m p
l e t a m e n te
d e f i n i d o p o r s i s ó (p r o c e s s o - in s t r u çö e s + da d o s + r e g i s t r o d e s c r i 1o r ) , c u j a s o p e r a çMe s s e
d e s e n v o l v e m n o t e m p o , e m u m a o r d e m q u e é f u n ção e x c l u s i v a d o s v a l o f e s d a s v a r
i áv e i s do
p r o c e s s o N o r m a l m e n te , c a d a p r o c e s s o u t i l i z a u m a p i l ha p r i v a t i v a , q u e é u s a d a n a s c
h a m a da s e
r e t o r n os d e p r o c e d i m e n t o s É n e s s a p i l h a qu e s ão a l o c a d a s a s v a r i áv e i s l o c a i s e o s a r g u m e n t o s
d o s p r o c e d i m e n t o s c h a m a d o s
Qu a n d o s e t e m m u l t ip r o c e s s a m e n to (i s t o é , q u a n d o há m a i s de u m p r o c e s s a d o r ) , a ún i c a
d i f e r e n ç a e m r e l a ç ão a o q u e f o i d i t o a n t e r i o r m e n t e , é q u e o SO p a s s a a te r m a i s p r o c e s s a do r e s
p a r a a l o c a r a o s p r o c e s s o s , e , n e s s e c a s o , t e m s e r e a
l m e n t e (f i s i c a m e n t e ) a e x e c u ç ão s i m u l t ân e a
d e v ár i o s p r o c e s s o s N a v e r d a de , u m a i n s t a l a ção c o m u m ún i c o p r o c e s s a d o r e x e c u t a n d o d e f o r m a
m u l t ip l e x a d a N p r o c e s s o s p o d e s e r v i s t a c o m o s e p o s s u
ís s e N p r o c e s s a d o r e s v i r t u a i s
, 
u m p a r a
c a d a p r o c e s s o e m e x e c u ç ão C a da p r o c e s s a
d o r v i r tu a l t e m 1/ N da v e l o c i d a de d o p r o c e s s a do r r e a l
(i s t o d e s p r e z a n do o o v e r he a d
"
e x i s te n te n a i m p l e m e n t a qão d a m u l t ip r o g r a m a ção ) Es t a
c o n s i d e r a ção j u s t i f i c a o u t r a de f in ição d e p r o c e s s o e n c o n t r a d a n a l i te r a t u r a : ' h m p r o c e s s o é u m a
e n t i d a de q u e d e f i n e e c o n t r o l a u m p r o c e s s a
do r v i r t u a l "
O s p r o c e s s o s c o s t u m a m s e r de n o m i n a d o s i n d i f e r e n te m e n t e de p a r a l e l o s , c o n c o r r e n t e s
o u a s s fn c r o n o s D e a c o r do c o m o t ip o de i n te r a ção e x i s te n te e n t r e e le s , p o de m s e r c l a s s i f i c a do s
c o m o d is ìu n 1o s (n ão i n t e r a t i v o s ) , q u a n d o o pe r a m s o b r e c o n j u n t o s d i s j u n to s de da d o s , o u
i mer al i vos
, q u a n do têm a c e s s o a d a do s c o m u n s Qu a n do i n te r a t i v o s , o s p r o c e s s o s po de m s e r
c o m p e t i t i v o s , s e c o m pe t i r e m p o r r e c u r s o s , e / o u c o o p e r a n l e s , s e t r o c a r e m i n fo n n a çö e s e n t r e s i : n
o
s e g u n do c a s o , o s p r o c e s s o s e s t a r ão t r a b a l ha n d o c o m u m p r o pós i t o c o m u m , o bje t i v a n do a
r e a l i z a ção de a lg u m s e r v iç o A lgu n s a u t o r e s p r e fe r e m de n o m i n a r de
' ar al el os" a pe n a s o s
p r o c e s s o s q u e r e a l m e n te (f i s i c a m e n te ) s ilo e x e c u t a do s de fo r m a s im u l t ân e a
14 0 o v e r he a d o t e m po q u e o SO Ba s t a n a e x e c u ç#o d e s u a s pM p r i a s fu n çöe s : po r e x e m p l o , o te m po g a s to pa r
a
fa z e r a m u l t i p l e x a çao d a U C p e n t r e o s p r o c e s r o s t o t e m po du r a n t e o q u a l o s is t e m a n ao e s ta p r o du z in do t r a b a
lho
ú t i l pa r a qu a l qu e r u s u ár i o \ 1 H . ï .
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C a p f t u l o 2 C o n c e i t o s B ás i c o s 15
E m u m s i s t e m a f o r m a d o po r vi r i os pFo c e s s o s , e x i s t e m p r o b l e m a s de c o r r e n te s do
c o n 1pa f t i l h a m e n t o d e d a d o s e r e c u r s o s É i m p o r t a n te o b s e r v a r q u e e s te s p r o b le m a s s ão o s
m e s m o s
, 
t a n t o fa z o p a r a l e l i s m o d a e x e c u ç o s e r ß s i c o (r e a l ) o u l dg lc o (v i r tu a l ) A r e a l i da de é
q u e , q u e r s e t e n h a u m p r o c e s s a do r p a r a c a da p r o c e s s o o u u m ún i c o p r o c e s s a do r s e n do
m u l t i p l e x a d o e n t r e o s v ár i o s p r o c e s s o s
, 
n a d a s e p o de r á g a r a n t i r s o b r e a s v e l o c i d a de s r e l a t i v a s
d o s m e s m o s e
, p o r t a n t o
, 
n a d a s e s a b e r á s o b r e a o r de m c o m qu e o s p r o c e s s o s a c e s s a r ão o s da d o s
c o m p a r t i l h a d o s I s s o f a z c o m q u e o s p r o b l e m a s a s e r e m r e s o l v id o s s e j a m o s m e s m o s ,
i n d e p e n d e n t e m e n t e d a f o r m a de i m p l e m e n t a ção do " p a r a l e l i s m o
" d a e x e c u ção
C o n d i ç i i o d e c o r r i d a (r a c e condi f on )
N o c a s o d e c o m p u t a çõ e s r e a l i z a d a s p o r p r o c e s s o s i n t e r a t i v o s , c o m o a o r de m d a s o pe r a çõe s s o b r e
a s v a r i áv e i s c o m p a r t i l h a d a s p o d e v a r i a r n o t e m po (po i s a s v e l o c i da d e s r e l a t i v a s d o s p f o c e s s o s
d e p e n d e m d e f a t o r e s ex t er nos q u e v a r i a m n o te m p o ) , o r e s u l t a d o d a c o m p u t a ção p o d e n ão
d e p e n d e r s o m e n t e d o s v a l o r e s i n i c i a i s d a s v a r i áv e i s e d o s d a do s d e e n t r a d a
, 
i s t o é
, 
a m e s m a
c o m p u t a ç ão (r e a l i z a d a p o r u m c o n ju n t o d e p r o c e s s o s ) , u s a n do o s m e s m o s d a d o s , p o d e d a r
r e s u l t a d o s d i f e r e n t e s e m o c a s i õ e s d i f e r e n t e s (u m d i a u m r e s u l t a d o , o u t r o d i a o u t r o ) Qu a n d o o
r e s u l t a d o d e u m a c o m p u t a ção v a r i a d e a c o r d o c o m a s v e l o c i d a d e s r e l a t i v a s d o s p r o c e s s o s d i z s e
qu e e x i s t e u m a " c o n d iç ão d e c o r r i d a ' ( r a c e c o n d i t i on ) n o s i s t e m a ' 5
É n e c e s s ár i o e v i t a r c o n d içMe s de c o r r i d a p a r a g a r a n t i r q u e o r e s u l t a d o d e u m a
c o m pu t a ção s e j a i n d e p e n d e n t e d o t e m p o Se a s s i m n ão f o r , s e r á d i f íc i l r e p r o d u z i r c o m p u t a çMe s
e m õn e a s p a r a l o c a l i z a r e c o r r i g i r e r r o s o b s e r v a d o s , p o i s c a d a v e z q u e o p r o g r a m a fo r e x e c u t a d o
(c o m m e s m o s d a do s ) r e s u l t a d o s d i f e r e n t e s p o de r ão s e r o b t i d o s E n t ão , d e v e m s e r t o m a d a s
p r e c a u çMe s e x t r a s n o a c e s s o a o s d a d o s c o m p a r t i l ha d o s E s t a n e c e s s i da d e de g a r a n t i r a c e s s o s n ão
c o n f l i t a n t e s a o s d a d o s , a l i a d a a o f a t o de s e r m a i s d i f íc i l o e n t e n d i m e n t o do e f e i to c o m b i n a do de
a t i v i d a d e s q u e e v o l u e m e m s i m u l tân e o , c o m v e lo c i d a de s i n de p e n de n t e s , t o m a m a i s d i f ic i l a
p r o g r a m a ç o e a d e p u r a ção d e s i s te m a s c o n c o r r e n
t e s
A té h o je , a m a i o r i a d a s l i n g u a ge n s de p r o g r a m a ção n o pe r m i t e a e s pe c i fi c a ção de
p r o c e s s o s c o n c o l T e n t e s N e s s a s l in g u a ge n s , 
de n o m i n a da s s e q ü e n c ia is , c a da p r o g r a m a o r ig i n a u m
ún i c o p r o c e s s o d u r a n t e a e x e c u ção A s 
l i n gu a ge n s c u jo s p r o g r a m a s po de m o r ig in a r v ár i o s
p r o c e s s o s e m t e m p o de e x e c u ção s ão de n o m
i n a da s l i n g u a g e n s de p r o g r a n Ba çä o c o l 1c o r r e n t e
E x e m p lo s d e l i n g u a ge n s c o n c o r r e n t e s s ão 
A D A
, 
Ja v a
, 
SR
, 
Pa s c a l FC
, 
M o du la e a l g u m a s
e x t e n s õ e s da l i n g u a g e m C
A p r o g - o c o n c o r r e n te , a lém de s e r in te le c t u a
l m e n te de s a f i a n te e s e r e s s e n c ia l a o
p r o je t o d e s i s te m a s o pe r a c i o n a i s , t a m bém l e m i m po r t a n te s a pl i c a çöe s pr át ic a s N a v e r d a de , e l a
u E x i s t e m 1 i t u a çö c 1 e m qu e a v a r i a çao n o r e su l t a d o n ao c o r r e spo n
de a e r r o Um bo m e x e m plo o c o n e n o p r o b le m a
d o pr o du t o r c o m u m id o r , qu e s e r á d i s c u t ido a d ian t e Qu an do ae ï e m u m pr o d u to r e do i s c o n s u m
ido r e s
, 
e n t ao
r a r a m e n te
. 
E m du a s e x c c u çö e a i n de pe n d e n tes , o s c o n s u m ido r e s r e c e bc r ao n a m e s m a 
o r d e m o s i t e n s pr o du z ido s E
i s t o n ao po de se r c o n s id e r ado e r r o
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16 S i s t e m a s O pe r a c io n a i s e - C o n c o r r e n t e S S T o s c a n
i R S de O l i v e i r a e A S C ar i s s i m i
,
t e m a p l i c a ç ii o n a t u r a l n o s s i s te m a s q u e p r e c i s a m a te n de r r e q u i s i çð c s 
de s e r v i ço q u e o c o r r e m de
fo r m a i n q»r e v i s f v e l E x e m p l o s d e a pl ic a çö e s de s s e t i po s o s i s te m a s p a r
a c o n t r o l e o n l i n e de
i n f o r m a çõ e s (c o n t a s b a n c ár i a s , e s t o q u e s de s u pe r m e r c a do s , e t c ) e c o n t r o le a u t o m át ic o de
p r o c e s s o s ex t er nos (p r o c e s s o s i n d u s t r i a i s , p o r e x e m p l o ) É c o n v e n i e n t e o r g a n i z a r e s ta s
a p l ic a çõ e s de m a n e i r a qu e c a d a t ipo de s e r v i ço s e j a r e a l i z a do p o r u m p r o c e s s o D e s s a m a n e i n
d i v e r s a s r e q u i s i çõe s d e s e r v i ço p o d e r ão s e r a t e n d i d a s
"
s i m u l t a n e a m e n t e
"
e a u t i l iz a ção do s
r e c u r s o s c o m p u t a c i o n a i s s e r á , c e r t a m e n t e , m a i s e fi c i e n t e
2
. 
3 0 c o n c e i t o d e c o r o t i n a
A s c o r o t i n a s s ão p r o c e s s o s e s pe c i a i s q u e só p e r de m a U C p p o r v o n t a de p r óp r i a , q u a n
do
e x e c u t a m u m a o p e r a ç ão p a r a p a s s a r a d i a n t e o c o n t r o le d a e x e c u ção Po r t a n t o , e m u m p r o g r a m a
c o n c o r r e n t e f o r m a d o p o r c o r o t i n a s , a pó s o a t e n d i m e n t o de u m a i n t e r r u pção , a U C P v o l ta a
e x e c u t a r a p i ìópD a c o r o t i n a q u e t i n h a s i do i n te r r o m p i da P a r a p r o g r a m a s d e s s e t i p o n ão a d i a n t a
te r m u l t i p r o c e s s a m e n t o n e m l im e s l i c i n g d a U C P , p o i s a c a d a i n s t a n t e te m s e a p e n a s u m
p r o c e s s o (c o r o t in a ) e l e g f v e l p a r a execuçi o
A f u n ção (t r a p ) p a r a p a s s a r o c o n t r o l e d a U C P p a r a o u t r a c o r o t in a é n o r m a l m e n t e
d e n o m i n a d a r e s u m e O e x e m p l o d a f r gu r a 2 1 m o s t r a a t r o c a d a U C P e n t r e t r ês c o r o t i n a s X
, 
Y e
Z
, 
s u po n d o q u e a e x e c u ção i n i c i e p o r X
ー
ノ
丫)
r e s (Z )
Fi g u r a 2 1 T r o c a d a UCP e n t r e c o r o t in a ·
A s c u r o t i n a s têm v ár i a s a p l i c a çöe s p r ¢i t ic a s A p r i n c ipa l v a n t a ge m da s m e s m a s é o f a to
do e s c a l o ï 1a m e n t o (d i s t r i bu iç i{o do t e m po d a U C P e n t r e o s p r o c e s s o s ) s e r fe i to di r e ta m e n te pe lo
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Ca p f tu l o 2 C o n c e i to s B ás i c o s 17
p r o g r a m a d o r I s t o é c o n v e n i e n te n a s a p l ic a çð e s de t e m po r e a l , qu a n do s e de s e j a g a r a n t i r a
e x e c u ção d e c e r t o s p r o c e s s o s de n t r o de de t e r m i n a do s l i m i t e s de t e m po
2
. 
4 C o m u n i c a çã o c o m o SO
O SO r e c e be r e q u i s i çMe s d o s u s u ár i o s a t r a v és de u m a in t e d a c e de c o m u n i c a çã o , a qu a l
i m p l e m e n t a u m a d e t e r m i n a d a l i n gu a ge m , de n o m i n a da l in g u a g e 1t 1 de c o m a n do s (c o m m a n d
ta n g B4a g e ) E s s a l i n g u a ge m de c o m u n i c a ção é in te 印 r e t a da p o r u m c o m p o n e n t e d o SO ,
d e n o m i n a do i n t e qp r e ra d o r d e c o m a n do s
O s SO s p o d e m p r o v e r u m a i n t e r f a c e d e c o m u n i c a ção a m i gáv e l , b a s e a d a n a u t i l i z a ção de
í c o n e s e m e n u s
, q u e f a c i l i t a m a c o m u n i c a ção p o r e x e m pl o , q u a n d o u m p r o g r a m a d o s i s te m a é
r e q u e D d o , a u t o m a t i c a m e n t e a b r e s e u m a j a n e l a c o m u m m e n u p a r a a c o m u n i c a ç ão c o m e s s e
p r o g r a m a C o m o s e s a b e
, 
o s s e r v i ç o s s ão r e q u e r i d o s a o SO de f o r m a i m p r e v i s ív e l e p a r a e x e cu
l o s o s p r o c e s s o s d o SO u s a m r e c u r s o s I s t o p o de l e v a r a s i tu a çõ e s de c o m p e t i ção q u e d e v e m s e r
d i s c ip l i n a d a s
2
. 
5 0 s r e c u r s o s c o m p u t a c i o n a i s
I n s t a l a çõ e s d e c o m p u t a d o r e s p o d e m s e r c o n s t i t u íd a s p o r v i o s c o m p o n e n te s de h a r d w a r e , t a i s
c o m o U C Ps
, 
m e m ó r i a s
, 
t e c l a do s
, 
v íde o s
, 
u n i da d e s d e d i s c o
, 
de d i s qu e te s, i m p r e s s o r a s , p l o t t e r s ,
e t c O s i s t e m a o p e r a c i o n a l , q u e é u m a c o l e ção de m ódu l o s de s o f tw a r e , d e v e a s s e g u r a r q u e e s s e s
r e c u r s o s s e j a m u s a d o s d e f o r m a e f i c i e n t e , p r o v e n d o s e r v i ço s a de q u a do s p a r a o s u s u ár i o s
O s p r o c e s s o s e m e x e c u ção n u m a m b i e n te m u l t ip r o g r a m a d o p o de m s e r p r o g r a m a s d o
u s u ár i o
, p r o g r a m a s a p l i c a t i v o s e p r o g r a m a s d o s i s t e m a P a r a i m p l e m e n t a r m u l t ip r o g r a m a çâo , o
SO d e v e r e p a r t i r o s r e c u r s o s do s i s te m a e n t r e t o do s o s pr o c e s s o s e m e x e c u ção A l gu n s r e c u r s o s .
t a i s c o m o r e g iõ e s d e m e m ó r i a e i m p r e s s o r a s , de v e m s e r a l o c a do s de f o r m a e x c l u s i v a , a u m ún i c o
p r o c e s s o O u t r o s r e c u r s o s , t a i s c o m o o s p r o c e s
s a do r e s
, 
s ão a l o c a do s de f o r m a d i n âm i c a
. po r
pe r i o d o s de t e m po c u r t o s , da n do a i m p r e s s ão 
de qu e c a d a p r o c e s s o te m o s e u r e c u r s o v i r t u a l (o
q u a l é e m t u do i g u a l a o r e c u r s o r e a l , a pe n a s m a i s 
l e n t o ) 
N a v e r da de
, 
u m SO i m p le m e n ta u m a v a r ie da de de re c u r s o s , a pa r t i r do s - an i
b ás i c o s p r o v id o s pe l o h a r d w a r e Po de s e d i z e r qu e o s r e c u r s o s
"
r e a i s " do s i s t e m a s üo o s r e c u r s o s
de ha r d w a r e e q u e t o d o s o s de m a i s s ao c r i a d o s 
"
a r t i fi c i a l m e n te " pe lo s o ft w a r e Em o u t r a s
pa l a v r a s , o s o f t w a r e qu e , u s a n do o s r e c u r s o s r e a is , c r i a f a c i l ida de s v i r t u a i s e dá a i l u s o de q u e
e s t a s f a c i l id a de s s ilo d i r e t a m e n te p r o v ida s pe l a m iiq u i n a B o s r e c u r s o s e m e c a n i s m o s r e a i s
i m p l e m e n t a d o s d i r e ta m e n te pe lo ha r d w a r e n o s ão m u i t o s , c o n fo r m e é e x p l ic a d o a s e gu i r .
N u m a v i s ão s i m p l i f i c a da , o qu e o ha r dw a r e f a z , po r s i 56 . ë o se gu in te Em r e g i m e
pe r m a n e n te , o p r o c e s s ado r r e pe te o s e u c i c lo in f i n i t o " busca in s t r u ção , d e c o d i f i c a , e x e c u t a a
i n s t r u ç o " fa p ó s a e x e c u çao de c a d a in s tr u ç o , po de e n t r a r e m a çao o m e c a n i s m o de i n te 】T u pção ,
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] 8 S i s t e m a s O pe r a c i o n a i s c Pr o g r a m a ç i1o C o n c o r r e n t e S S T o s c a n i , R S d e O l i v e i r a e A S s r i m j
c o m o s a b e m o s ) A l m d i s s o , o ha rd w a re i m p l e m e n t a u m m e c a n i s m o de c a r ga i n i c i a l (bo o t )
,
c o m o o d e s c r i t o a s e g u i r Qu a n d o o c o m p u t a do r é l ig a d o , o ha r d w a r e c a r r e ga a u t o m a t i c a m e n t e
n a m e m ó r i a u m pe q u e n o p r o g r a m a qu e e s t á g r a v a d o e m R O M (m e m öDa p e r m a n e n te ) e t r a n s fe r e
a e x e c u ção p a r a e s s e p r o g r a m a O pe qu e n o p r o g r a m a f ñ a c a r g a de u m p r o g r a m a m a i o r (a pa r t ir
do d i s c o d o s i s t e m a ) e t r a n s fe r e a e x e c u ção pa r a e l e O p r o g r a m a m a i o r , p o r s u a v e z , fa z a c a r ga
d o k e r n e l e do s p r o c e s s o s do SO , b e m c o m o f i tz a i n i c i a l i z a ção d a s e s t r u tu r a s de da do s do
s i s te m a
, 
e
, 
f i n a l m e n t e
, 
t r a n s f e r e a e x e c u ção pa r a o SO E s te p r o c e di m e n t o de c a r ga do SO 
c o n he c i d o c o m o b o o ts t r a p D u r a n t e t o d o o t e m p o , d e s d e a c a r g a a u to m át i c a d o pe qu m o
p r o g r a m a - a z e n a do e m R O M
, 
o q u e o p r o c e s s a d o r f a z é s i m p l e s m e n te r e pe t i r o s e u c i c lo
i n f i n i to
, 
o n d e e l e é c a p a z d e e x e c u t a r o s e u c o n j u n to (r e l a t i v a m e n te p e q u e n o ) de i n s t r u çõe s de
m áq u i n a
P o r t a n t o
, 
é o s o f tw a r e qu e t r a n s f o r m a o ha r d w a r e n u m " e q u i p a m e n to v i r t u a l " m a i s
a d e q u a d o p a r a o u s u áD o D e s s a m a n e i r a
, p o d e s e d i z e r q u e u m r e c u r s o v i r tu a l é u m r e c u r s o
c D a do p o r s o f t w a r e
, 
a p a r t i r d e r e c u r s o s f í s i c o s
, j á e x i s t e n te s É i n t e r e s s a n t e c o l o c a r a qu i a
s e g u i n t e p e r g u n t a r e s p o s t a , r e f e r i d a c o m o u m d i t o p o p u l a r [C O L 7 1 ]
Qu e s t i o n ' W ha t i s a n e l e p ha n 1? '
A n s w e r ' A m o u s e w i t h a n Op e r a t i n g Sy s 1e Bn '
F o l k s a y i n g
I s t o q u e r d i z e r q u e o s o f t w a r e p o d e r i a e s t e n de r o h a r d w a r e de u m r a t o , t r a n s f o r m a n d o o e m u m
e l e f a n t e 16
O u t r o e x e m p l o d e r e c u r s o " a r t /f i c i a l " é a m e m õDa v i r t u a l de u m p r o c e s s o U s a n do
r e c l 1r s o s d e s o f t w a r e e d e h a r d w a r e (p r i n c i p a l m e n t e u m d i s c o r áp ido ) , u m SO po de p r o v e r c a da
p r o c e s s o c o m u m a m e m ó r i a v i r t u a l m a i o r do q u e a m e m ó r i a r e a l d o c o m pu t a do r Is t o é
c o n s e g u id o , b a s i c a m e n t e , a l o c a n do m e m ó r i a f í s i c a a pe n a s p a r a a s p a r te s a t i v a s do s p r o g r a m a s
M e s m o o s di s pós i t i v o s de EFS po de m s e r v i r tu a is , c o n f o r m e i l u s t r a a t éc n i c a de
s p o o l i n g (a p a l a v r a SP 0 0 L s \ gn i f 1c a i mul t aneous Ee r ip h e r a l Qp e r a t io n s Qn <i n e) Es t a t éc n i c a
f o i i n t r o d u z i ó o r i g i n a l m e n te p a r a a u m e n t a r o n i v e l d e n 1u t r ip r o g r a m a ç i ïo n o s c o m pu t a do r es de
g r an de p o r te q u e p r o c e s s a v a m lo te s (ba t c h e s ) H o je e m d i a
, 
a téc n ic a é u s a d a p a r a i m ple m n t a r
c o m p a r t i l h a m e n t o d e i m p r e s s o r a s e m s i s te m a s d i s t r i bu ído s N o s s i s te m a s ba t c h
, 
o s p r o g r a n ta s
do s u s u ár i o s l i a m s e u s d a do s a pa r t i r de u m a le i t o r a d e c a r töe s e i m p r i m ia m o s r e s u l ta do s n u m a
i m p r e s s o r a e e s s e s e q u i pa m e n to s ( le i t o r a e i m p r e s s o r a ) t in ha m qu e s e r a lo c a do s a u m ún ic o
p r o qe s s o de c a d a v e z s e n ao h o u v e s s e sp o o t ln g , o n fv e l de m u l t i p r o g r a m a çüo s e Da r e du z ido 1 
1
,
n a p r át i c a A t c n i c a o r i g in a l de s e k ta a s e g u i r
O sp o o l in g e r a i m p le m e n t a do po r t rës g r a n de s pr o c e s s o s d o SO , de n o m in a do s inpu
t
J Po o l e f 1 e x e c u t i v e e o u 1p u l s p o o l e r A f u n ç o d o In p u t s p o o le r e r a le r , c o n t i n u a m e n te , o s c a r t
õe s
« E1 r e e l e fa n t e i e Da be m l e n t o
, p o i r a o f 1m e a o c a bo (n o fn g l r d o s o v o s) t o do o t r a b a l ho s e r i a fe i 1o pe l o l i l o
/ i ! : 
园 固
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-
2 Co n c e i t o s B ás i c o s 19
c o l o c a do s n a l e i t o r a de c a r tõ e s e g r a v a r s u a s i m a g e n s n o d i s c o T o d o s o s c a r töe s de u m j o b
(c a r t õe s de c o n t r o l e
, p r o g r a m a f o n t e e d a do s ) e r a m c o pi a do s p a r a a r q u iv o s e m d i s c o N o d i s c o
p o d i a m e x i s t i r v ár i a s f i l a s , u m a p a r a c a d a c l a s s e de j o b , po r e x e m p l o A f u n ç iío do e x e c u t i v e e r a
c a r r e ga r e e x e c u t a r o s j o bs c o l o c a d o s n o di s c o
, 
de f o r m a m u l t i p r o g r a m a da O e x e c u t fv e
p r o c u r a v a m a n t e r n a m e m óDa t an t o s j o bs qu a n to s f o s s e m pe r m i t i do s pe l o s r e c u r s o s d i s po n í v e i s
T o d a v e z q u e u m j o b n e c e s s i t a v a l e r u m c a r t ão
, 
a l e i t u r a e r a f e i t a do a r qu i v o e m d i s c o qu e
c o n t i n h a a s i m a ge n s d o s c a r tMe s de s s e j o b T o da v e z qu e u m j o b i m p Dnni a u m a l i n ha , o e x e c u 1i v e
p r o v i de n c i a v a q u e a i m a ge m d a l in h a f o s s e g r a v a d a e m u m a r qu i v o de s a íd a e m d i s c o A s s i m
t u d o s e p a s s a v a c o m o s e c a d a j o b t iv e s s e a s u a l e i t o r a e a s u a i m p r e s s o r a pa r t i c u l a r e s E s s e s
d i s p o s i t i v o s d e E / S v i r t u a i s e r a m i m p l e m e n t a do s po r a r qu i v o s de s p o o t in g e m d i s c o O te r c e i r o e
ú l t i m o c o m p o n e n t e d o SO
, 
o o u t p u t s p o o l e r , t in h a a fu n ção de p r o v i d e n c i a r a s a fd a d o s j o bs j á
e x e c u t a do s E s t e c o m p o n e n t e f i c a v a , c o n t i n u a m e n t e , pe ga n d o n o d i s c o o s j o bs j á e x e c u t a do s , u m
d e c a d a v e z
, 
e f a z e n do a s a íd a da s s u a s l i n h a s n a i m p r e s s o r a
2
. 
6 R a z õ e s d a m u l t i p r o g r a m a çã o
São d u a s a s r a z õ e s b ás i c a s d a m u l t i p r o g r a m a ç ìi o p e r m i t i r r e s p o s t a s r áp id a s às r e qu i s i çõ e s d o s
u s u áD o s e o b t e r u t i l iz a çã o eßc i e n l e d o s r e c u r s o s do s i s t e m a O s e g u i n t e e x e m p l o i l u s t r a c o m o a
m 11l t i p r o g r a m a ç ão p e r m i t e a t e n de r a s r e q u i s i çõe s d e s e r v i ço c o m 
M e n o r e s t e m p o s d e r e s p o s t a
N a s i t u a ç ão de u m j o b p e q u e n o e p r i o r i t ár i o s e r s u bm e t i d o a p ó s u m j o b d e m o r a d o q u e j á i n i c i o u
s u a e x e c u ç ão , a m u l t i p r o g r a m a ção f a z c o m q u e o j o b p e q u e n o s e j a e x e c u t a d o c o n c o r r ç n t e m e n t e
e te r m i n e m u i t o a n t e s d o tér m i n o d o j o b l o n g o
So b r e a m a i o r e fi c iên c i a n a u t i l i z a ção d o s r e c u r s o s , p
o d e s e d i ze r o q u e s e gu e O s
p r o c e s s o s d u r a n te s u a s e x e c u ç
õ e s r e q u e r e m o pe r a çõ e s de E/S q u e s ão e x e c u t a d a s e m
d i s po s i t i v o s m u i t o m a i s l e n to s q
u e a U C P (o s d i s po s i t i v o s , p o r p o s s u í r e m c o m po n e n t e s
m e c ân i c o s
, 
f u n c i o n a m a v e l o c id a de s m u i t o 
i n fe r i o r e s à v e l o c i d a de e l e t r ô n i c a d a U C P) D u r a n t e
o t e m p o e m q u e u m p r o c e s s o 
de v e f ic a r e s pe r a n do po r u m a o pe r a ção de E / S , a U C P po de s e r
e n t r e g u e a o u t r o p r o c e s s o D e s s
a fo r m a , c o m m u l t ip r o g r a m a ção , a u t i l i z a ção do s r e c u r s o s (U C p
e di s po s i t i v o s pe D f é r i c o s ) é m a i s c o m p le t a e m a
i s e f i c ie n te
p r o c e s s o s l i m i t a d o s p o r E /S e l i m i t a d o s p
o r c o m p u t a ção
Se u m p r o c e s s o p a s s a a m a i o r pa r
te do t e m p o e s pe r a n do po r d i s p o s i t iv o s de E/S , di z s e qu e o
p r o c e s s o é l i m i ta d o p o r E / s u o
bo u n d ) Se , a o c o n t r ár i o , o p r c»c e s s o g a s ta a m a io r pa r t e do s e u
w m Jpo u s a n d o a U C p e \e d i t o 
l im i ta d o po r c o m p u ta ç o (c o m p u te bo u n d o u C P U bo u n d)
D a n s e p r i o r i d a de a o s p r o c e s s
o s t o bo u n d c o n s e gu e s e m a io r e f i c iên c ia n a u t i l i z açäo do s
c o m p o t 1e n t e s de h a r d w a r e
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20 s i s t e m a s o w a c i o n a is e p r o 8- Co n c o r r e n
t e S S T o s c a n i , R S de O l i v e i r a e A SSSi mi
2
. 
7 E s t a d o s d e u m p r o c e s s o
D u r a n t e s u a s e x e c u çö e s , o s p r o c e s s o s do s u s u ár io s 
f a z e m r e q u i s içöe s a o SO a t r a v s de I r qps
(pa r a 1e r do t e c l a d o , g r a v a r u m s e to r de d i s c o , e tc ) R e c e be n
do a r e q u i s ição , o SO bl o qu e ia o
p r o c e s s o ( i s t o , c o l o c a s e u de s e k t o r n u m a f i l a de e s pe r a e de
i x a de d a r t e m po de U CP a e le )
Qu a n do a o pe r a ção r e qu i s i t a d a é c o n c l u fda , o p r o c e s s o é de s b l o qu e
a do e v o l t a a c o m pe t i r pe la
U C P c o m o s de m a i s p r o c e s s o s
O s s i s t e m a s o pe r a c io n a i s a c i o n a m o s di sp o s i t i v o s 
de E /S a tr a v és de i n s t r u çðe s
pm t c g i d a s Qu a n do o d i s p o s i t i v o t e r m i n a o s e r v iço r e qu e r id o , e l e ge r a u m s
i n a l de i n te r r u pção
p a r a a U C p , i n d i c a n d o qu e e s t á l i v r e p a r a r e a l i z a r o u t r a o pe r a ç
ão E s t e s i n a l f a z c o m qu e o
c o n t r o l e d a e x e c u ção v á p a r a o S0 , o qu a l p o de a c i o n a r o 
d i s p o s i t i v o p a r a e x e c u ta r o u t r a
o pe r a ç ão , a n t e s d e d e v o l v e r a U C P p a r a u m p r o c e s s o de u s u
ár i o
Qu a n d o u m p r o c e s s o e s tá r e a l m e n te u s a n do a U C P , d i z s e q u e o m e s m o e s t
á n o e s ta do
e x e c u t a n d o (r u 1zn in g ) Qu a n do e l e e s tá e s p e r a n d o pe lo tér m i n o de u m s e r v i ço r e q u e r i d o a o SO ,
d i z s e q u e e s t á n o e s t a do b l o q u e a d o (bl o c ke d) Qu a n do o p r o c e s s o t e m t o d a s a s c o n d içõe s paJa
s e r e x e c u t a d o e s ó n ão e s t á e m e x e c u ção p o r q u e a U C P e s t á a l o c a d a p a r a o u t r o p
r o c e s s o
, 
di z se
q u e o m e s m o e s t á n o e s t a d o a p t o (r e a d y ) O d i a g r a m a d e t r a n s i ção d a f i g u r a 2 2 m o s t r a c o
m o o s
e s t a do s d e u m p r o c e s s o m u d a m d u r a n t e a e x e c u ção
A f 1l a o n de o SO e n c a de i a o s r e g i s t r o s d e s c r i t o r e s d o s p r o c e s s o s q u e e s t ão a p
to s é
d e n o m i n a d a ß l a d e p r o c e s s o s a p t o s (r e a dy Es t o u r e a dy q u e u e ) O c o m p o n e n t e d o SO qu e , ap
ós
o a t e n d i m e n t o d e u m a i n t e r r u pção o u t r a p , e s c o l he o p r ó x i m o p r o c e s s o a s
e r e x e c u t ado é
d e n o m i n a d o e s c a 1o n a d o r (s c he d u 1e r )
-
e x e cu t an
e s c f de s e r v iço
Ì j
i n te m i pçäo
(c o n c l u s o do s e r v iço )
F ig u r a 2 2 Es ta d o s d e u m p r o c e s s ou m t r a p , e m ge r a l , fa z c o m qu e o p r o c e s s o f i qu e blo qu e a do En t r e t a n to 1 
e m a lgu m as
o c a s i öe s e s pe c i a i s (n ao m o s t r a d a s n o d i a g r a m a d a f igu r a 2 2 ) o s o po de a te n de r a r equ
is içl o de
s e r v iço i m e d i a t a m e n te e n e s t e c a s o n ao o c o r r e o bl o qu e i o
k z :
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C a p f t u lo 2 C o n c e i t o s B ás i c o s 2 1
2
. 
8 E X E R C Fc l O S
E x e r c fc i o 2 1
s e r p r o t e g i da ?
N o s i s t e m a d e i n t e r r u pção t íp ic o de s c r i to n a s e ç ilo 2 1, a i n s t r u ç ão RTJ p r e c i s a
E x e r c f c i o 2 2 C o n c e i t u e i n t e r r u pção , t r a p , p r o c e s s o e c o r o t in a
E x e r c f c i o 2 3 E x p l i q u e p o r qu e po de s e d i z e r qu e u m p r o c e s s o é u m a e n t i d a d e q u e d e f i n e e
c o n t r o l a u m p r o c e s s a d o r v i r tu a l
E x e r c í c i o 2 4 D i s t i n g a p r o c e s s o l i m i t a do p o r E/S u o b o u n d ) d e p r o c e s s o l i m i t a d o po r
c o m pu t a ção (C P U b o u n d ) Qu a l d o s d o i s de v e r e c e b e r p r i o r i da de d e e s c a l o n a m e n t o ?
E x e r c íc i o 2 5 E x p l i q u e p o r qu e s e c o n s e g u e m a i o r e f i c i ên c i a n a u t i l i z a ção d o e q u i p a m e n t o
q u a n d o s e d á p r i o r i d a de p a r a o s p r o c e s s o s I O b o u n d
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9 4 . y»q
M a r rfn F re r r Q E t m o r e n o
Y a n s f m c gu s t a u n c a n t o r Es po b r e m i pe n s a m i e n t o ,
qu c n o s c h 1r b a n i y e m e s e s c a s a m i r a z án
y 1 i c n t u s a b e r s e e n c ie m m a s pa da r c o n te s t a c ión
e l d¢ lo s s a b io s p r o j u n do s , m i in o r a n c ia n o m e a r r e d r a
d m c c u ál c n e l m 11n d o ta m b i n da c h i s pa s la pied r a
c s e l c a n t o de 1a t ic m s i 1a go lpe a e l e s l a bön
: Y le dar u n a r e s pu e s t a
1e gú n m i s po c o s a l c a n c e s
: Fo r m a n u n c a n t o e n la t ie n a
 Ì
 e l do l or de
 t an t a ma d r e,
Æ ge m i r de 1o s qu e m u e r e n
9:// *
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y e l 1lo r a r de 1o 1 qu e n æ m