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Sistemas Operacionais Prof. Fabiano Sabha www.fabianosabha.com.br.

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1 Sistemas Operacionais Prof. Fabiano Sabha

2 PLANEJAMENTO 1- Conceitos Básicos: Visão geral de um S.O 1- Conceitos Básicos: Visão geral de um S.O. Funções Básicas Máquina de Camadas Tipos de Sistemas Operacionais 2- Conceitos Básicos: Hardware e Software Hardware Processador Memórias Dispositivos de I/O Barramento Pipelining Arquiteturas RISC e CISC Matéria Estudada FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

3 PLANEJAMENTO 2- Conceitos Básicos: Hardware e Software (continuação) Software Tradutor Interpretador Linker Loader Depurador 3- Conceitos Básicos: Concorrência Sistemas Monoprogramáveis x Multiprogramáveis Interrupções e Exceções Operações de I/O Buffering Spooling Reentrância Matéria Estudada FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

4 PLANEJAMENTO 4- Conceitos Básicos: Estrutura do S.O. Funções do Núcleo Modo de Acesso Rotinas do S.O. e system Calls Chamada de rotinas do S.O Linguagem de Comandos Ativação / desativação do Sistema Arquiteturas do Núcleo 5- Processos Estrutura do Processo Estados do Processo Mudança de Estados Criação e Eliminação de Processos Formas de Criação de Processos Matéria Estudada FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

5 PLANEJAMENTO 6- Thread Ambiente Monothread Ambiente Multithread 7- Sincronização e Comunicação entre Processos Aplicações Concorrentes Especificação de Concorrência em Programas Problemas de Compartilhamento de Recursos Atividades de Revisão Próximas Aulas FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

6 Sistemas Operacionais thReads FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

7 ESTRUTURA DO PROCESSO Contexto de Software Espaço de Endereçamento Contexto de Hardware Programa Revisão Contexto de Hardware: Contexto de Hardware: Armazena o conteúdo dos registradores gerais da UCP, além dos registradores de uso específicos. Quando o processo é interrompido, o sistema salva as informações no contexto de hardware do processo. Contexto de Hardware: Contexto de Hardware: Armazena o conteúdo dos registradores gerais da UCP, além dos registradores de uso específicos. Quando o processo é interrompido, o sistema salva as informações no contexto de hardware do processo. Contexto de Software: Contexto de Software: Especificados os limites e características dos recursos que podem ser alocados pelo processo. Ex.: Número máx. de arquivos abertos, prioridade de execução, tamanho de buffer. Três grupos de informação: Identificação / Quotas / Privilégios Contexto de Software: Contexto de Software: Especificados os limites e características dos recursos que podem ser alocados pelo processo. Ex.: Número máx. de arquivos abertos, prioridade de execução, tamanho de buffer. Três grupos de informação: Identificação / Quotas / Privilégios Espaço de Endereçamento: É a área de memória que pertence ao processo. Cada processo possui seu próprio espaço de endereçamento protegido do acesso dos demais processos. Instruções e dados são armazenados para execução Espaço de Endereçamento: É a área de memória que pertence ao processo. Cada processo possui seu próprio espaço de endereçamento protegido do acesso dos demais processos. Instruções e dados são armazenados para execução FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

8 THREAD – O que é? (Linha de execução) –É a forma de um processo se dividir em duas ou mais tarefas que podem ser executados simultaneamente. –O suporte é fornecido pelo Sistema Operacional. FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

9 THREAD – ESTRUTURA –É implementado em dois modos: –Modo usuário –Modo Kernel –É classificado em: –Monothread Suportam apenas uma linha de execução –Multithread Suportam múltiplas linhas de execução FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

10 EXEMPLO Um jogo onde temos diferentes linhas de execução, uma para o áudio e outra para vídeo. O jogador percebe que som e imagem são processados simultaneamente. Em sistemas com 01 CPU : Paralelismo Em sistemas com 02+ CPU: Simultâneo FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

11 AMBIENTE MONOTHREAD Um processo suporta apenas um programa no seu espaço de endereçamento Aplicações concorrentes são implementadas com o uso de vários processos independentes ou subprocessos. A utilização de processos independentes ou subprocessos, permiti dividir uma aplicação em partes que podem traalhar de forma concorrente: Ex. Gerenciador de . FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

12 AMBIENTE MONOTHREAD Esse tipo de implementação, demanda maior consumo de recursos do sistema. Novo processo = nova reserva de recursos Novo processo = novo espaço de endereçamento, o que dificulta a comunicação entre processos. Cada processo tem seu próprio contexto. Cada processo tem seu próprio contexto. Fig FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

13 AMBIENTE MULTITHREAD NÃO existe programas associados a processos e sim a THREADS. O processo tem ao menos um thread de execução, assim compartilha seu espaço de endereçamento. Definição: Uma sub-rotina de um programa que pode ser executada concorrentemente ao programa chamador. Uma sub-rotina de um programa que pode ser executada concorrentemente ao programa chamador. Fig. 6.3 Fig FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

14 MODOS DE THREADS MODO USUÁRIO (TMU): MODO USUÁRIO (TMU): São implementados pelas aplicações e não pelo sistema operacional. Deve existir uma biblioteca de rotinas, que possibilite a realização de tarefas como criar/eliminar threads, troca de mensagens entre threads. É possível implementar aplicações THREADS em sistemas operacionais que não suportam THREADS. São Rápidos e dispensam acessos ao kernel. Fig FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

15 MODOS DE THREADS MODO KERNEL (TMK): MODO KERNEL (TMK): São implementados diretamente pelo sistema operacional. O SO, sabe da existência de cada thread e pode escaloná-los individualmente. No caso de multiplos processadores podem ser executados simultaneamente. Possuem baixo desempenho, devido a mudança no modo de acesso. Fig FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

16 MODOS DE THREADS MODO HÍBRIDO: MODO HÍBRIDO: Essa arquitetura combina as vantagens e desvantagens dos modos TMU e TMK. Consegue trabalhar com THREADS diretamente no kernel ou gerenciados por aplicações desenvolvidas pelo programador. Fig FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais

17 ATIVIDADES DE FIXAÇÃOExercícios: Questionário da Página 100 FAPI - Faculdade de Pindamonhangaba – Sistemas Operacionais


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