Sistemas Operacionais

Apresentação em tema: "Sistemas Operacionais"— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas Operacionais
Vilmar Santos Nepomuceno

2 Roteiro Introdução Histórico dos Sistemas Operacionais Kernel
Processos e Seu Ciclo de Vida Entrada e Saída Gerência de Memória Orientação a Objetos – Vilmar Santos

3 Introdução O que se espera de um sistema computacional?
Execução de programas de usuário Permitir a solução de problemas O sistema operacional é um programa colocado entre os programas de usuário e o hardware do computador de forma a atingir esses objetivos Orientação a Objetos – Vilmar Santos

4 Componentes de um sistema computacional
Hardware CPU, Memória, Recursos de entrada e saída. Sistema Operacional – Controla o uso do hardware Programas aplicativos e de sistema Definem como os recursos de hardware são empregados na solução de um problema Usuários Orientação a Objetos – Vilmar Santos

5 Componentes de um sistema computacional
Orientação a Objetos – Vilmar Santos

6 Sistema Operacional Conceitos:
programa que controla a execução de programas aplicativos Interface entre aplicativos e hardware Orientação a Objetos – Vilmar Santos

7 Sistemas Operacionais
Objetivos: Tornar mais CONVENIENTE o uso de um computador Tornar mais EFICIENTE a utilização de um computador Criar novos aplicativos com independência do hardware Orientação a Objetos – Vilmar Santos

8 Sistemas Operacionais
Intefarces entre usuários e computador Orientação a Objetos – Vilmar Santos

9 Histórico Primórdios Evolução foi motivada por:
Sistema Operacional Inexistente Usuário é o programador e operador da máquina Evolução foi motivada por: Melhor utilização de recursos Avanços Tecnológicos Orientação a Objetos – Vilmar Santos

10 Histórico Sistemas em lote – Batch
Introdução de operadores profissionais Job Programa a ser compilado e executado Jobs são realizados em lote Passagem entre Jobs continua sendo manual Orientação a Objetos – Vilmar Santos

11 Histórico Monitor residente Evolução
Sequenciamento automático de Jobs Sistema operacional rudimentar Execução de um programa por vez – Perda de tempo de E/S Orientação a Objetos – Vilmar Santos

12 Histórico Multiprogramação
Manter mais de um programa em execução simultaneamente. Inovações de hardware: Interrupções Sinalização de eventos Discos magnéticos Acesso aleatório a diferentes Jobs no disco Melhor desempenho em acessos de leitura e escrita Orientação a Objetos – Vilmar Santos

13 Histórico Sistemas Monousuário Sistemas Multiusuário
Projetados para suportar um usuário Ex.: MS-DOS, Windows 3.x, ... Sistemas Multiusuário Projetados para suportar vários usuários Ex.: Unix, Windows NT (2000), ... Orientação a Objetos – Vilmar Santos

14 Histórico Sistema Monotarefa Sistema Multitarefa
Capazes de executar apenas uma tarefa por vez Ex.: MS-DOS Sistema Multitarefa Capazes de executar várias tarefas simultaneamente Windows, Linux, ... Orientação a Objetos – Vilmar Santos

15 Histórico Sistemas Distribuídos Sistemas Paralelos
Distribuir a execução das tarefas por vários computadores Deve ser feito e forma transparente para o usuário do sistema Sistemas Paralelos Distribuir as tarefas por vários processadores Compartilham recursos de um mesmo computador - Memória Orientação a Objetos – Vilmar Santos

16 Histórico Sistemas de Tempo Real
Empregado para sistemas que devem responder dentro de um determinado intervalo de tempo Dois tipos: Hard real time Tarefas críticas são completadas dentro de um intervalo de tempo. Soft real time Tarefas críticas possuem mais prioridades que outras. Orientação a Objetos – Vilmar Santos

17 Kernel Núcleo do Sistema operacional
Responsável por realizar as chamadas de sistema O Kernel é composto por módulos, que são carregados a medida que os programas utilitários precisam. Ex.: Módulo gráfico, Rede, Teclado,... Orientação a Objetos – Vilmar Santos

18 Processos O que é um programa? O que é um processo?
Orientação a Objetos – Vilmar Santos

19 Processos Um programa pode ter várias instâncias em execução
Mesmo código, porém dados e momentos de execução diferentes. Orientação a Objetos – Vilmar Santos

20 Ciclo de vida de um processo
Executando Apto Bloqueado Criação Destruição Orientação a Objetos – Vilmar Santos

21 Ciclo de vida Criação Apto Execução Momento inicial – pré-execução
Programa é carregado na memória Apto Após a criação do processo ele se torna apto a entrar em execução Execução Programa entra em execução, ocupando o processador Orientação a Objetos – Vilmar Santos

22 Ciclo de vida Bloqueado Destruição
Processo a espera de uma chamada de entrada/saída CPU mais rápido que chamadas de entrada/saída Destruição O processo términa sua execução Saída por Erro Orientação a Objetos – Vilmar Santos

23 Orientação a Objetos – Vilmar Santos

24 Entrada e Saída O que é um periférico?
Dispositivo conectado ao computador possibilitando sua comunicação com o mundo externo. Conectados através de uma INTERFACE de hardware Interfaces se conectam com o computador através do Barramento Processador dedicado – controladores (Device Drivers) Orientação a Objetos – Vilmar Santos

25 Entrada e Saída Orientação a Objetos – Vilmar Santos

26 Entrada e Saída Tipos de interface de comunicação Interface Serial
Apenas uma linha de transferência de dados – bit a bit Interface Paralela Mais de uma linha para transferência de dados Ex.: n*8bits Orientação a Objetos – Vilmar Santos

27 Entrada e Saída O que são controladores (Device Drivers)?
Conjunto de estruturas de dados que controlam um ou mais dispositivos interagindo com o Kernel via uma interface bem definida. Como controladores e sistema operacional conversam? Recebem ordens do processador Fornecem os estados das operações de entrada e saída Leitura e Escrita dos dados para o periférico Orientação a Objetos – Vilmar Santos

28 Entrada e Saída Programada Orientada a Interrupção
Toda iteração entre processador e controlador é responsabilidade do programador Desvantagem Desperdício de tempo do processador para verificar continuamente o estado de uma operação de entrada e saída Orientada a Interrupção Quando a operação de entrada e saída términa o processador é avisado – Não há desperdício de processamento Orientação a Objetos – Vilmar Santos

29 Entrada e Saída Gerenciamento de entrada e saída:
Problema: Entrada e saída é extremamente lenta se comparada com a velocidade de processamento Objetivo: Tornar o processo mais eficiente Orientação a Objetos – Vilmar Santos

30 Memória Qualquer SO possui gerência de memória Sistemas de memória
Monotarefa – Gerência Simples Multitarefa – Complexa Sistemas de memória Memória Principal – Acessada pela CPU Memória Secundária – Discos Programas armazenados em discos Executar é trazer da memória secundária para principal Orientação a Objetos – Vilmar Santos

31 Memória Memória Lógica Memória Física Acessada pelo processo
Endereços lógicos Memória Física Circuitos integrados Posição real na memória Orientação a Objetos – Vilmar Santos

32 Memória Endereço Lógico X Endereço Físico
Lógico: Gerados pela CPU Físico: Endereços na memória RAM Programas “enxergam” apenas endereços lógicos Endereços lógicos são transformados para endereço físico durante a execução do processo Orientação a Objetos – Vilmar Santos

33 Memória MMU – Memory Management Unit
Hardware que faz o mapeamento entre endereço lógico e endereço físico. Orientação a Objetos – Vilmar Santos

34 Memória MMU Exemplos: Orientação a Objetos – Vilmar Santos

35 Memória Um programa deve ser transformado em processo para ser executado Orientação a Objetos – Vilmar Santos

36 Memória Mecanismos para alocação de memória
Orientação a Objetos – Vilmar Santos

37 Memória Alocação Contígua Simples Sistemas mais simples
Memória Pricipal dividida Sistema Operacional Processo do usuário Usuário tem controle total da memória Problema de violação de acesso Ex.: DOS Orientação a Objetos – Vilmar Santos

38 Memória Alocação Contígua Particionada
Existência de multiplas partições Divisão da memória em blocos Cada Partição => Um processo Partições Fixas Variáveis Orientação a Objetos – Vilmar Santos

39 Memória Alocação Contígua Particionada
O SO é responsável pelo controle das partições Partições alocadas Partições Livres Tamanho das Partições Orientação a Objetos – Vilmar Santos

40 Perguntas Orientação a Objetos – Vilmar Santos

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