PROCESSOS DE UM SISTEMA OPERACIONAL

TECNICA DE PIPELINE

Pipeline é uma técnica de hardware que permite que a CPU realize a busca de uma ou mais instruções além da próxima a ser executada. Estas instruções são colocadas em uma fila de memória dentro do processador (CPU) onde aguardam o momento de serem executadas, só poderá começar quando a outra instrução acabar só assim da sequência ao procedimento.

Em resumo, é o processo pelo qual uma instrução de processamento é subdivida em etapas, uma vez que cada uma destas etapas é executada por uma porção especializada da CPU, podendo colocar mais de uma instrução em execução simultânea. Isto traz um uso mais racional da capacidade computacional com ganho substancial de velocidade. Entre os problemas enfrentados estão a dependência de instruções anteriores e desvios que dificultam o processo, bem como a diferença de complexidade de instruções que fazem com que as mesmas possam levar um tempo variável para execução.

A técnica de pipeline é utilizada para acelerar a velocidade de operação da CPU, uma vez que a próxima instrução a ser executada está normalmente armazenada dentro da CPU e não precisa ser buscada da memória, normalmente muito mais lenta que a CPU.

Conceito

A técnica de pipeline é semelhante a uma linha de produção de fábrica. Cada instrução de um microprocessador passa por diversas fases até sua execução. Estas fases podem ser:

· Decodificação

· Acesso a memória ou aos registradores

· Processamento aritmético

Se conseguirmos separar todas estas fases de forma independente, e separar cada fase por ciclo de relógio teríamos (neste exemplo) 3 ciclos por instrução. Se usarmos uma técnica de pipeline poderíamos colocar 3 instruções ao mesmo tempo no microprocessador (cada uma numa fase distinta) e termos 3 instruções em 3 ciclos (1 instrução por ciclo idealmente). Outros problemas advém desta técnica, como desvios (como saber as próximas instruções), e dependência de instruções (a próxima depende da anterior). Na prática todos os microprocessadores modernos utilizam-se de várias (dezenas) fases no processamento para usufruir de clocks maiores (quanto menor a fase, mais rápido pode ser o ciclo).

Uso real

Algumas CPUs incluem conceitos muito mais avançados de pipeline:

· Pré-decodificação: a CPU pode iniciar a decodificação de diversas instruções (paralelamente) e antes do momento das mesmas serem executadas.

· Execução fora-de-sequência: algumas CPUs podem além de pré-decodificar, executar previamente um determinado número de instruções. Numa etapa posterior, a ordem de execução é verificada e os resultados das operações são consolidados na sua ordem correta.

· Previsão de desvio: caso exista uma instrução de desvio dentro do pipeline e a sua execução for consolidada, todas as instruções posteriores a mesma e que se encontram na fila devem ser abortadas.

O QUE SÃO PROCESSOS DE UM SISTEMA OPERACIONAL

Quem usa computadores com certa frequência já se deparou com a palavra processo. Pois bem, este artigo vai explicar os conceitos básicos sobre processos de um sistema operacional. Você verá como é importante aprender a identificar os elementos do Gerenciador de Tarefas para manter tudo sob controle. Boa leitura!

O que são processos

Um sistema operacional não executa somente os programa que podemos ver. Imagine que os aplicativos que você roda reúnem diversas instruções e comandos, porém, são os processos que efetivamente executam esses comandos. Isso significa que um único aplicativo pode ter vários processos relacionados a ele. Por exemplo, o navegador Google Chrome, que executa uma nova tarefa a cada aba aberta. Essa medida permite que cada aba seja gerenciada individualmente e, mesmo que uma trave, as outras continuam trabalhando normalmente.

Simplificando, os processos representam tarefas em execução, mas nem todas têm relação direta com algum aplicativo. Muitas delas são executadas em pano de fundo e mantêm o sistema trabalhando - gerenciando redes, memória, disco, checagem antivírus, etc. Logo, podemos definir processos como softwares que executam alguma ação e que podem ser controlados de alguma maneira, seja pelo usuário, pelo aplicativo correspondente ou pelo sistema operacional.

Componentes de um processo

Um processo tem uma série de características próprias. A estrutura básica é formada por uma imagem do código executável associado a um programa. A memória contém o código executável e dados específicos. Há também a descrição de recursos do sistema alocados ao processo, informações de atributos de segurança e a indicação do estado atual.

Um processo passa por diferentes estados desde sua criação até seu término. Enquanto ele é criado, seu estado é considerado "Novo"; em ação, muda para "Executando"; quando depende da ocorrência de algum evento, vira "Esperando"; quando não mais necessário, o processo é "Terminado". O sistema operacional reúne todas essas informações através de estruturas específicas chamadas PCB (sigla de Process Control Blocks, o que em tradução livre seria Blocos de Controle de Processos).

O importantíssimo Gerenciador de Tarefas

Agora que você sabe um pouco mais sobre processos, vai entender melhor a importância do Gerenciador de Tarefas do Windows. Lembrando como acessá-lo: use a combinação Ctrl+Alt+Del e selecione Gerenciador de Tarefas. Com a janela aberta, acesse a aba “Processos”. Esta é a lista dos processos em execução no momento. Atente para um detalhe: à primeira vista, a lista pode não ser tão grande. Isso se explica porque o Gerenciador de Tarefas filtra alguns processos por padrão. Para visualizar a relação completa, clique no botão "Mostrar processos de todos usuários".

Você vê o nome do processo, o nome do usuário relacionado e dois indicadores fundamentais para se certificar de que tudo está correndo bem: CPU e Memória. Atente para os níveis destes campos, pois um valor muito alto indica algum problema. Na imagem acima, o navegador Firefox acusa o consumo de quase 300 MB de memória RAM. Isso significa que o navegador está com muitas abas abertas ou executando alguma tarefa pesada. Quem não tem tanta memória RAM sobrando deve