Objetivos da aula
O que você vai aprender
1
Definir processo e descrever o bloco de controle de processo (PCB).
2
Explicar os estados de um processo e suas transições.
3
Entender a troca de contexto e a criação/término de processos.
4
Reconhecer processos zumbi e órfãos.
1 · Motivação
O conceito que sustenta o SO
Se há um conceito sem o qual o SO não existe, é o de processo. Tudo o que "roda" no computador é um processo, e quase toda gerência do SO gira em torno deles.
Quando você abre o navegador, o editor e o player ao mesmo tempo, o SO mantém três (ou mais) processos vivos, cada um com seu estado, alternando-os na CPU tão rápido que parecem simultâneos. Entender como ele faz isso é o objetivo de hoje.
2 · Mapa
O que veremos nesta aula
Processo
e PCB→Estados e
transições→Troca de
contexto→Criação e
término
e PCB→Estados e
transições→Troca de
contexto→Criação e
término
💡
Lembre da distinção que volta o tempo todo: programa é passivo (código no disco); processo é ativo (programa em execução).
3 · Conceito
O que é um processo
Processo. Um programa em execução, com seu próprio espaço de endereçamento, registradores, pilha e estado.
PCB (Process Control Block). Estrutura do SO que guarda todas as informações de um processo.
PCB (Process Control Block). Estrutura do SO que guarda todas as informações de um processo.
4 · Conceito
Programa não é processo
O mesmo programa pode dar origem a vários processos. Abrir duas janelas do mesmo editor cria dois processos que executam o mesmo código, mas têm dados e estados independentes.
🔑
Programa é passivo (código no disco); processo é ativo (em execução). Um mesmo programa pode gerar vários processos.
5 · Exemplo
O que vive no PCB
O PCB é a "carteira de identidade" do processo. Contém, entre outros:
| Campo | Para quê |
|---|---|
| PID | Identificador único do processo |
| Estado | Pronto, executando, bloqueado... |
| Contador de programa | Próxima instrução a executar |
| Registradores | Contexto da CPU salvo |
| Prioridade / escalonamento | Decisões do escalonador |
| Memória e arquivos abertos | Recursos do processo |
6 · Interativo
Stepper: ciclo de vida de um processo
Passo 1
Novo: o SO cria o PCB e aloca recursos iniciais.Passo 2
Pronto: o processo entra na fila esperando a CPU.Passo 3
Executando: o escalonador o escolhe (dispatch) e ele usa a CPU.Passo 4
Bloqueado: pede E/S e sai da CPU até o evento terminar; depois volta a Pronto.Passo 5
Terminado: chama exit(); o SO libera recursos.7 · Conceito
Os estados de um processo
Estado do processo. Indica em que situação o processo está no momento: novo, pronto, executando, bloqueado ou terminado.
Novo→Pronto→Executando→Bloqueado→Terminado
8 · Conceito
As transições e seus gatilhos
| Transição | O que acontece |
|---|---|
| Novo → Pronto | Admissão pelo SO |
| Pronto → Executando | O escalonador escolhe o processo (dispatch) |
| Executando → Pronto | Fim do quantum ou preempção |
| Executando → Bloqueado | O processo pede E/S ou aguarda evento |
| Bloqueado → Pronto | A E/S/evento termina |
| Executando → Terminado | O processo chama exit() |
9 · Analogia
A fila do caixa
🛒 Analogia
Imagine um único caixa (a CPU). Clientes prontos esperam na fila (fila de prontos). Um é atendido (executando). Se ele precisa buscar um produto esquecido (E/S), sai do caixa (bloqueado) e, ao voltar com o produto, vai para o fim da fila (pronto) — não retoma o caixa na hora. Quando termina a compra, vai embora (terminado).10 · Comparação
Bloqueado × Pronto
| Pronto | Bloqueado | |
|---|---|---|
| Pode rodar agora? | Sim, só falta a CPU | Não, espera um evento |
| Espera por | O escalonador escolhê-lo | Fim de E/S ou um evento |
| Vai para Executando? | Direto, ao ser escolhido | Não; primeiro vira Pronto |
⚠️
Um processo bloqueado não vai direto para executando: ele volta para a fila de prontos e só executa quando o escalonador o escolher de novo.
11 · Flow
A troca de contexto
Troca de contexto. Operação em que o SO salva o estado (registradores, PC) do processo que sai da CPU e restaura o do que entra.
Salva contexto
de P1 no PCB→Escalonador
escolhe P2→Restaura contexto
de P2 do PCB
de P1 no PCB→Escalonador
escolhe P2→Restaura contexto
de P2 do PCB
A troca de contexto é overhead puro: enquanto ela ocorre, nenhum trabalho útil do usuário é feito.
12 · Aprofundamento
Criação de processos no Unix
No Unix/Linux, processos nascem de outros com fork() (cria uma cópia do pai) e exec() (substitui o programa em execução).
pid_t pid = fork(); // cria um processo filho
if (pid == 0) // código do filho
execlp("ls", "ls", NULL);
else // código do pai
wait(NULL);
13 · Interativo
Verifique: destino do bloqueado
Quando a E/S de um processo bloqueado termina, ele vai para qual estado?
Ele volta à fila de prontos; só executa de novo quando o escalonador o escolher.
14 · Caso prático
Zumbis e órfãos
Processo zumbi. Já terminou, mas o pai ainda não leu seu status (wait); seu PCB permanece até ser "colhido".
Processo órfão. Seu pai terminou antes dele; é adotado por um processo do sistema (init/systemd).
Processo órfão. Seu pai terminou antes dele; é adotado por um processo do sistema (init/systemd).
O término normal usa exit(); o pai aguarda com wait(). Se o pai nunca chamar wait, acumulam-se zumbis.
15 · Erros comuns
Armadilhas com processos
⚠️
Cuidado:
• Bloqueado → Executando não existe; passa por Pronto.
• fork() retorna duas vezes: 0 para o filho e o PID do filho para o pai.
• Um processo zumbi não consome CPU, mas ocupa uma entrada na tabela de processos.
• Bloqueado → Executando não existe; passa por Pronto.
• fork() retorna duas vezes: 0 para o filho e o PID do filho para o pai.
• Um processo zumbi não consome CPU, mas ocupa uma entrada na tabela de processos.
16 · Dicas
Como visualizar processos
✅
Dicas práticas:
• Use
• A coluna de estado (R, S, D, Z) mostra executando, dormindo, bloqueado e zumbi.
•
• Use
ps aux ou top para ver processos e estados reais.• A coluna de estado (R, S, D, Z) mostra executando, dormindo, bloqueado e zumbi.
•
kill envia sinais — ligação com a Aula 6 (IPC).17 · Interativo
Revele: por que bloqueado vai a pronto
Por que um processo desbloqueado vai para Pronto e não direto para Executando?
Porque a CPU pode estar ocupada com outro processo, e a decisão de quem executa cabe ao escalonador, não ao evento de E/S. Mandar o processo direto para Executando ignoraria essa decisão e poderia interromper injustamente quem já estava rodando. Indo para Pronto, ele entra na disputa de forma ordenada.
18 · Flashcards
Revisão relâmpago
Processovirar
Programa em execução, com espaço de endereçamento, registradores e estado próprios.
PCBvirar
Estrutura que guarda PID, estado, registradores e recursos do processo.
Troca de contextovirar
Salvar o contexto de um processo e restaurar o de outro ao trocar na CPU.
Zumbivirar
Processo terminado cujo status ainda não foi colhido pelo pai.
19 · Conexões
Para onde isto leva
- Quem escolhe o próximo Pronto → Aula 5 (escalonamento).
- Fluxos dentro de um processo → Aula 4 (threads).
- Processos trocando dados → Aula 6 (IPC) e sinais.
- Acesso concorrente a dados → Aula 7 (sincronização).
20 · Síntese
Fechando a aula
🔑
Em uma frase: um processo é um programa em execução descrito por um PCB; ele percorre os estados novo→pronto→executando→bloqueado→terminado, e a troca de contexto permite ao SO alternar entre processos preservando o estado de cada um.
Atividade em grupo · Diagrama de estados ao vivo
Em trios, encenem os estados de um processo.
Roteiro
- Atribuam papéis: CPU, fila de prontos e dispositivo de E/S.
- Façam um "processo" (um aluno) percorrer os estados respondendo a eventos (quantum esgotado, pedido de E/S, fim de E/S).
- Anotem cada transição e seu gatilho.
- Discutam: por que de bloqueado se vai para pronto e não para executando?
Escalonadordecide quem executa
Dispositivo de E/Slibera o bloqueado
Cronometristacontrola o quantum
📤 Entrega: Tabela de transições percorridas com seus gatilhos.
Mini-quiz · Aula 3
20 questões sobre esta aula. Escolha e veja a explicação na hora.
0/20
📌 Resumo — leve isto para a prova
- Processo é um programa em execução; o PCB guarda seu contexto (PID, estado, registradores, recursos).
- Os estados básicos: novo, pronto, executando, bloqueado e terminado.
- De bloqueado vai-se para pronto, nunca direto para executando.
- A troca de contexto salva e restaura estados; é overhead.
- No Unix, fork()/exec() criam e substituem processos; exit()/wait() encerram; há zumbis e órfãos.