Anhanguera - Sistemas Operacionais - Aula 8 - Sincronização e Comunicação entre Processos

1. TADS - SO – Aula 8
Prof. Charles Fortes
chalkmaster@gmail.com
Sistemas Operacionais
Sincronização e Comunicação entre
Processos

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Atualizando a Turma

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Previously on TADS-SO...

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Conceitos básicos de SO
O que é um sistema operacional?
É um programa ou conjunto de programas cuja função é gerenciar os recursos do
hardware
Funções básicas
Facilidade de acesso aos recursos do sistema + Compartilhar os recursos de forma
organizada e protegida

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Conceitos básicos de SO
Hardware e Software são logicamente equivalentes
Sistemas monoprogramáveis executam apenas uma tarefa por vez
Sistemas multiprogramáveis executam várias tarefas “ao mesmo tempo”
Sistemas multiprocessadores possuem vários processadores, além disto podem ser
fortemente ou fracamente acoplados.

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Conceitos básicos de SO
O Processar é comporto por: Unidade de Controle, Unidade Lógica e Aritmética, e registradores
A memória principal pode ser volátil ou não volátil
Memória secundária é o armazenamento de dados “permanente” e não volátil
A linguagem de máquina é o que o processador realmente entende e está diretamente
ligado a sua arquitetura, que comumente vão ser RISC ou CISC

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Conceitos básicos de SO
Tradutor: Traduz o programa para linguagem de máquina
Interpretador: Interpreta código direto
Linker: Liga vários módulos como um só
Loader: Carrega o programa na memória
Depurador: Acompanhar a execução de um programa

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Conceitos básicos de SO
Multiprogramáveis surgiram pela necessidade de usar
melhor os recursos do computador
Ao final de cada instrução, a unidade de controle verifica interrupções e
exceções e as trata

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Conceitos básicos de SO
Kernel
oferece um conjunto de rotinas e serviços

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Conceitos básicos de SO
Processos e Threads
Programa
Conjunto de instruções
Processo
um programa em execução

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Aplicações Concorrentes

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A aplicação concorrente tem como base a execução cooperativa de múltiplos
processos ou threads que trabalham em uma mesma tarefa na busca de um
resultado comum.

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Quando temos apenas um processador, o sistema operacional alterna a
execução dos processos segundo os critérios de escalonamento pré-
estabelecidos para ele.
Mesmo não havendo paralelismo real, ainda assim conseguimos
aumento de desempenho.

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Em uma aplicação concorrente, os
recursos de do sistema são
compartilhados, como E/S, áreas de
memória, arquivos, etc.
Este compartilhamento muitas vezes cria situações
indesejadas, por isto estes processos tem que ter suas
execuções sincronizadas. Estes recursos são oferecidos pelos
sistemas operacionais.

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Comunicação entre processos
Trocas de mensagens e variáveis compartilhadas

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Especificação de Concorrência
Comandos Fork e Join

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Especificação de Concorrência

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Problemas de Compartilhamento de Recursos
Problema da conta corrente

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Problemas de Compartilhamento de Recursos
Nem sempre a sai como se parece

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Problemas de Compartilhamento de Recursos
Nem sempre a sai como se parece

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Exclusão Mútua
A forma mais eficiente é impedir o acesso simultâneo. Quando
é assim, o acesso a área crítica é feito um bloqueio para
acesso exclusivo

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No starvation (espera indefinida), um processo nunca
consegue acesso ao recurso compartilhado. Quando um
acaba o SO escolhe quem vai acessar agora, e isto pode fazer
com que seu processo sempre perca pela aleatoriedade ou
por prioridade
Exclusão Mútua
Situações indesejadas

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A solução seria usar uma fila (FIFO) para controlar as
entradas
Exclusão Mútua
Situações indesejadas

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Desabilitar as interrupções
Instruções Test-And-Set
Soluções de Hardware
Situações indesejadas

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Soluções de Hardware
Test-And-Set

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Soluções de Hardware
Test-And-Set

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Primeiro Algoritmo
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Segundo Algoritmo
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Terceiro Algoritmo
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Quarto Algoritmo
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Algoritmo de Peterson
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Todos eles tem o problema do busy wait
Soluções de Software
Situações indesejadas

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Vinculado a uma condição de acesso.
Sincronização Condicional

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Semáforos

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DeadLock

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Problema dos filósofos
Uma mesa com cinco pratos e cinco garfos, onde os filósofos podem
sentar, comer e pensar. Toda vez que um filósofo para e pensar e deseja
comer, é necessário que ele utilize dois garfos, posicionados a sua direita e sua
esquerda

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Problema dos filósofos
Soluções
a) Permitir que apenas quatro filósofos sentem a mesa simultaneamente;
b) Permitir que o filósofo pegue um garfo apenas se o outro estiver
disponível;
c) Permitir que um filósofo ímpar pegue primeiro o seu garfo da esquerda
e depois o da direita, enquanto um filósofo par pegue o garfo da direita
e, em seguida, o da esquerda;

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Exemplo do Barbeiro (problema do barbeiro)
Um barbeiro recebe clientes para cortar cabelo. Na barbearia há uma cadeira
de barbeiro e apenas cinco cadeiras para clientes esperarem. Quando um
cliente chega, caso o barbeiro esteja trabalhando, ele senta se houver cadeira
vazia ou vai embora se todas as cadeiras estiverem ocupadas. No caso de o
barbeiro não ter nenhum cliente para atender, ele senta na cadeira e dorme até
que um novo cliente apareça.

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Monitores

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Sincronização condicional entre Monitores

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Let’s Code

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Exercício para entregar por e-mail
Enviar para: chalkmaster@gmail.com
Assunto: [TADS_ASO] Exercício Capítulo 7
Prazo limite: 22/05/2014 às 23h59m horário de
Brasília
(valerá o horário que o google marcar como “recebido” no e-mail)

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Livro texto: Arquitetura de Sistemas Operacionais 4ªed.
Capítulo 7 – Item 7.11 página 131
Questões de 1 a 13 apenas
Se pegar as respostas na internet ou eu receber 2 iguais eu anulo o exercício
Valendo: 1 x

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48. Dúvidas?
chalkmaster@gmail.com