Sistemas multiprogramados interativos
Os sistemas multiprogramados interativos combinam as vantagens da multiprogramação com a capacidade de oferecer interatividade em tempo real aos usuários.
Nesse tipo de sistema, vários programas ou processos podem ser executados simultaneamente, mas diferentemente dos sistemas em lote ou puramente multiprogramados, esses sistemas permitem que os usuários interajam diretamente com os processos à medida que eles são executados.
Características principais:
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Multiprogramação: Assim como em um sistema multiprogramado tradicional, vários processos ou programas são carregados na memória ao mesmo tempo. O sistema operacional gerencia esses processos, alternando entre eles para maximizar o uso eficiente da CPU, garantindo que ela nunca fique ociosa.
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Interatividade em tempo real: O grande diferencial é a capacidade de interação direta do usuário com o sistema enquanto os programas estão sendo executados. Por exemplo, o usuário pode digitar comandos, receber respostas e manipular os processos em tempo real, algo que não era possível em sistemas de lote, onde a execução era automática e sem interferência.
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Resposta rápida: Para oferecer interatividade, o sistema deve ser capaz de responder rapidamente aos comandos do usuário. Isso é feito através de técnicas de escalonamento, que garantem que processos interativos tenham alta prioridade para garantir uma experiência de uso suave e sem atrasos perceptíveis.
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Troca de contexto rápida: Assim como nos sistemas multiprogramados tradicionais, o sistema realiza trocas de contexto entre diferentes processos para garantir que todos os programas em execução recebam tempo de CPU. No entanto, processos que exigem interatividade recebem prioridade, de modo que a troca de contexto ocorre rapidamente quando há entrada de dados do usuário.
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Multitarefa preemptiva: A multitarefa preemptiva é uma técnica usada em sistemas interativos, onde o sistema operacional pode interromper um processo em execução para dar lugar a outro, especialmente quando há necessidade de resposta a um comando do usuário. Isso é essencial para manter a interatividade.
Benefícios:
- Interatividade contínua: Os usuários podem interagir com os programas à medida que eles são executados, o que é fundamental em muitos ambientes modernos, como interfaces gráficas de usuário (GUIs), sistemas de controle em tempo real e jogos.
- Uso eficiente da CPU: O sistema multiprogramado garante que a CPU nunca fique ociosa, alternando rapidamente entre processos e garantindo o máximo aproveitamento dos recursos de hardware.
- Maior produtividade: Vários usuários ou processos podem ser atendidos simultaneamente, e o sistema mantém o tempo de resposta curto, mesmo com muitos programas rodando.
Exemplo
Um exemplo comum de um sistema multiprogramado interativo é o Windows, o Linux ou o macOS. Esses sistemas operacionais permitem que múltiplos aplicativos sejam executados ao mesmo tempo (navegadores, editores de texto, reprodutores de mídia) enquanto os usuários podem interagir com qualquer um deles instantaneamente. Se você estiver assistindo a um vídeo e, ao mesmo tempo, quiser abrir um programa de edição de texto, o sistema alterna entre esses processos sem interrupções.
Diferenças com outros sistemas
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Monoprogramados: Em sistemas monoprogramados, apenas um programa pode ser executado de cada vez, sem a possibilidade de multitarefa ou interatividade.
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Multiprogramados não interativos: Nos sistemas multiprogramados sem interatividade, como os sistemas em lote, os programas são executados simultaneamente, mas o usuário não pode interferir ou interagir com eles até que a execução seja concluída.
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Tempo compartilhado (Time-sharing): Um sistema de tempo compartilhado é uma versão mais especializada de sistemas multiprogramados interativos, onde vários usuários podem interagir com o sistema simultaneamente, e o tempo da CPU é compartilhado entre eles de forma eficiente.