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Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia Arquitetura de Sistemas Operacionais Francis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia Revisto por Sidney.

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Apresentação em tema: "Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia Arquitetura de Sistemas Operacionais Francis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia Revisto por Sidney."— Transcrição da apresentação:

1 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia Arquitetura de Sistemas Operacionais Francis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia Revisto por Sidney Lucena (Prof. UNIRIO) Capítulo 2 Conceitos de Hardware e Software

2 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Sistema Computacional 2/1

3 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Unidade Central de Processamento o Registradores mais importantes PC (Program Counter) SP (Stack Pointer) PSW (Program Status Word) IR (Instruction Register) 2/2

4 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Principal com 64 Kbytes 2/3

5 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Principal com 64 Kbytes o Tamanho das células pode variar, geralmente 1 byte o Acesso à memória através do MAR e do MBR MAR (Memory Address Register) MBR (Memory Buffer Register) o Se barramento de memória com n bits (idem para o MAR), endereça no máximo 2 n endereços o Ciclo de leitura ou gravação em 4 passos 2/4

6 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Relação entre Dispositivos de Armazenamento 2/5

7 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Memória Cache o Alta velocidade de acesso, baixa capacidade e alto custo o Uso da cache baseia-se no Princípio da Localidade Localidade espacial Localidade temporal o Se dado encontrado na cache, tem-se um cache hit o Se dado não encontrado na cache, tem-se um cache miss mais acesso à MP 2/6

8 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Barramentos Processador-Memória e de E/S 2/7

9 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Barramento Processador-Memória o Barramento de Dados o Barramento de Endereços o Barramento de Controle 2/8

10 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Barramento de Backplane 2/9

11 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Barramentos Processador-Memória e de E/S o Barramentos processador-memória geralmente proprietários Exemplo: PCI, da Intel o Barramentos de E/S geralmente padronizados Exemplos: IDE, SCSI, SATA 2/10

12 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura Pipeline com Quatro Estágios 2/11

13 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC 2/12 CISC

14 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC o Características do RISC Poucas instruções Instruções executadas diretamente pelo HW Instruções com formato fixo Poucos ciclos de máquina p/ instrução Poucos modos de endereçamento Muitos registradores Uso intensivo de pipeline Exs: Sun SPARC, IBM RS-6000, DEC Alpha 2/13

15 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Arquitetura RISC x Arquitetura CISC o Características do CISC Muitas instruções Instruções executadas por microcódigo Instruções com formatos diversos Vários ciclos de máquina p/ instrução Diversos modos de endereçamento Poucos registradores Uso pouco efetivo de pipeline Exs: Intel Pentium, DEC VAX, Motorola 68xxx 2/14

16 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Análise de Desempenho o Métricas consideradas para a avaliação de desempenho de processadores Freqüência de clock (relativo a dado processador) Tempo para se executar um determinado programa, ou tempo de CPU = n o de clocks x ciclos de clock MIPS = Millions Instructions Per Second FLOPS = Floating-Point Operations Per Second 2/15

17 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Análise de Desempenho o Benchmark Conjunto de programas executado para comparação do tempo de execução Programas escolhidos criteriosamente de acordo com a potencialidade analisada Exemplo: SPEC (System Performance Evaluation Cooperative) o SPECint, SPECfp, SPEC CPU2006 2/16

18 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Tradutor 2/17

19 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Tradutor o Interpretador: Traduz cada instrução ao longo da execução do programa, executando-as Mais lento devido à tradução interativa o Compilador: Gera código executável de uma vez Execução mais rápida, instruções já num nível entendido pelo processador 2/18

20 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Linker 2/19

21 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Linker o Gera um executável a partir de vários módulos objetos o Resolve referências simbólicas entre os módulos, incluindo bibliotecas Loader o Carrega na memória o programa a ser executado, fazendo relocação, e inicia sua execução o Analisa o tamanho do programa e os espaços em memória para carregamento 2/20

22 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Ativação do Sistema 2/21

23 Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia 2 – Conceitos de Hardware e Software Ativação do Sistema o Carregamento e ativação do sistema (boot) realizado por programa localizado em bloco específico do disco (boot block) o Executa programas de inicialização responsáveis pela customização e configuração de HW e SW específicos para cada ambiente o Desativação (shutdown) faz com que aplicações e componentes sejam desativados de forma ordenada, garantindo integridade dos dados (p/ex: arquivos temporários) 2/22


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