# Semana 6: Programas e processos

> Importante! Este material foi elaborado para ser lido em terminais e
> acompanhado (e praticado) em dispositivos de desktop!

## Perguntas-chave

- O que são programas?
- O que são processos?

## Programas

Por que precisamos saber o que são programas?

- Embora tenha funções especiais no sistema operacional, o shell é um programa
  como outro qualuquer.
- Ao serem executaos, os programas são copiados para estruturas de dados na
  memória chamadas de ***processos***.
- É através dos processos que o kernel gerencia o acesso aos recursos de
  hardware utilizados pelos programas (CPU, memória e dispositivos).

### Sistemas computacionais

Conjunto de componentes eletrônicos (*hardware*) destinado ao processamento de
informações de acordo com as instruções e os dados de um programa (*software*).

> Hardware é o que você chuta; software é o que você xinga.

### Componentes do hardware

Arquitetura de Von Neumann:

```
   +--------------+    +-----------------+    +------------+
   | DISPOSITIVOS |    |     UNIDADE     |    |            |
   |  DE ENTRADA  |<-->|   CENTRAL DE    |<-->|   MEMÓRA   |
   |   E SAÍDA    |    |  PROCESSAMENTO  |    |            |
   +--------------+    +-----------------+    +------------+
```

O que circula pelas "setas" (*barramentos*) são pulsos elétricos correspondendo
a sequências de valores numéricos escritos com os dígitos `0` e `1`.

### Todo programa é um grande número

Como o hardware só consegue processar números, todo programa é, na sua
essência, um grande número.

Os números de um programa podem ser divididos em duas categorias:

- Os números que correspondem ao que queremos que seja feito (*instruções*).
- Os números que correspondem às informações que serão processadas ou
  participarão do processamento (*dados*).

É possível escrever programas escrevendo apenas números, mas é um processo
tedioso, demorado e muito sujeito a erros. Para facilitar a escrita de
programas, foram criadas as *linguagens de programação*.

### Linguagens de programação

Sistemas de escrita de programas que abstraem, em algum nível, os códigos
numéricos que o hardware, efetivamente, é capaz de processar.

- Linguagem de alto nível: maior nível de abstração.
- Linguagem de médio nível: mesclam altos e baixos níveis de abstração.
- Linguagem de baixo nível: menor nível de abstração.
- Linguagem de máquina: dados e instruções escritos numericamente.

> Embora seja muito comum associarmos o nível de uma linguagem à proximidade ou
> à distância das formas humanas de expressão, o verdadeiro referencial é a
> **abstração** na escrita dos procedimentos que o hardware deverá executar.

### Linguagens compiladas e interpretadas

- **Linguagem compilada:** as abstrações do código são transformadas em sequências
  numéricas binárias.
- **Linguagem interpretada:** o código é executado por um programa interpretador.

> O shell é um programa interpretador!

## Processos

Processos são ***estruturas de dados*** na memória associadas à execução de um programa.

```
        PROGRAMA                                PROCESSO
  +-----------------+                    +--------------------+
  | ARQUIVO BINÁRIO |    +--------+      |   ÁREA DO KERNEL   |
  |  COM PERMISSÃO  |--->| LOADER |--+   |--------------------|
  |   DE EXECUÇÃO   |    +--------+  |   |       PILHA        |
  +-----------------+                |   |--------------------|
                                     |   |                    |
                                     |   |--------------------|
                                     |   |        HEAP        |
                                     |   |--------------------|
                                     |   | DADOS DO PROGRAMA  |
                                     +-->|--------------------|
                                         | CÓDIGO DO PROGRAMA |
                                         +--------------------+

```

### Diretório /proc

O kernel Linux implementa uma visão dos processos em execução no diretório
virtual montado em `/proc`.