A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Sistemas Operacionais. Aula 2 – Estrutura de SO2 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Sumário System Calls Interrupções e exceções Tratamento.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Sistemas Operacionais. Aula 2 – Estrutura de SO2 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Sumário System Calls Interrupções e exceções Tratamento."— Transcrição da apresentação:

1 Sistemas Operacionais

2 Aula 2 – Estrutura de SO2 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Sumário System Calls Interrupções e exceções Tratamento de interrupções Múltiplas interrupções Estruturas de controle Arquitetura de um SO Arquitetura monolítica Arquitetura em camadas Máquina virtual Arquitetura microkernel Tendências

3 Aula 2 – Estrutura de SO3 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Introdução Sistema computacional

4 Aula 2 – Estrutura de SO4 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva System Calls (1) Método empregado para um processo usuário solicitar serviços ao sistema operacional Normalmente baseada em interrupções de software (traps) Aciona a rotina de tratamento de interrupção Identifica serviço requisitado Verifica validade dos parâmetros Executa o serviço Retorna ao processo do usuário

5 Aula 2 – Estrutura de SO5 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva System Calls (2) System calls

6 Aula 2 – Estrutura de SO6 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva System Calls (3) Chamada a uma rotina do sistema

7 Aula 2 – Estrutura de SO7 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva System Calls (4) Funções Gerência de processos e threads Gerência de memória Gerência do sistema de arquivos Gerência de dispositivos Tipos de instruções Privilegiadas Não-privilegiadas Modos de acesso Usuário Kernel ou supervisor

8 Aula 2 – Estrutura de SO8 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Detalhes: A execução do programa corrente é suspensa O endereço da Rotina de Serviço é localizado na tabela de interrupções O status do programa corrente é salvo (conteúdo do PC, PSW) O controle do processador é transferido para a rotina de serviço A rotina de SV pode salvar outros dados da tarefa em execução (registradores,...) O ponto de interrupção pode ocorrer em qualquer parte do programa As rotinas de serviço normalmente fazem parte do Sistema Operacional Existe um Overhead adicional para ativar e executar a rotina de serviço. Tratamento de interrupções - É feito pelo SO, que determina a natureza da interrupção e dispara a Rotina de Serviço adequada para executar as ações que forem necessárias. Interrupção e Exceção (1)

9 Aula 2 – Estrutura de SO9 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Interrupção e Exceção (2) Mecanismo de Interrupção e Exceção

10 Aula 2 – Estrutura de SO10 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Dispositivo de controle ou outro sistema de hardware que permita ativar uma interrupção Dispositivo de controle ou outro sistema de hardware que permita ativar uma interrupção Hardware Software Processador termina a execução da instrução corrente Processador reconhece sinal de interrupção Processador coloca PSW e PC na pilha de controle Processador carrega novo valor do PC, baseado na interrupção Salva informações remanescentes sobre o estado do processo Processa a interrupção Restaura a informação do estado do processo Restaura o velho PSW e PC (Rotina de serviço) Fluxo de Proces- samento de uma Interrupção Interrupção e Exceção (3)

11 Aula 2 – Estrutura de SO11 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva A Rotina de Serviço desabilita as interrupções Uma nova interrupção só é tratada após o retorno A interrupção pode demorar a ser tratada, o que pode eventualmente ocasionar uma perda de dados Finalizada a Rotina de Serviço de interrupção, o processador checa por interrupções adicionais Programa do usuário Interrupção Rotina X Interrupção Rotina Y Modelo seqüencial Múltiplas interrupções (1)

12 Aula 2 – Estrutura de SO12 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Interrupções têm prioridade Interrupções com alta prioridade interrompem rotinas de serviço de interrupções de menor prioridade Exemplos de prioridade: –impressora –disco –comunicação Programa do usuário Interrupção Rotina X Interrupção Rotina Y -+-+ Múltiplas interrupções (2) Modelo cascata

13 Aula 2 – Estrutura de SO13 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Memória Dispositivos Arquivos Processos Tabelas de Memória Tabelas de E / S Tabelas de Arquivos Tabela de Processos Processo 1 Processo 2 Processo 3 Processo n Processo 1 Processo n imagem do processo Estruturas de controle

14 Aula 2 – Estrutura de SO14 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Modo usuário instruções associadas ao uso não privilegiado Modo kernel instruções associadas ao uso privilegiado Configuração: Onde ?? Um bit do PSW Quando ??? em resposta a determinados eventos Modo de execução do SO

15 Aula 2 – Estrutura de SO15 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva ResidenteResidente kernel kernel Usuário (*) Sistema Monolítico Sistema Modular (camadas) Cliente / Servidor (*) Só por prazer – Linus Torvalds x Tanenbaum Arquitetura de um SO

16 Aula 2 – Estrutura de SO16 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Dominou até os primeiros grandes sistemas para Mainframes. CTSS (MIT, 1963) – instruções de 36 bits cada OS/360 (IBM, 1964) – mais de 1 milhão de instruções MULTICS (MIT e Bell Labs) – mais de 20 milhões de instruções Problemas: Bugs Bugs Memória Memória Complexidade Complexidade Arquitetura Modular e, posteriormente, em Camadas. Arquitetura monolítica (1)

17 Aula 2 – Estrutura de SO17 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Arquitetura Monolítica (2) Arquitetura monolítica

18 Aula 2 – Estrutura de SO18 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Vários sistemas comerciais não têm uma estrutura definida, e o MS-DOS é um deles. No MS-DOS as interfaces e níveis de funcionalidade não são bem separados nem estão unificados de forma monolítica. Drivers de Dispositivo do MS-DOS Programa aplicativo Programa SO residente Drivers de Dispositivo da BIOS (*) O excesso de liberdade torna o SO vulnerável. Arquitetura do MS-DOS

19 Aula 2 – Estrutura de SO19 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva O sistema é dividido em níveis sobrepostos. Cada nível oferece funções que só podem ser utilizadas pelas camadas mais externas. kernel Usuário Executivo Supervisor Arquitetura do OpenVMS THE (Technische Hogeschool Eindhoven – 1968) – primeiro em camadas (6) THE (Technische Hogeschool Eindhoven – 1968) – primeiro em camadas (6) MULTICS e OpenVMS foram os seguintes, projetando-as concêntricas MULTICS e OpenVMS foram os seguintes, projetando-as concêntricas Atualmente a maioria adota 2 camadas (kernel – privilegiado e usuário – não privilegiado) – UNIX e Win2000 Atualmente a maioria adota 2 camadas (kernel – privilegiado e usuário – não privilegiado) – UNIX e Win2000 Arquitetura em camadas

20 Aula 2 – Estrutura de SO20 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Subsistema Arquivo Subsistema Arquivo Programas Usuário Dispositivos Drivers Caractere Bloco Controle de Hardware Controle de Hardware Hardware Buffer Cache Subsistema Controle Processo Comunicação entre processos Escalonamento Gerenciamento Memória Interface Chamada Sistema Bibliotecas Trap Nível Usuário Nível Kernel Nível Hardware Nível Kernel Arquitetura de um UNIX tradicional

21 Aula 2 – Estrutura de SO21 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Modo Kernel Modo Usuário Servidor Arquivos Servidor Processos Servidor Memória Servidor Rede Servidor Impressão Kernel Kernel Hardware mensagens Arquitetura kernel (cliente servidor)

22 Aula 2 – Estrutura de SO22 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Anonymous Mappings CommonFacilities STREAMS VirtualMemoryFramework BlockDeviceSwitch ExecSwitch Vnode/vfsInterface SchedulerFramework Time-SharingProcesses SystemProcesses S5FS RFS FFS NFS ElfCoffA.out File Mappings Device Mappings Disk Driver Tape Driver Network Driver Tty Driver Arquitetura kernel do UNIX

23 Aula 2 – Estrutura de SO23 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Modo Kernel Hardware Subsistema Posix Subsistema Posix Microkernel Hardware Abstraction Layer (HAL) Dispositivo Drivers Gerenciamento E/S Gerenciamento Objeto Proteção Referente Monitor Gerenciamento Processo Chamada Procedimento Local Gerenciamento Memória Virtual Gerenciamento Windows & GDI Dispositivo Drivers Serviços Executivos Subsistema Segurança Subsistema Segurança Subsistema OS/2 Subsistema OS/2 Subsistema CRS Subsistema CRS Aplicação OS/2 Aplicação OS/2 Winlogon Aplicação Win32 Aplicação Win32 Aplicação Posix Aplicação Posix DOS Win 16 NTVDM Modo Usuário Arquitetura Windows NT

24 Aula 2 – Estrutura de SO24 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva AplicativoWin32 ServidorWin32 AplicativoOS/2 ServidorOS/2 AplicativoPOSIX ServidorPOSIX Kernel WIN NT O Kernel controla toda a troca de mensagens entre a aplicação e o respectivo servidor. Arquitetura cliente servidor do Windows NT

25 Aula 2 – Estrutura de SO25 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Uma máquina real pode abrigar internamente diferentes ambientes virtuais, cada um simulando uma máquina distinta, com memória, SO, recursos e processos próprios. Desta forma, cada usuário (ou aplicativo) parece possuir sua própria máquina Hardware Kernel Processos Máquina Não-Virtual Hardware Máquina Virtual MV1 MV2MV3 Processos Kernel1Kernel2Kernel3 Máquina Virtual Máquina virtual

26 Aula 2 – Estrutura de SO26 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Máquina Virtual JAVA Hardware Sistema Operacional Aplicação JAVA (*) Dependente do Hardware Carregador de Classes Interpretador Java arquivos.class Programa Java arquivos.class da API Java bytecodes Sistema Host (*) Máquina virtual Java

27 Aula 2 – Estrutura de SO27 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Prog1.javaProg2.java CompiladorJava Prog1.classProg2.class Carregador de Classes Interpretador Java arquivos.class da API Java bytecodes Sistema Host Ambiente de Compilação Ambiente de Execução (plataforma Java) bytecodes Ambiente de desenvolvimento JAVA

28 Aula 2 – Estrutura de SO28 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Arquitetura MicroKernel Sistema MultiThread Múltiplos Processadores Simétricos Distribuído Projeto Orientado a Objetos Arquitetura MicroKernel Sistema MultiThread Múltiplos Processadores Simétricos Distribuído Projeto Orientado a Objetos Tendências nos sistemas atuais

29 Aula 2 – Estrutura de SO29 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Gerenciamento de Memória Descrição de Processo e Controle Concorrência Gerenciamento de Arquivo Rede Segurança Gerenciamento de E/S Escalonamento Tópicos a serem abordados

30 Aula 2 – Estrutura de SO30 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva FIM Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva


Carregar ppt "Sistemas Operacionais. Aula 2 – Estrutura de SO2 Sistemas Operacionais – Jorge Luiz de Castro e Silva Sumário System Calls Interrupções e exceções Tratamento."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google