TRABALHO DE SISTEMAS OPERACIONAIS – ESCALONAMENTO DE PROCESSOS

INSTITUTO CENECISTA DE ENSINO SUPERIOR DE SANTO ÂNGELO – IESA

TRABALHO DE SISTEMAS OPERACIONAIS – ESCALONAMENTO DE PROCESSOS

ANDRESSA KOTZ

1. Escalonamento de processos – ANDROID 5.0 “LOLLIPOP”[pic 1]

1. Sobre o ANDROID                                                                               

O Android é um sistema operacional baseado no kernel do Linux e, apesar disso, existe pouca coisa em comum com distribuições Linux convencionais. De certa forma, o Android é uma máquina virtual Java rodando sobre o kernel do Linux. O sistema operacional age como uma interface entre o usuário e o hardware, provendo uma base para a execução de programas.

1. Escalonamento no ANDROID 5.0 “LOLLIPOP” (lançado em 2014)

O conjunto de regras utilizado para determinar como, quando e qual processo deverá ser executado é conhecido como política de escalonamento. O sistema operacional Android divide os seus processos em três grandes classes: processos interativos, processos batch(lote) e processos tempo real. O escalonador do Android não distingue processos interativos de processos batch, diferenciando-os apenas dos processos em tempo real. No Android, o tempo do processador é dividido em fatias, denominadas de quantum, as quais são alocadas aos processos. Se, durante a execução de um processo, o quantum é esgotado, um novo processo é selecionado para execução, provocando então uma troca de contexto. Esse procedimento é transparente ao processo e baseia-se em interrupções de tempo, conferindo ao Android um escalonamento de tipo preemptivo. O algoritmo de escalonamento do Android divide o tempo de processamento em épocas (epochs). Cada processo, no momento de sua criação, recebe um quantum. Diferentes processos podem possuir diferentes valores de quantum. Outra característica do escalonador do sistema Android é a existência de prioridades estatísticas e dinâmicas; as estatísticas são usadas por processos de tempo real. Nas dinâmicas, o escalonador monitora o comportamento de um processo e ajusta dinamicamente sua prioridade, visando equilibrar o uso do processador.

1. Escalonamento de processos – LINUX KERNEL 2.6.23[pic 2]

1. Sobre o LINUX 

Linux é o núcleo do sistema operacional, programa responsável pelo funcionamento do computador, que faz a comunicação entre hardware (monitor, mouse, teclado) e software (aplicativos em geral). O conjunto do kernel e demais programas responsáveis por interagir com este é o que denominamos sistema operacional.

1. Escalonamento no LINUX 2.6.23

• Reescrita completa do algoritmo de escalonamento;
• Algoritmo mais simples que a versão anterior;
• Não utiliza conceitos de Tempo de Sleep, Identificação de Processo Interativo;
• Utiliza Árvore Rubro-Negra (estrutura de dados – árvore de busca binária balanceada);
• Sua versão final foi liberada em 2007, desenvolvida por Igno Molnar.

Há muitas semelhanças entre o escalonamento do Android e o escalonamento do Linux. As classes dos processos (processos interativos, processos batch e processos tempo real) e suas subdivisões (I/O bound ou CPU bound) permanecem as mesmas. O escalonador do Linux não distingue processos interativos de processos batch, diferenciando-os apenas dos processos tempo real, assim como do Android. Como todos os outros escalonadores UNIX, o escalonador Linux privilegia os processos I/O bound em relação aos CPU bound de forma a oferecer um melhor tempo de resposta às aplicações interativas. O tempo do processador é dividido em fatias de tempo (quantum), as quais são alocadas aos processos. Se, durante a execução de um processo, o quantum é esgotado, um novo processo é selecionado para execução, provocando então uma troca de contexto (procedimento transparente ao processo). Esse comportamento confere ao Linux um escalonamento do tipo preemptivo. O algoritmo de escalonamento do Linux também divide o tempo de processamento em épocas (epochs). Cada processo recebe um valor de quantum no momento de sua criação, que corresponde à duração da época, e essa, por sua vez, é um múltiplo de 10, entre 10 microsegundos (ms) e 100 microsegundos (ms). O escalonador Linux trabalha com dois tipos de prioridades: dinâmicas e  estáticas. Nas dinâmicas, o escalonador do Linux monitora o comportamento de um processo e ajusta dinamicamente sua prioridade. As prioridades estáticas são utilizadas exclusivamente por processos de tempo real. Nesse caso, a prioridade do processo tempo real é definida pelo usuário e não é modificada pelo escalonador. Os processos de prioridade estática recebem uma prioridade maior que os processos de prioridade dinâmica. [pic 3]

1. Escalonamento de processos – MAC OS X

1. Sobre o MAC

O Mac OS X é um sistema operacional formado de vários componentes projetados e implementados pela Apple. Embora o sistema seja em maior parte fechado, possui uma grande parte do código aberto, denominado Darwin. O kernel do Mac OS X, chamado XNU (X is Not Unix), foi originalmente desenvolvido pela extinta empresa NeXT para ser um kernel híbrido.

1. Escalonamento no MAC OS X

Para melhor entender o processo de escalonamento no Max OS X, é preciso entender a Camada Mach: a Mach pode ser o núcleo do kernel, pois provê os serviços de baixo nível de forma transparente para as aplicações do usuário. Tal como um microkernel, a base de seu funcionamento se dá por troca de mensagem, provendo apenas as funcionalidades de gerência de processos, comunicação entre processos, gerência e suporte à memória virtual e tratamento de interrupções do hardware. Para atender a estes serviços, a Mach possui as seguintes abstrações: portas, tasks, threads, espaço de endereçamento e mensagens. É utilizando estas abstrações que a camada opera suas atribuições escalonando processos, controlando a comunicação entre processos, gerencia de memória e relógio.

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