Questão de Sistemas Operacionais — Conceitos de Gerência de Processos (SO) — INSTITUTO AOCP 2024

Escalonamento de CPU: Round Robin

Gabarito: letra C. O algoritmo Round Robin (RR) é um escalonador preemptivo de tempo compartilhado: cada processo recebe um pequeno intervalo fixo de CPU, chamado quantum ou fatia de tempo, e ao expirar esse intervalo é interrompido e colocado no final da fila de prontos, dando a vez ao próximo. Essa é a definição clássica do RR, presente em toda a literatura de sistemas operacionais.

O escalonamento de CPU é o mecanismo pelo qual o sistema operacional decide qual processo, dentre os que estão no estado pronto, ocupará o processador a cada instante. O Round Robin é um dos algoritmos mais importantes porque foi projetado para sistemas interativos e de tempo compartilhado: em vez de deixar um processo monopolizar a CPU até terminar (como no FCFS), ele alterna rapidamente entre os processos, dando a cada um uma fatia de tempo. Essa alternância cria a ilusão de execução simultânea — é o coração da multitarefa preemptiva.

O funcionamento prático é simples: imagine uma fila de prontos com os processos P1, P2 e P3, e um quantum de 4 unidades de tempo. P1 executa por 4 unidades; se não terminou, vai para o fim da fila. P2 executa por 4 unidades; se não terminou, vai para o fim. P3 executa por 4 unidades; e assim por diante, em ciclo. O ponto crucial é que o quantum é o mesmo para todos — é isso que garante a justiça do algoritmo: nenhum processo fica esperando indefinidamente (evita o starvation).

A principal vantagem do RR é o excelente tempo de resposta para aplicações interativas: o usuário vê o sistema reagindo rapidamente, pois cada processo recebe a CPU em intervalos curtos. A principal desvantagem é o overhead causado pelo grande número de trocas de contexto: a cada quantum expirado, o sistema precisa salvar o estado do processo atual e carregar o do próximo, o que consome tempo de CPU. Se o quantum for muito pequeno, o overhead domina; se for muito grande, o RR degenera no FCFS (First-Come, First-Served).

A banca, nesta questão, não pede para calcular nada — pede o reconhecimento conceitual do algoritmo. Cada alternativa descreve um algoritmo de escalonamento diferente, e a pegadinha está em confundir o RR com seus vizinhos: FCFS (alternativa A), SJF/SRTF (alternativa B), prioridades (alternativa D) e loteria (alternativa E). Guarde a assinatura do RR: quantum fixo + fila circular + preempção por tempo. É exatamente essa combinação que a alternativa C descreve, e é o critério que separa as alternativas abaixo.

Alternativa A — ❌ Incorreta

Descreve o algoritmo FCFS (First-Come, First-Served), também chamado FIFO (First-In, First-Out). Nele, os processos são atendidos na ordem exata de chegada à fila de prontos, e o processo em execução não é interrompido até terminar ou ser bloqueado por uma operação de E/S — é um algoritmo não preemptivo. O Round Robin, ao contrário, é preemptivo: interrompe o processo quando o quantum expira, mesmo que ele não tenha terminado. A confusão é clássica: ambos usam fila, mas o RR adiciona a preempção por tempo, que o FCFS não tem.

Alternativa B — ❌ Incorreta

Descreve o algoritmo SJF (Shortest Job First) na sua versão preemptiva, o SRTF (Shortest Remaining Time First). A ideia é executar primeiro o processo com o menor tempo de execução restante, o que minimiza o tempo médio de espera, mas pode causar starvation (processos longos podem esperar indefinidamente). O Round Robin não considera o tempo de execução de cada processo — trata todos igualmente, com o mesmo quantum. A alternativa troca o critério de decisão: no RR, o critério é a ordem na fila circular; no SRTF, é o tempo restante.

Alternativa C — ✅ Correta ⟵ GABARITO

Esta é a definição precisa do Round Robin. Os termos-chave da alternativa — "agendamento de tempo compartilhado", "pequeno quantum de tempo" e "colocado de volta no final da fila de prontos" — são exatamente os elementos que caracterizam o algoritmo. O RR é o algoritmo de escalonamento por excelência dos sistemas de time-sharing: cada processo recebe uma fatia de tempo (quantum) e, ao expirar, é preemptado e realocado no fim da fila, em um ciclo contínuo. É a combinação de preempção por tempo + fila circular que define o RR e o distingue de todos os outros.

Alternativa D — ❌ Incorreta

Descreve o escalonamento por prioridades (Priority Scheduling). Nesse algoritmo, cada processo recebe uma prioridade (estática ou dinâmica), e o processo com a maior prioridade é escolhido para executar. O Round Robin, por sua vez, não usa prioridades — todos os processos são tratados de forma igual, com o mesmo quantum, em uma fila circular. A alternativa descreve um algoritmo distinto, que pode inclusive sofrer de starvation (processos de baixa prioridade podem nunca executar), problema que o RR resolve justamente por tratar todos igualmente.

Alternativa E — ❌ Incorreta

Descreve o escalonamento por loteria (Lottery Scheduling). Nesse algoritmo, cada processo recebe um número de "bilhetes" (tickets), e o escalonador sorteia um bilhete aleatoriamente para decidir quem executa — processos com mais bilhetes têm maior probabilidade de serem escolhidos. O Round Robin é determinístico: a ordem de execução segue a fila circular, sem nenhum componente aleatório. A alternativa descreve um algoritmo probabilístico, que é usado em contextos específicos (como sistemas de tempo real), mas não é o RR.

Gabarito: letra C