Sistemas multi-programáveis

SISTEMAS OPERACIONAIS – CAPÍTULO 3

CONCORRÊNCIA

1. INTRODUÇÃO

• O conceito de concorrência é o princípio básico para o

projeto e a implementação dos sistemas operacionais

multiprogramáveis.

• O sistemas multiprogramáveis surgiram a partir de limitações

dos sistemas monoprogramáveis, nos quais recursos

computacionais como processadores, memórias e dispositivos

de entrada e saída eram utilizados de maneira pouco

eficiente, limitando o desempenho dessas arquiteturas.

Muitos desses recursos de alto custo permaneciam

ociosos por longos períodos.

• Nos sistemas monoprogramáveis há um evidente desperdício

dos recursos do processador, visto que esse permanecia ocioso

enquanto a entrada de dados era efetuada, por exemplo.

• A memória principal também é subutilizada nos sistemas

monoprogramáveis, uma vez que apenas um programa por vez

era carregado, deixando grandes áreas livres. Nos sistemas

multiprogramáveis, vários programas podem estar na

memória, concorrendo pelo acesso ao processador.

A utilização concorrente da UCP deve ser implementada de

maneira que, quando um programa perde o uso do

processador e depois retorna para continuar sua

execução, seu estado deverá ser idêntico ao do momento

em que foi interrompido. O programa deverá executar a

instrução seguinte à última instrução executada,

aparentando ao usuário que nada aconteceu.

2. INTERRUPÇÃO E EXCEÇÃO

• São desvios forçados no fluxo de execução de um

programa ocasionados por algum evento inesperado.

• Podem ser ocasionados por dispositivos do hardware externo ao

processador ou da execução do próprio programa.

A diferença entre exceção e execução é dada pelo tipo de

evento ocorrido.2.1 INTERRUPÇÃO

• A interrupção foi o conceito que tornou possível a

implementação da concorrência nos computadores,

sendo o fundamento básico dos sistemas

multiprogramáveis.

• É pelo mecanismo de interrupção que o sistema

operacional sincroniza a execução de todas as suas

rotinas e dos programas dos usuários, além dos

dispositivos.

• É sempre gerada por algum evento externo ao

programa.

• Ao final da execução de cada instrução, a unidade

de controle verifica a ocorrência de algum tipo de

interrupção. Neste caso, o programa em execução é

interrompido e o controle desviado para uma rotina

responsável por tratar o evento ocorrido,

denominada rotina de tratamento de exceções.

• Para que o programa possa voltar a ser executado,

o conteúdo dos registradores deve ser preservado

a fim de que possa ser restaurado para a

continuação do programa.

• Para cada tipo de interrupção existe uma rotina de

tratamento associada. No momento da ocorrência de

uma interrupção, o processador deve saber para qual

rotina desviará o fluxo de execução.

Existem dois tipos de tratamento de interrupções:

Através de uma estrutura de dados chamada vetor de

interrupção, que contém o endereço de memória inicial de

todas as rotinas de tratamento associadas a cada tipo de evento.

Um segundo método utiliza um registrador de status que

armazena o tipo de evento ocorrido. Neste método só existe

uma rotina de tratamento, que no seu início testa o

registrador para identificar o tipo de interrupção e tratá-la de

maneira adequada.

INTERRUPÇÕES SÃO DECORRENTES DE EVENTOS

ASSÍNCRONOS.2.1.1 Interrupções Mascaráveis

São uma maneira de evitar múltiplas interrupções. Uma

rotina de tratamento inibe as demais interrupções,

fazendo com que, enquanto é executada, outras

interrupções sejam ignoradas.

Alguns processadores não permitem que

interrupções sejam desabilitadas. Contudo, possuem

um tratamento para múltiplas interrupções. Neste

caso, as interrupções devem ter prioridades em função de

importância de atendimento a cada uma. Geralmente, há

um dispositivo controlador de pedidos de interrupção.

2.2 EXCEÇÃO

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