Análise do Funcionamento de Escalonamento em Sistemas Operacionais

Análise do funcionamento de Escalonamento em Sistemas Operacionais.

Bartolomeu Gama Souto, Ítalo Rener da Silva Azevedo

Prof. Israel Tavares da Costa

Escola de Arquitetura, Engenharia e TI - Centro Universitário do Norte - UNINORTE
Av. Getúlio Vargas, 730 - Centro, Manaus - AM, 69020-220

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Abstract.

This work aims to demonstrate and analyze, through the SOsim Tool, the behavior of the processes of the Operational Systems, be it CPU-boun or I / O-bound, taking into account all the parameters of the Scheduling policies.

Resumo.

 Este trabalho tem o objetivo de demonstrar e analisar por meio da Ferramenta SOsim o comportamento dos estados dos processos dos Sistemas Operacionais, seja ele do tipo CPU-Bond ou I/O-bound, levando em consideração todos os parâmetros das políticas de Escalonamento.

1. Introdução

        Um sistema operacional é um conjunto de arquivos de programas e rotinas que controla recursos de um computador e permite o acesso aos recursos de um computador. Mais especificamente, um sistema operacional permite que os componentes de hardware de um computador, incluindo processadores e discos, possam se comunicar com seus componentes de software, como aplicativos e conjuntos de instruções de dados.        É um programa   cuja função é gerenciar os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos, etc.), fornecendo uma interface entre o computador e o usuário.

        A história dos sistemas operacionais acompanha a história dos computadores que é determinada pelos avanços em temos de hardware, processadores, memorias mais velozes, HD, monitores entre outros, semelhantemente, segue o avanço com diversas gerações onde foi bastante importante para o bom desempenho do sistema operacional com diversas programações.

        Processos é uma abstração usada pelo S.O. para designar a execução de um programa. É caracterizado por um thread de execução, um estado corrente, um conjunto associado de recursos do sistema. Um processo é um programa individual em execução (uma instância de um programa rodando em um computador) é também referenciado como “tarefa” (task) ou job.

        O simulador SOsim é um software educacional voltado ao suporte do ensino de conceitos ligados à arquitetura de sistemas operacionais modernos, no entanto, o simulador precisa ser utilizado dentro de um contexto pedagógico. Isto significa que o software não é um fim em si mesmo, mas um meio de se ampliar as possibilidades e efetividades do ensino.

        De uma forma bastante resumida, existem os dois modelos de ensino/aprendizado mais adotados atualmente: o comportamentalista (behaviorista) e o construtivista [MELO, 1999]. A compreensão destas duas teorias de ensino é necessária para entender as vantagens pedagógicas trazidas pelo projeto SOsim.

        No modelo comportamentalista, os alunos ficam diante de um professor que passa seus conhecimentos seguindo um programa de curso bem definido e sequencial, geralmente com base em uma bibliografia específica. Nesta teoria, os alunos são avaliados através de notas, a partir de critérios previamente definidos pelo professor. O modelo comportamentalista é fundamentado principalmente na figura do professor, ou seja, o foco é centrado no professor e não no aluno [BRENDA, 1998]. O comportamentalismo tem sido o modelo de ensino/aprendizado dominante no país.

        No modelo construtivista, o professor tem a função de facilitador (ou mediador) do conhecimento e não um transmissor deste. Sua função é motivar nos alunos o espírito de investigação crítico, participativo e cooperativo. Neste modelo, o foco principal é no aluno e o professor passa a ter o papel de tutor e incentivador do conhecimento [HANLEY, 1994].

        Portanto é sobre esta ótica do modelo ensino/aprendizado construtivista que esse trabalho foi pensando e desenvolvido.

2. Objetivos

2.1. Geral

Apresentar as funcionalidades a ser executada na ferramenta SOsim e compará-las entre si, para um melhor entendimento e aprendizado do conceito de processos do sistema operacional.

2.2. Específicos

• Apresentar estudo da Ferramenta SOsim no âmbito de conceito de processos
• Apresentar característica da Ferramenta SOsim
• Apresentar estudo dos tipos de escalamento de processos.

3. Referencial Teórico

3.1. Característica da ferramenta SoSim

A Implementação do conceito de processo consiste em criar tipos de processos CPU-Bound e I/O Bound, visualizar os processos do “control block”, suspender e eliminar processos. O SOsim é uma ferramenta visual que mostra o funcionamento e os conceitos envolvidos em um sistema operacional multiprogramável ou multitarefa, como Unix, OpenVMS e Windows, permite visualizar os conceitos de multiprogramação, processo e suas mudanças de estado, gerência do processador (escalonamento) e a gerência da memória virtual.

3.2. O que é escalonamento de processos?

        Tanenbaum propõe a seguinte definição:

Quando mais de um processo é executável, o sistema operacional deve decidir qual será executado primeiro. A parte do sistema operacional dedicada a esta decisão é chamada escalonador (scheduler) e o algoritmo utilizado é chamado algoritmo de escalonamento (scheduling algorithm). [TAN92, p. 62]

        Por sua vez, Deitel coloca que:

A designação de processadores físicos para processos permite aos processos a realização de trabalho. Esta designação é uma tarefa complexa realizada pelo sistema operacional. Isto é chamado escalonamento do processador (processor scheduling). [DEI92, p. 287].

        Simplificando, podemos afirmar que num sistema onde só exista um único processador, o escalonamento é responsável por decidir o momento em que cada processo obterá a atenção da CPU.

        Os algoritmos de escalonamento são compostos por políticas e por mecanismos, sendo os últimos responsáveis por manipular os objetivos desses algoritmos. Esses mecanismos são responsáveis pela definição de como o escalonamento será efetuado (Song et al, 1997). As políticas são responsáveis por definir o que deve ser feito para que ocorra o escalonamento.  Esta política depende da finalidade de cada SO.