Defina o conceito de um processo

Exercício Capítulo 5

1. Defina o conceito de processo.

Um processo pode ser definido como o ambiente onde um programa é executado. Este ambiente, além das informações sobre a execução, possui também o quanto de recursos do sistema cada programa pode utilizar, como o espaço de endereçamento, tempo de processador e área em disco.

2. Por que o conceito de processo é tão importante no projeto de sistemas multiprogramáveis?

Através de processos, um programa pode alocar recursos, compartilhar dados, trocar informações e sincronizar sua execução. Nos sistemas multiprogramáveis os processos são executados concorrentemente, compartilhando o uso do processador, memória principal, dispositivos de E/S dentre outros recursos.

3. É possível que um programa execute no contexto de um processo e não execute no contexto de um outro? Por que?

Sim, pois a execução de um programa pode necessitar de recursos do sistema que um processo pode possuir enquanto outro não.

4. Quais partes compõem um processo?

Um processo é formado por três partes, conhecidas como contexto de hardware, contexto de software e espaço de endereçamento, que juntos mantêm todas as informações necessárias à execução de um programa.

5. O que é o contexto de hardware de um processo e como é a implementação da troca de contexto?

O contexto de hardware armazena o conteúdo dos registradores gerais da UCP, além dos registradores de uso específico como program counter (PC), stack pointer (SP) e registrador de status. Quando um processo está em execução, o seu contexto de hardware está armazenado nos registradores do processador. No momento em que o processo perde a utilização da UCP, o sistema salva as informações no contexto de hardware do processo.

6. Qual a função do contexto de software? Exemplifique cada grupo de informação.

No contexto de software são especificados características e limites dos recursos que podem ser alocados pelo processo, como o número máximo de arquivos abertos simultaneamente, prioridade de execução e tamanho do buffer para operações de E/S. O contexto de software é composto por três grupos de informações sobre o processo: identificação, quotas e privilégios. Ver item 5.2.2.

7. O que é o espaço de endereçamento de um processo?

O espaço de endereçamento é a área de memória pertencente ao processo onde as instruções e dados do programa são armazenados para execução. Cada processo possui seu próprio espaço de endereçamento, que deve ser devidamente protegido do acesso dos demais processos.

8. Como o sistema operacional implementa o conceito de processo? Qual a estrutura de dados indicada para organizar os diversos processos na memória principal?

O processo é implementado pelo sistema operacional através de uma estrutura de dados chamada bloco de controle do processo (Process Control Block — PCB). A partir do PCB, o sistema operacional mantém todas as informações sobre o contexto de hardware, contexto de software e espaço de endereçamento de cada processo.

9. Defina os cinco estados possíveis de um processo?

Estado de Execução: processo que está sendo processado pela UCP no momento.

Estado de Pronto: processo que aguarda para ser executado.

Estado de Espera: processo que aguarda por algum evento ou recurso para prosseguir processamento.

Estado de Criação: processo cujo PCB já foi criado porém ainda não teve seu processamento iniciado.

Estado de Terminado: processo que não pode ter mais nenhum programa executado no seu contexto, porém o sistema operacional mantém suas informações de controle presentes na memória.

10. Diferencie processos multithreads, subprocessos e processos independentes.

Processos independentes não têm vínculo com os processos criadores. A criação de um processo independente exige a alocação