Existem cinco atividades principais que um sistema operacional deve manter para gerenciar os processos em execução. Sem essas cinco atividades, um sistema operacional não seria capaz de permanecer estável por qualquer período de tempo.
Criação de processos
Quando você liga o computador pela primeira vez, o sistema operacional abre processos para executar serviços para tudo, desde o spooler de impressão até a segurança do computador. Quando você faz login no computador e inicia programas, os programas criam processos dependentes. Um processo não é o programa em si, mas sim as instruções que a CPU usa para executar o programa. Um processo pertence ao Windows ou a algum outro programa que você instalou.
Estado de processamento
O estado de um processo pode ser "criado", "em execução", "aguardando" ou "bloqueado". Você pode dizer que um processo está "aguardando" no momento em que você inicia seu programa pai e antes de ser processado pela CPU. Um processo está "em execução" quando a CPU o está processando. Você pode considerar um processo "bloqueado" se o computador não tiver memória suficiente para processá-lo ou se os arquivos associados ao processo não puderem ser localizados. Todos os sistemas operacionais têm algum tipo de sistema de tratamento de processos, embora tenham nomes diferentes para cada estado.
Sincronização de processos
Depois que os processos estão em execução, o sistema operacional precisa de uma maneira de garantir que dois processos não acessem os mesmos recursos ao mesmo tempo. Especificamente, dois processos não podem tentar executar a mesma área de código ao mesmo tempo. Se dois processos tentarem executar esse código ao mesmo tempo, poderá ocorrer uma falha ao tentar chamar os mesmos arquivos e enviar as mesmas instruções para a CPU ao mesmo tempo. Se dois processos precisam executar o mesmo código, um deve esperar que o outro termine antes de continuar.
Comunicação do processo
O computador deve garantir que os processos possam se comunicar com a CPU e entre si. Por exemplo, um programa pode ter muitos processos e cada processo pode ter um nível de permissão diferente. Um nível de permissão é simplesmente uma indicação do nível de acesso que um processo deve ter ao sistema. A comunicação do processo garante que o computador possa determinar as permissões de cada processo. Isso é muito importante para evitar que o malware exclua arquivos do sistema ou adicione instruções ao próprio sistema operacional.
Prevenção de impasse
Finalmente, o computador deve ter uma maneira de garantir que os processos não fiquem travados. O deadlock ocorre quando dois processos exigem um recurso que o outro está usando no momento e, portanto, nenhum processo pode concluir o que está fazendo. Os recursos não podem ser liberados e os programas são bloqueados. Você também pode se referir a essa situação como uma "espera circular". Os sistemas operacionais evitam o deadlock de diferentes maneiras, mas o método mais comum é forçar um processo a declarar os recursos necessários antes de iniciar. Alternativamente, um processo pode ser forçado a solicitar recursos em blocos e, em seguida, liberar os recursos à medida que termina com eles.
