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Sistemas Operacionais
Curso Técnico em Informática Prof. Paulo Fernando Kuss
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Sistemas Operacionais
SO é um alocador de recursos (tempo de CPU, espaço de memória, espaço de disco, impressora) Controla dispositivos de E/S e programas de usuários Sistema computacional usável
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Compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida
Objetivos Permitir uso do computador de forma CONVENIENTE, EFICIENTE e TRANSPARENTE Compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida
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Serviços Criação de Programas Execução dos Programas
Editores, depuradores, compiladores Execução dos Programas Carga de programas em memória Acesso aos dispositivos de E/S Controle de acesso aos arquivos Acesso aos recursos do sistema
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Serviços Contabilidade Estatísticas Monitoração e desempenho
Sinalizar atualizações necessárias Controle de Usuários
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Serviços Detecção de Erros Erros de hardware Memória
Dispositivos de E/S Erros de Programação Acesso não autorizado em memória Aplicações solicitam recursos que o SO não pode oferecer
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Diferentes Visões
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Na visão do usuário Chamadas de Sistemas Programas de Sistemas
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Chamadas de Sistemas
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Programas de Sistemas
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Na visão do projeto
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Histórico dos Sistemas Operacionais
A evolução dos softwares de sistemas computacionais (principalmente os SO’s) está relacionada com ao desenvolvimento dos equipamentos.
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Primeira Fase ( ) Comp. Baseados em Válvula ENIAC – EDVAC – ENIVAC I Ausência de SO’s Programação feita por painéis, através de fios, sem uso de linguagens de programação 50 – surge o cartão perfurado
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Histórico dos Sistemas Operacionais
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Segunda Fase ( ) Criação do transistor Fitas magnéticas Surgimento das primeira linguagens Processamento em lote Conj. Jobs Linha 7094 IBM
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Histórico dos Sistemas Operacionais
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Histórico dos Sistemas Operacionais
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Terceira Fase ( ) Criação do CI (circuito interno) e microprocessadores Substituição das fitas por discos Surgimento do UNIX (1969) Linha Científica – cálculos numéricos Linha Comercial – classificar e imprimir relatórios multiprogramação
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Histórico dos Sistemas Operacionais
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Quarta Fase ( ) Minituarização e barateamento de computadores Surgimento dos PC’s e SO DOS Sistemas Multiusuário e Multitarefa Multiprocessamento
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Histórico dos Sistemas Operacionais
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Quinta Fase ( ) Microeletrônica Processamento distribuído Sistemas multimídia, bancos de dados distribuídos, inteligência artificial Sistemas Embarcados
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Histórico dos Sistemas Operacionais
Sexta Fase (2006-????) Crescimento de novas tecnologias Novas arquiteturas paralelas Maior avanço em sistemas multimídia, bancos de dados distribuídos, inteligência artificial Processadores e sistemas operacionais voltados a sistemas embarcados
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Sistema Operacional Placa-mãe Processador Clock Memória Principal
Mem. Secundária Mem. Cache Placa/monitor vídeo Gabinete/teclado/ mouse/estabilizad or Intel 845PERL Intel Pentium IV 3.2 Ghz 1024MB Floppy; HD 80Gb 1Gb on-board NVidia 256Mb / SVGA ATX Torre/ABNT2/ PS2/1Kva
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Sistema Operacional Um conjunto de programas indispensáveis ao funcionamento do computador e cuja função é servir de interface (ligação, elo) entre homem e a máquina; fazer a comunicação entre o usuário, o computador e seus periféricos.
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Atividades do Sistema Operacional
Leitura do disquete (acionar a cabeça de leitura e gravação, posicionar trilha e setor, dados do disco para memória) Quando um usuário solicita a execução de um programa, o sistema operacional deve alocar espaço na memória para carregar e acessar o programa.
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Etapas anteriores à carga do Sistema Operacional
POST (Power On Self Test) BIOS (Basic Input Output System) O computador localiza e lê o setor de inicialização, contento o arquivo carregador, que será carregado para a memória principal e passará a controlar a carga do Sistema Operacional (boot)
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Divisão do Hardware Unidade Central de Processamento
ULA (Unidade Lógica e Aritimética) Operações como adição e deslocamento UC (Unidade de Controle) Busca das instruções e determinação de seus tipos
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Divisão do Hardware Registradores
Áreas de memória para armazenamento de resultados temporários e informações de controle Clock Usado pela UC para execução das instruções
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Divisão do Hardware Memória Principal (RAM)
É a parte do computador onde os programas (instruções) e dados são armazenados. Depois do processador, é o componente mais disputado entre pelos programas, uma vez que eles devem estar carregados na memória principal para que sejam “vistos” pelo processador. Memória cache.
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Divisão do Hardware Dispositivos Diversos
Interface homem/máquina (de Entrada/Saída) Mouse, teclado, monitor, impressora, scanner Dispositivos de armazenamento Discos e fitas magnéticas
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Sistema Operacional Hardware Sistema Operacional Aplicativos Usuário
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Classificação Ponto de Vista do Usuário Monousuário Multiusuário
Ponto de Vista da Forma que os Programas são executados Monotarefa / Monoprogramado Multitarefa / Multiprogramado
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Classificação Ponto do número de processadores Monoprocessado
Multiprocessado Fortemente acoplados Fracamente acoplados
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MONOPROGRAMADOS / MONOTAREFA MULTIPROGRAMADOS / MULTITAREFA
Classificação SISTEMAS OPERACIONAIS MONOPROGRAMADOS / MONOTAREFA MULTIPROGRAMADOS / MULTITAREFA MONOPROCESSADOS MULTIPROCESSADOS FORTEMENTE ACOPLADOS FRACAMENTE ACOPLADOS BATCH TIME- SHARING REAL-TIME Tipos de processamento: Comunicação entre UCP’s e compartilhamento de memória principal e dispositivos de E/S: SIMÉTRICOS ASSIMÉTRICOS S.O. DE REDES SISTEMAS DISTRIBUÍDOS MONOUSUÁRIOS MULTIUSUÁRIOS
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Componentes do SO
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Gerência de processos Cada processo precisa de certos recursos para ser executado (CPU, Memória, Arquivos e Dispositivos de E/S). As funções do SO com relação aos processos são: criar, excluir, suspender e retomar processos; fornecer mecanismos para sincronização e comunicação entre os processos; tratar deadlocks.
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Gerência de memória Para que um programa seja executado, ele precisa ser carregado na memória e ser mapeado com endereços de memória absolutos. Conforme ele é executado, fará referência a estes endereços e por fim, quando termina, a memória alocada para ele deve ser liberada.
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Gerência de arquivos Os dispositivos de armazenamento possuem uma série de propriedades particulares (velocidade e método de acesso, taxa de transferência, etc). A função da gerência de arquivos do SO é prover um meio lógico e uniforme, para que os processos e usuários possam lidar mais facilmente com tais particularidades.
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Sistema de Entrada e Saída
É função do SO esconder as peculiaridades dos dispositivos de E/S. O subsistema de E/S consiste em: um componente da gerência de memória responsável por buffering, cache e spooling; uma interface geral de drivers; os drivers específicos para cada dispositivo.
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Gerência de Armazenamento Secundário
Como a memória principal é volátil (e limitada) é preciso uma forma de armazenar permanentemente arquivos de dados e de programas. A gerência de armazenamento secundário é responsável por: gerenciar espaço livre, alocar espaço, escalonar o acesso ao disco
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Redes Os computadores podem ser ligados em redes de diversos níveis de complexidade e é função do módulo de redes de um SO, permitir que os sistemas se comuniquem e que o processamento seja distribuído adequadamente.
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Proteção Em um sistema onde vários usuários e processos podem trabalhar simultaneamente, deve-se garantir que um não interfira na operação do outro, protegendo-se o espaço de memória, evitando que um processo controle a CPU indefinidamente e controlando o acesso aos diversos recursos.
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Interpretador de comandos
Sua função é receber comandos do usuário, que definem o que deve ser feito pelo SO para cumprir uma determinada tarefa
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