Lucas Guerra
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- Implemented MLFQ (Multilevel Feedback Queue) algorithm with dynamic priority levels and quantum management. - Created unit tests for MLFQ algorithm covering initialization, demotion, selection, priority boost, preemption, and quantum expiration. - Developed a ThreadScheduler class supporting FCFS, RR, and PRIORITY scheduling policies for intra-process thread management. - Added unit tests for ThreadScheduler to validate thread selection and quantum expiration logic.
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# 📏 Métricas
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*Also available in: [🇺🇸 English](./metrics.en.md)*
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O PSS calcula automaticamente um conjunto de métricas ao final (ou durante) a simulação. Este documento explica cada métrica, sua fórmula, o que ela representa e como lê-la nos gráficos.
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## Métricas por Processo
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Estas métricas são calculadas individualmente para cada processo simulado.
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| Métrica | Fórmula | O que significa |
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|---------|---------|----------------|
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| **Arrival Time** | `arrivalTime` | Tick em que o processo entrou na fila Ready pela primeira vez |
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| **First CPU Tick** | `startTick` | Tick em que o processo usou a CPU pela primeira vez |
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| **Finish Time** | `finishTick` | Tick em que o processo encerrou sua execução |
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| **Response Time** | `startTick − arrivalTime` | Quanto tempo o processo esperou antes de receber a CPU pela primeira vez |
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| **Turnaround Time** | `finishTick − arrivalTime` | Tempo total de vida do processo (chegada → término) |
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| **Waiting Time** | `turnaround − cpuTime − ioTime` | Tempo total na fila Ready (sem fazer nada útil) |
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| **CPU Time** | Σ ticks em estado Running | Total de CPU efetivamente consumido |
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| **I/O Time** | Σ ticks em estado Waiting | Total de tempo aguardando dispositivos de I/O |
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| **CPU Utilization** | `cpuTime / turnaround × 100` | Percentual do turnaround em que o processo estava de fato usando CPU |
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| **Bound Type** | ver abaixo | Classificação do processo como CPU Bound, I/O Bound ou Balanced |
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### Visualização na tabela
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Na aba **Por Processo**, cada linha exibe mini barras de progresso horizontais inline ao lado dos valores numéricos. As barras são proporcionais ao **maior valor da mesma métrica entre todos os processos**, permitindo comparação visual imediata:
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| Coluna | Cor da barra |
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|--------|-------------|
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| Response Time | Âmbar |
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| Turnaround Time | Azul |
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| Waiting Time | Laranja |
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| CPU Time | Esmeralda |
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| I/O Time | Ciano |
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| CPU Utilization | Gradiente violeta → azul |
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## Métricas Globais
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Calculadas sobre o conjunto completo de processos da simulação.
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| Métrica | Fórmula |
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| **Avg Response Time** | Média dos response times de todos os processos |
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| **Avg Turnaround Time** | Média dos turnaround times |
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| **Avg Waiting Time** | Média dos waiting times |
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| **CPU Throughput** | `processos concluídos / tempo total de simulação` |
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| **CPU Utilization (global)** | `Σ ticks em Running / tempo total × 100` |
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| **Total Simulation Time** | Tick do último evento de término |
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Na aba **Global**, cada card de tempo (Response, Turnaround, Waiting) exibe uma barra proporcional ao **tempo total de simulação**, indicando "quanto desse tempo total o processo médio passa nesse estado". A barra de CPU Utilization usa um gradiente âmbar → verde para indicar saúde da utilização.
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## Classificação CPU Bound vs. I/O Bound
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Ao final da simulação, cada processo é classificado automaticamente com base na proporção de tempo gasto em CPU e I/O:
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cpuRatio = cpuTime / (cpuTime + ioTime)
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ioRatio = ioTime / (cpuTime + ioTime)
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cpuRatio ≥ 0.65 → CPU Bound
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ioRatio ≥ 0.65 → I/O Bound
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caso contrário → Balanced
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```
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- **CPU Bound:** o processo passa a maior parte do tempo usando o processador.
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- **I/O Bound:** o processo passa a maior parte do tempo esperando dispositivos de entrada/saída.
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- **Balanced:** o processo usa CPU e I/O de forma equilibrada.
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> **Na lista de processos:** estimativa calculada sobre os bursts declarados (antes da simulação).
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> **Na tabela de métricas:** classificação calculada sobre os tempos reais registrados.
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## Gráficos (aba "Gráfico")
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### Perfil Comparativo (Radar Chart)
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Exibido quando há **2 ou mais processos**. Cada eixo representa uma dimensão de tempo, normalizada de 0–100% em relação ao maior valor dessa dimensão entre todos os processos:
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| Eixo | Significado |
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|------|------------|
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| **Turnaround** | Tempo total de vida relativo |
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| **Response** | Tempo até a primeira CPU relativo |
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| **Waiting** | Tempo na fila Ready relativo |
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| **CPU Time** | Uso de CPU relativo |
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| **I/O Time** | Uso de I/O relativo |
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Cada processo é desenhado como um polígono colorido (a cor configurada no processo). Polígonos mais "amplos" indicam processos com tempos maiores nas dimensões correspondentes. O radar é ideal para identificar **diferenças de perfil** entre processos (por exemplo, um processo CPU Bound terá o eixo CPU Time muito maior que o eixo I/O Time).
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### Breakdown por Processo (Stacked Bar Chart)
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Sempre exibido. Cada barra representa um processo, com os segmentos empilhados:
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- **Âmbar**: Waiting Time
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- **Verde**: CPU Time
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- **Ciano**: I/O Time
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A altura total de cada barra equivale ao **Turnaround Time** do processo.
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## Métricas de Threads
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Quando um processo possui threads, o PSS calcula métricas individuais para cada thread. Essas métricas são exibidas na aba **Threads** do painel de métricas (visível apenas quando há processos com threads).
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### Métricas por Thread
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| Métrica | Fórmula | O que significa |
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|---------|---------|----------------|
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| **Arrival Time** | `arrivalTick` | Tick em que a thread entrou pela primeira vez na fila Ready |
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| **Start** | `startTick` | Tick em que a thread usou a CPU pela primeira vez |
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| **Finish** | `finishTick` | Tick em que a thread encerrou todos os seus bursts |
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| **Response Time** | `startTick − arrivalTick` | Quanto a thread esperou antes de receber a CPU pela primeira vez |
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| **Turnaround Time** | `finishTick − arrivalTick` | Tempo total de vida da thread (chegada → término) |
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| **Waiting Time** | `turnaround − cpuTime − ioTime` | Tempo na fila Ready sem executar nada útil |
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| **CPU Time** | Σ ticks em estado Running | Total de CPU consumido pela thread |
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| **I/O Time** | Σ ticks em estado Waiting | Total de tempo aguardando I/O |
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### Modelos de Thread e seu impacto nas métricas
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O modelo de thread afeta diretamente os tempos registrados:
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| Modelo | Impacto no Waiting Time |
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|--------|------------------------|
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| **MANY_TO_ONE** | Waiting Time tende a ser alto: qualquer I/O de uma thread bloqueia todo o processo, forçando as demais threads a esperarem |
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| **ONE_TO_ONE** | Waiting Time menor: threads bloqueiam independentemente; enquanto uma faz I/O, as outras continuam na fila Ready |
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| **MANY_TO_MANY** | Waiting Time intermediário: threads que excedem os slots de kernel ficam em `KernelWait` (indicadas com `opacity` reduzida no Gantt) |
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### Visualização
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A tabela de threads exibe mini barras de progresso horizontais nas colunas de Response, Turnaround, Waiting, CPU e I/O, normalizadas pelo maior valor de cada coluna entre todas as threads — assim como na tabela de processos.
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Cada thread possui uma cor derivada da cor do processo pai (deslocamento de matiz HSL de 40° por thread), exibida como ponto colorido na tabela e como sub-linha no Gantt.
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## Exemplo
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Considere três processos com os seguintes bursts:
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| Processo | Bursts | cpuTime | ioTime | cpuRatio | Classificação |
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|----------|--------|:-------:|:------:|:--------:|:-------------:|
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| P1 | CPU:8, IO:1, CPU:1 | 9 | 1 | 90% | CPU Bound |
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| P2 | CPU:1, IO:8, CPU:1 | 2 | 8 | 20% | I/O Bound |
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| P3 | CPU:4, IO:2, CPU:4 | 8 | 2 | 80% | CPU Bound |
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