Uma ferramenta didática de alta fidelidade para o ensino de Sistemas Operacionais, desenvolvida como Trabalho de Conclusão de Curso em Ciência da Computação na FURB.
- Sobre o Projeto
- Principais Funcionalidades
- Capturas de Tela
- Tecnologias Utilizadas
- Como Executar o Projeto
- Arquitetura do Projeto
- Licença
A versão mais recente do ProcSim, já compilada e pronta para uso no Windows, pode ser encontrada na página de Releases do repositório.
Basta acessar a última versão, expandir a seção "Assets" e baixar o arquivo executável.
O ProcSim é um simulador visual de gerenciamento de processos, desenvolvido para auxiliar no ensino de conceitos complexos de Sistemas Operacionais. A ferramenta aborda a lacuna existente em simuladores educacionais ao oferecer uma simulação de alta fidelidade, onde a execução de processos não é um simples atraso de tempo, mas sim o processamento de uma sequência de instruções e micro-operações, emulando de forma mais autêntica o funcionamento de uma CPU.
Com uma interface inspirada no Gerenciador de Tarefas do Windows, o objetivo do ProcSim é transformar a teoria abstrata de escalonamento, concorrência e gerenciamento de recursos em uma experiência visual, interativa e observável, permitindo que estudantes e entusiastas possam experimentar e entender o impacto de diferentes algoritmos e configurações de sistema.
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Configuração Flexível: Permite a criação de cenários de simulação customizados, com controle sobre:
- Máquina Virtual: Número de núcleos de CPU e duração do quantum.
- Dispositivos de I/O: Habilitação de dispositivos como Disco e USB, com configuração de canais e latência.
- Processos: Criação detalhada de processos, definindo prioridade estática, operações de CPU e I/O, e comportamento de loop (finito, infinito ou aleatório).
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Dois Modos de Escalonamento:
- Round Robin: Algoritmo clássico para demonstração de preempção e tempo compartilhado.
- Prioridades Híbrido: Um escalonador avançado inspirado em sistemas operacionais comerciais, que ajusta a prioridade dinâmica dos processos com base em heurísticas como:
- Aging (Envelhecimento): Para evitar a inanição de processos de baixa prioridade.
- Boost de Prioridade: Para processos I/O-bound, melhorando a responsividade do sistema.
- Penalidade de Fila: Para gerenciar a contenção na fila de prontos.
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Monitoramento em Tempo Real: Uma suíte completa de visualização de dados, incluindo:
- Gráficos de uso de CPU por núcleo, separando tempo de usuário e de sistema.
- Gráficos de uso para cada canal de dispositivo de I/O.
- Grade de Detalhes com a lista de todos os processos, seus estados, PIDs e prioridades.
- Aba de Histórico do Processo para análise detalhada de um único processo ao longo do tempo.
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Interatividade Dinâmica: O usuário pode interagir com a simulação em tempo real para:
- Alterar a prioridade estática de um processo.
- Encerrar um processo em execução.
- Adicionar novas instâncias de processos configurados com a simulação em andamento.
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Persistência de Cenários: Capacidade de salvar e carregar configurações completas da VM e dos processos em arquivos formato JSON, garantindo a reprodutibilidade de experimentos e cenários de aula.
| Tela de Configuração | Monitoramento de CPU |
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| Aba de Detalhes | Histórico do Processo |
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| Componente | Tecnologia |
|---|---|
| Backend (Camada Core) | C# 12, .NET 9 |
| Frontend (UI) | WPF, XAML, Padrão MVVM, Material Design |
| Gráficos | LiveCharts 2 |
| Ambiente de Dev | Visual Studio 2022 |
| Controle de Versão | Git & GitHub |
| Integração Contínua | GitHub Actions |
Nota para Usuários: Se o seu objetivo é apenas utilizar o simulador, recomendamos baixar a versão mais recente diretamente da página de Releases, sem a necessidade de seguir os passos abaixo. As instruções a seguir são para desenvolvedores que desejam compilar o código-fonte.
- .NET 9 SDK
- Visual Studio 2022 com a carga de trabalho ".NET desktop development".
- Clone o repositório para a sua máquina local:
git clone [https://github.com/casuffitsharp/procsim.git](https://github.com/casuffitsharp/procsim.git)
- Abra a solution
ProcSim.slnno Visual Studio 2022. - Defina o projeto
ProcSimcomo projeto de inicialização (Startup Project). - Pressione
F5ou clique no botão "Start" para compilar e executar a aplicação.
O simulador é projetado com uma arquitetura modular e desacoplada, dividida em duas soluções principais, visando a manutenibilidade e a extensibilidade:
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ProcSim.Core: Esta é a biblioteca de classes que contém todo o "motor" da simulação. Ela é responsável pelo Kernel, pelos escalonadores, pela lógica da CPU e dos dispositivos de I/O. Por não ter nenhuma dependência de UI, este núcleo pode ser reutilizado em outras plataformas (ex: web, mobile) no futuro. -
ProcSim: Este é o projeto da interface do usuário, desenvolvido em WPF. Ele implementa o padrão MVVM e é responsável por toda a camada de apresentação, consumindo os serviços e os dados fornecidos peloProcSim.Core.
Essa separação garante que a lógica complexa da simulação seja independente de sua representação visual.
Este projeto está licenciado sob a Licença MIT. Veja o arquivo LICENSE para mais detalhes.