As Sistemas Operacionais

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- Qual a função do contexto de software? Exemplifique cada grupo de informação.

A função do contexto de software é especificar limites e características dos recursos que podem ser alocados pelo processo. Seus grupos são:

Identificação - identificação de processo (PID); identificação de usuário (UID).

Quotas - número máximo de memória principal que o processo pode alocar; número máximo de arquivos abertos simultaneamente.

Privilégios – prioridade de execução; limites alocados na memória principal.

- O que é o espaço de endereçamento de um processo?

Espaço de endereçamento é a área de memória pertencente ao processo onde instruções e dados do programa são armazenados para execução.

- Defina os cinco estados possíveis do processo.

Execução (running) – Sendo processado pela CPU.

Pronto (ready) – Aguardando para ser executado.

Espera (wait) – Aguardando algum evento externo ou recurso para ser prosseguir.

Criação (new) – Esperando para ser colocado na lista de prontos.

Terminado (exit) – Não tem mais programas executando seu contexto.

- Dê um exemplo que apresenta todas as mudanças de estado de um processo, juntamente com o evento associado a cada mudança.

O processo é criado (new), e vai para a fila de prontos (ready), indo para execução (running) quando for sua vez, alternando entre espera (wait), pronto (ready) e voltando a executar (running), em loop, até todo o programa rodar, quando ele é terminado (exit).

- Explique a diferença entre processos foreground e background.

No processo foreground, existe interação com o usuário durante o processamento, via dispositivos de E/S. Já no processo background, o processo ocorre sem nenhuma interação com o usuário.

- O que são aplicações CPU-bound e I/O-bound.

Um processo é definido como CPU-bound quando passa a maior parte do tempo no estado de execução, passando por poucas operações de leitura de E/S.

Já o processo I/O-bound passa a maior parte do tempo no estado de espera, por realizar um número maior de operações de E/S.

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- Defina o que é uma aplicação concorrente e dê um exemplo de sua utilização.

Aplicações concorrentes são um conceito que ocorre quando processos precisam se comunicar entre si, fazendo com que sua execução precise ser sincronizada.

Um exemplo é quando dois processos concorrentes compartilham um buffer para trocar informações via dispositivos de E/S. Nesse exempol, um processo só pode usar o buffer se ele não estiver cheio.

- Considere uma aplicação que utilize uma matriz na memória principal para a comunicação entre vários processos concorrentes. Que tipo de problema pode ocorrer quando dois ou mais processos acessam uma mesma posição da matriz?

Se dois processos estiverem usando a mesma posição da matriz, ocorre o risco de um processo alterar o seu valor enquanto o outro estiver consultando a posição. Se o segundo processo fizer alguma outra alteração, a alteração do primeiro processo será descartada.

- O que é exclusão mútua e como é implementada?

Exclusão mútua faz com que, quando um processo estiver usando um determinado recurso, todos os outros processos que queiram acessá-lo tenham que esperar o término do primeiro processo. Para isso, cada processo tem um protocolo de entrada e um protocolo de saída.

- Como seria possível resolver os problemas decorrentes do compartilhamento da matriz, apresentado anteriormente, utilizando o conceito de exclusão mútua?

O problema é resolvido porque agora, quando um processo quiser acessar um recurso, o protocolo de entrada verificará se o recurso estão sendo usado ou não.

- O que é starvation e como podemos solucionar esse problema?

Starvation ocorre quando um processo não consegue executar sua região crítica e acessar seu recurso. Para corrigir isso, são criadas filas de pedido de alocação para cada recurso. Quando um processo solicita um recurso, ele vai para o final da fila de tal recurso.

- O que é espera ocupada e qual o seu problema?

Eu não achei a definição de espera ocupada.]

Seu problema é que ela gasta desnecessariamente tempo de processamento.

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- Explique o que é sincronização condicional(Sleep/Wakeup) e dê um exemplo de sua utilização.

Sincronização condicional é a situação que ocorre quando o o acesso ao recurso compartilhado exige a sincronização de processos vinculada à uma condição de acesso. Um exemplo é quando dois processos usam o mesmo buffer, onde um processo consume os dados produzidos por outro processo.

- Explique o que são semáforos e dê um exemplo de sua utilização: um para a solução da exclusão mútua e outro para a sincronização condicional.

Semáforo é uma variável inteira, não negativa, que só pode ser manipulada por duas instruções: DOWN e UP.

Usando exclusão mútua, um processo sabe que um recurso está livre quando seu semáforo etá UP, e ao começar a usar o recurso, ele muda o semáforo para DOWN.

Em sincronização condicional, são utilizados três semáforos. Um para controlar a exclusão mútua, e um para controlar quando cada um dos processos pode usar a região crítica.

- Explique o que são monitores e dê um exemplo de sua utilização?

Monitores são mecanismos de sincronização de alto nível que