Impasses S.O

3º Período – Licenciatura em computação
Amanda Ferreira
Laísa Pereira
Naira Gouveia
Tayná Anacleto

É um problema potencial em qualquer sistema operacional;
Ocorre quando integrantes de um grupo de processos são bloqueados
em função da espera por um evento que somente outros processos do
grupo podem causar;
Essa situação faz com que todos os processos esperem para sempre.

Em geral o evento pelo qual os processos estão esperando é a liberação de
algum recurso em uso por outro processo do grupo;
Também é possível que um impasse ocorra quando todos os processos de um
conjunto de processos de comunicação estão esperando por uma mensagem o
canal de comunicação está vazio e não há timeouts pendentes.

RECURSOSImpasse podem ocorrer quando vários processos recebem direitos de
acesso exclusivos a dispositivos, arquivos etc.
Um recurso pode ser um dispositivo de hardware, como exemplo temos a
unidade de fitas, ou um trecho de informações como no caso um registro
travado em uma base de dados.
Recurso é algo que pode ser adquirido, usado e liberado com o passar do
tempo.

Os recursos preemptíveis podem ser retirados do processo proprietário sem nenhum prejuízo, temos
como exemplo a memória.
Considerando um sistema com 256MB de memória disponível para usuário, uma impressora e dois
processos de 256MB que queiram imprimir algo
 O processo A requisita e obtém a impressora e então passa a computar os valores para
impressão
Antes que finalize sua computação sua fatia de tempo de CPU é excedida e ele retirado da
memória
O processo B agora em execução tenta sem sucesso, obter para si a impressora, essa é uma
situação de impasse
 Assim que o processo A executa sua impressão a impressora é liberada .

Esses recursos preemptíveis em geral podem ser resolvidos realocando recursos de um
processo a outro. a sequência de eventos necessários ao uso de um determinado recurso é:
1- Requisitar o recurso
2- Usar o recurso
3-Liberar o recurso
Se um recurso não estiver disponível quando requisitado, o processo solicitado será forçado a
esperar.
Em alguns sistemas operacionais, o processo automaticamente será bloqueado quando uma
requisição de recurso falhar, mas será acordado quando o torna-se disponível;
Já em outros sistemas resultará em um código de erro cabe ao processo solicitante esperar um
pouco e tentar novamente.

Os não preemptíveis são aqueles que não podem ser retirados do atual processo
proprietário sem que a computação apresente falha.
Se um processo começou a gravar um CD-ROM, retirar dele repentinamente
gravador de CD e dar a um outro processo isso resultará em um CD com erros.

Um conjunto de processos estará em situação de impasse se todo processo
pertencente ao conjunto estiver esperando por um evento que somente outro
processo desse mesmo conjunto poderá fazer acontecer.
Cada membro do conjunto de processos em situação de impasse encontra-se a
espera de um recurso que está em situação de impasse.
 Nenhum dos processos pode continuar a execução, liberar qualquer recurso e ser
acordado.
Esse resultado é valido tanto para hardware como para software.
Esse tipo de impasse é denominado impasse de recurso.

Na técnica de detecção e recuperação o sistema deixará que ocorram os
impasses e tentará detectá-los á medida que isso acontecer, agindo, então,
alguma maneira para se recuperar após o fato.

Esse sistema pode ter um scanner, uma unidade CD, um plotter e uma
unidade de fita, mas não mais do um recurso de cada classe.
 Um impasse existe se esse grafo contiver um ou mais ciclos.

Como exemplo, imagine um sistema com sete processos, de
A a G, e com seis recursos, de R a W.
Para saber se esse sistema está em impasse, podemos
construir o seguinte grafo de recursos como mostra a
figura(a):

O grafo monstra que contem um ciclo, como podemos observar na
figura (b).
Podemos observar por meio desse ciclo, que os processos D e,G
estão todos em situação de impasse;
Os processos A ,C e F não estão em impasses, pois o recurso S é
passível de ser alocado a qualquer um deles , permitindo sua
conclusão.

Em um sistema real é necessário um algoritmo formal de detecção de
impasse.
O algoritmo, inspeciona um grafo e termina:
Quando encontra um ciclo
Quando percebe que não existe nenhum ciclo
Ele usa uma estrutura de dados, L, uma lista de nós , assim como a lista
de arcos.
Durante a execução do algoritmo, os arcos serão marcados para indicar
que já foram inspecionados, evitando inspeções repetitivas.

O algoritmo toma cada nó, como a raiz do que se espera ser uma árvore, e fazer uma
busca do tipo depth-first.
Se tornar a passar por um nó já percorrido, ele encontrou um ciclo.
Se já tiver percorrido todos os arcos a partir de um nó qualquer, ele retorna ao nó anterior.
Se retornar ao nó-raiz e não puder ir adiante, o subgrafo alcançável a partir do nó atual
não conterá ciclo algum.
 Se essa propriedade for válida para todos os nós, o sistema não contém impasse.

Depois de localizar um impasse, é necessário recuperar o
sistema dessa situação e coloca-lo novamente em condições de
normais de execução.

Em alguns casos, pode ser possível retornar provisoriamente um recurso de seu
proprietário atual para dá-lo a outro processo.
Essa habilidade é altamente dependente da natureza do recurso.
Alguns tornam essa operação muito difícil ou impossível.
A escolha do processo depende de quais processos tem recursos possíveis de
serem facilmente retomados.

Se o projetista de sistema souber da possibilidade de ocorrência de um
impasse, poderá fazer com que o processo gere um ponto de salvaguardo,
guardando seu estado em um arquivo.
Para fazer a recuperação, um processo é revertido para um instante
anterior ao momento em que adquiriu algum outro recurso, e isso é feito
reiniciando o processamento a partir de seus pontos de salvaguardo.

Todos os trabalhos feitos nesse ponto são perdidos.
 Na verdade, o processo será reiniciado para um momento anterior,
quando ele ainda não possui o recurso.
 Se o processo que sofreu reversão de estado tentar adquirir o recurso
novamente, ele terá de esperar até o recurso estar disponível.

Uma possibilidade é matar um processo presente no ciclo.
Se não for suficiente, essa ação poderá ser repetida até o ciclo ser quebrado.
Um processo não presente no ciclo pode, também, ser escolhido como vítima para
liberar seus recursos.
É melhor matar um processo capaz de ser reexecutado desde seu inicio, a fim de
evitar efeitos colaterais.

Para detecção de impasses quando um processo requisita recursos, ele
os requisita todos de uma só vez
Na maioria dos sistemas os recursos são requisita dos um de cada vez
O sistema decide se liberar um recurso é seguro ou não para fazer uma
alocação.
Os algoritmos principais para evitar impasses são baseados no conceito
de estados seguros

Um estado é considerado seguro quando não estiver em situação de impasse e se
existir alguma ordem de escalonamento onde o processo possa ser executado até
sua conclusão;
Um estado inseguro não é uma situação de impasse;
A diferença de um estado seguro e um inseguro é que, a partir de um estado
seguro, o sistema pode garantir que todos os processos terminarão, ao passo que,
a partir de um estado inseguro, essa garantia não pode ser dada.

Algoritmo do banqueiro é um algoritmo de escalonamento que pode evitar impasses
É uma extensão do algoritmo de detecção de impasses
É modelado da seguinte forma:
O algoritmo verifica se a liberação de uma requisição é capaz de levar a um estado inseguro
Em caso positivo, a requisição será negada
Se a requisição levar a um estado seguro, ela será atendida

Se nunca acontecer de um recurso ser alocado exclusivamente a um único processo, nunca
teremos impasses
A permissão para dois processos imprimirem simultaneamente, por exemplo, em uma mesma
impressora levaria ao caos
A técnica de spooling permite que vários processos gerem suas saídas ao mesmo tempo
O único processo que realmente requisita a impressora física é o daemon de impressão
Como o Daemon nunca requisita qualquer outro recurso, não haverá impasses envolvendo a
impressora

Se pudermos impedir que processos que já mantem a posse de recursos esperem por mais
recursos, seremos capazes de eliminar os impasses.
Um meio de atingir esse objetivo é exigir que todos os processos requisitem todos os seus
recursos antes de inicializarem duas respectivas execução
Uma maneira de interromper a condição de posse e espera é exigir que um processo que
esteja requisitando um recurso primeiro libere temporariamente todos os outros sob sua
posse
Depois disso, ele tenta, de uma só vez, obter os recursos de que precisa.

Armazenar a saída da impressora em um spool de disco elimina impasses
envolvendo esse dispositivo, embora crie outro relacionado a espaço em disco.
Nem todos os recursos podem ser virtualizados
Os registros nos bancos de dados e tabelas internas do sistema operacional
devem estar travados para uso, o que configura uma situação bastante favorável
a ocorrência de impasses

A espera circular pode ser eliminada de varias maneiras:
Um meio simples de elimina-la é ter uma regra que determine que um processo
tenha permissão para possuir somente um recurso de cada vez;
Outra maneira de evitar a condição de espera circular é fornecer uma numeração
global de todos os recursos;
Nessa condição todas as solicitações devem ser feitas em ordem numérica.

Impasses são assuntos que foram incansavelmente investido
A razão para isso é que a detecção de impasses é um pequeno e
interessante problema da teoria dos grafos com a qual qualquer
estudante de graduação com certa inclinação para a matemática pode
lidar durante 3 ou 4 anos

Todos os tipos de algoritmos foram propostos cada um mais exótico e
menos prático do que o outro
Muito desse trabalho já caiu no esquecimento, mas ainda há
publicações sobre diversos aspectos dos impasse

As pesquisas incluem :
 detecção em tempo real de impactos causados pelo uso
incorreto de instruções luck e semáforos
Prevenção de impasses em threads Java
 Tratamento de impasses em redes de computadores
Modelagem de impasses em redes de computadores,

Modelagem de impasses em sistemas de fluxo de dados
Detecção de impasses dinâmicos
Levine comparou definições diferentes (e contraditórias) de
impasse na literatura e sugeriu um esquema classificatório para
eles.
Ele também observou a diferença entre prever e evitar empasses

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