Existem cinco atividades principais que um sistema operacional deve manter para gerenciar os processos em execução. Sem elas, um SO não conseguiria permanecer estável por muito tempo.
Ao ligar o computador, o SO abre processos para rodar serviços, do spooler de impressão à segurança. Ao fazer login e iniciar programas, estes criam processos dependentes. Um processo não é o programa em si, mas as instruções que a CPU usa para executá-lo. Um processo pertence ao Windows ou a outro programa instalado.
O estado de um processo pode ser "criado", "executando", "aguardando" ou "bloqueado". Diz-se que um processo está "aguardando" logo após iniciar seu programa pai, antes de ser processado pela CPU. Está "executando" quando a CPU o processa. Considera-se "bloqueado" se o computador não tem memória suficiente ou se arquivos associados não são encontrados. Todos os SOs têm algum sistema de gerenciamento de processos, embora usem nomes diferentes para cada estado.
Uma vez rodando, o SO precisa garantir que nenhum processo acesse os mesmos recursos simultaneamente. Especificamente, dois processos não podem tentar executar a mesma área de código ao mesmo tempo. Se tentarem, uma falha pode ocorrer ao tentarem chamar os mesmos arquivos e enviar as mesmas instruções à CPU. Se dois processos precisam rodar o mesmo código, um deve esperar o outro terminar.
O computador deve garantir que processos comuniquem com a CPU e entre si. Um programa pode ter muitos processos, cada um com nível de permissão diferente. Nível de permissão indica o nível de acesso que um processo deve ter ao sistema. A comunicação garante que o computador determine as permissões de cada processo. Isso é vital para impedir malware de deletar arquivos de sistema ou adicionar instruções ao próprio SO.
Finalmente, o computador deve evitar que processos entrem em deadlock. Deadlock ocorre quando dois processos cada um requer um recurso que o outro está usando, e nenhum consegue terminar. Os recursos não podem ser liberados e os programas travam. Também chamado de "espera circular". SOs previnem deadlock de formas diferentes, mas o método mais comum é forçar o processo a declarar recursos necessários antes de iniciar. Alternativamente, um processo pode ser forçado a solicitar recursos em blocos e liberá-los ao terminar.
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