Introdução à Computação

Apresentação em tema: "Introdução à Computação"— Transcrição da apresentação:

1 Introdução à Computação
Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática Introdução à Computação Profa. Msc. Maria Auxiliadora Freire Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 1 1

2 Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática
SOFTWARE PARTE 1 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 2 2

3 Software de Sistemas Todos os programas relacionados à coordenação das operações do computador. Exemplos: Sistemas operacionais. Conversores de linguagem: Convertem código de programa para uma forma legível por máquina. Programas utilitários: Executam tarefas secundárias. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 3

4 SOFTWARE Conjunto de instruções/funções/tarefas que definem o que o computador deve executar para chegar a um determinado resultado. Instruções eletrônicas que em geral residem em um meio de armazenamento. Um conjunto específico destas instruções é chamado Programa. Quando o computador está usando um programa em particular, dizemos que eles está rodando ou executando aquele PROGRAMA. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 4

5 Componentes genéricos - sistema computacional
Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 5

6 Componentes genéricos - sistema computacional
Diferentes visões- Sistema computacional Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 6

7 SOFTWARE Programas: Partes componentes do software
Desenvolvidos utilizando Linguagens de Programação. Analistas de Sistemas e Programadores Projetam e desenvolvem programas / software Engenharia de Software Área de estudo que se preocupa com o desenvolvimento de software Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 7

8 SOFTWARE Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 8

9 Sistemas Operacionais
O sistema operacional é software: um conjunto de rotinas que são executadas pelo processador para facilitar o acesso aos componentes de hardware (processador, memória, dispositivos de E/S), e gerenciar o uso do sistema de computação (hardware e software). Tradicionalmente os S.O. eram escritos em linguagem Assembly. Já faz um certo tempo que a maioria dos S.O. são escritos em linguagens de alto nível. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 9

10 Sistemas Operacionais
Composto por um conjunto de programas e rotinas Controla a execução de qualquer software utilizado em um computador Gerencia os recursos do computador (hardware e software) de modo a: Possibilitar sua utilização Aumentar sua eficiência Permitir a comunicação com outros equipamentos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 10

11 Sistemas Operacionais
Usuário Programas Sistema de Arquivos Hardware SO Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 11

12 Sistemas Operacionais
Composição Básica Kernel (Núcleo) - coração do sistema operacional, composto pelas funções centrais do SO O kernel é residente na memória Responsável por implementar as chamadas de sistema (serviços) Principais componentes são: Gerência de processador, memória, entrada / saída e Sistema de arquivos Gerencia o sistema operacional. Carregado do disco rígido para a memória quando o computador é inicializado (Booting). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 12

13 Sistemas Operacionais
Serviços oferecidos pelo sistema operacional Criação de programas Editores, depuradores, compiladores Execução dos programas Carga de programas em memória Acesso a dispositivos de E/ S Controle de acesso a arquivos Acesso a recursos de sistema Proteção entre usuários Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 13

14 Sistemas Operacionais
Serviços oferecidos pelo sistema operacional Contabilidade Estatísticas Monitoração de desempenho Sinalizar upgrade de hardware necessário (memória, disco, etc) Tarifação de usuários Detecção de erros Erros de hardware Erros de memória Falha em dispositivos de E/ S Erros de programação Overflow em operações aritméticas Acesso não-autorizado a posições de memória Aplicação solicita recursos que o sistema operacional não pode alocar (segurança, falta do recurso, etc) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 14

15 Funções do Sistemas Operacionais
Usuário Programa SO Teclado Mouse HD RAM Modem Impressora Hardware Interface com o usuário Interface com o programa Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 15

16 Funções do Sistemas Operacionais
Inicialização do Computador Gestão da Memória Gestão de Programas Programação de Tarefas Interfaceamento com o Usuário Configuração de Dispositivos Gerenciamento de Sistema Arquivo Segurança do Sistema Controle da Rede Monitoração do Desempenho Contabilidade Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 16

17 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 1 A fonte de alimentação fornece energia elétrica para as diferentes partes do sistema processador BIOS Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

18 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 2 O processador procura o BIOS processador BIOS BIOS Basic Input/Output System Firmware que contém as instruções de inicialização do computador Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

19 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 3 A BIOS realiza o POST processador BIOS placas de expansão conectores teclado drive de CD-ROM POST Power-On Self Test Teste mediante o qual são verificados componentes tais como mouse, teclado, conectores e placas de expansão Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

20 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 4 Os resultados do POST são comparados com os dados armazenados no chip CMOS processador BIOS placas de expansão conectores drive de CD-ROM chip CMOS Chip CMOS Complementary Metal Oxyde Semiconductor Armazena informações de configuração do computador e também detecta novos dispositivos conectados Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

21 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 5 O BIOS procura os arquivos do sistema no drive A (disco flexível) e, em seguida, no drive C (disco rígido) processador BIOS placas de expansão conectores drive de CD-ROM chip CMOS disco rígido drive de disco flexível Arquivos do sistema Arquivos específicos do sistema operacional, carregados durante a inicialização Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

22 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 6 O programa de boot carrega na RAM o kernel do SO (armazenado no HD), o qual assume, a partir de então, o controle do computador processador BIOS placas de expansão conectores drive de CD-ROM chip CMOS disco rígido drive de disco flexível módulos de memória RAM Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

23 Funções dos Sistemas Operacionais Inicialização
Passo 7 O SO carrega informações de configuração, exibe a área de trabalho (desktop) na tela e executa programas na pasta Iniciar (StartUp) Step 7 Pasta Iniciar (StartUp) Contêiner de uma lista de programas que são automaticamente iniciados quando o computador é inicializado Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

24 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão da Memória
Gerenciamento da memória. Divide a memória em partições distintas. Aloca memória para programas. Mantém os programas mutuamente separados Divide a memória em: primeiro plano  para programas com alta prioridade, que receberão mais tempo de CPU segundo plano  para programas com menor prioridade, que receberão menos tempo de CPU Os programas que aguardam para serem executados são colocados em filas, baseando-se em sua prioridade. Usa armazenamento virtual. Também chamado de memória virtual. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 24

25 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão da Memória Virtual
O SO aloca uma porção de um meio de armazenamento (usualmente o disco rígido) para atuar como RAM adicional Disco (memória virtual) RAM (memória física) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 25

26 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão da Memória Virtual
Passo 1 O SO transfere os dados e as instruções de programas menos usados recentemente para o disco rígido, uma vez que a memória é necessária para outros propósitos RAM (memória física) Disco (memória virtual) swap out de página Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 26

27 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão da Memória Virtual
Passo 2 O SO transfere os dados e as instruções de programas do disco rígido para a memória quando necessários RAM (memória física) Disco (memória virtual) swap out de página swap in de página Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 27

28 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão da Memória
Pode ser implementado por meio de paginação. Divide a memória em páginas pequenas, de tamanho fixo. A tabela de páginas (page table) controla as localizações na memória. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 28

29 Funções dos Sistemas Operacionais Gestão de Programas
Salvar arquivos em disco. Ler arquivos do disco para a memória. Verificar o espaço disponível em disco e memória. Alocar memória para armazenar dados e programas. Ler toques de teclas do teclado e exibir caracteres ou gráficos na tela. Os programas trazem incorporados a si instruções que solicitam ao sistema operacional estes serviços (chamadas ao sistema operacional). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 29

30 Funções dos Sistemas Operacionais Programação de Tarefas
Tempo Compartilhado Os programas se alternam na utilização da CPU. Baseado no tempo. A cada usuário é designada uma fatia de tempo (fração de segundo). A CPU trabalha somente nas tarefas desse usuário durante sua fatia de tempo. Tempo de resposta: o tempo entre o pedido digitado e a resposta do computador. Tipicamente, é usado em aplicações com muitos usuários. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 30

31 Funções dos Sistemas Operacionais Multiprogramação
O uso de um computador potente com múltiplas CPUs. Múltiplos programas rodam simultaneamente. Cada um é executado em seu próprio processador Dois ou mais programas executados concorrentemente. Os programas se alternam na utilização da CPU. Baseada em eventos. Uma interrupção suspende o processamento para permitir a execução de um outro programa. Depois que o segundo programa é executado, o sistema operacional retorna a CPU a outro programa. Geralmente é usada em programas em lote que não exigem entrada do usuário. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 31

32 Funções dos Sistemas Operacionais Interface com o Usuário
Do ponto de vista do usuário, o que faz ou prejudica um sistema operacional é a qualidade da interface com o usuário Às vezes, a interface com o usuário é denominada shell, sugerindo a idéia de que a interface com o usuário (o shell) “envolve” o sistema operacional (o kernel dentro do shell). Os três tipos de interfaces com o usuário são: Interface de linha de comando, Interface baseada em menus e Interface gráfica. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 32

33 Funções dos Sistemas Operacionais Interface com o Usuário
Interface de linha de comando A comunicação é feita via digitação de palavras (limitadas) e símbolos no teclado do computador; O usuário controla os programas através da digitação de comandos no aviso de comando (prompt), Exemplo: c> ; Exige que o usuário digite os comandos utilizando palavras-chave que instruem o sistema operacional sobre o que fazer (Ex.: “format” e “copy”). Usuário deve conhecer as regras de sintaxe. Pouco utilizados pelos usuários porque exigem memorização e é muito fácil cometer um erro de digitação. Preferido pelos usuários experientes. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 33

34 Funções dos Sistemas Operacionais Interface com o Usuário
Interface Baseada em Menus Permitem que o usuário evite a memorização das palavras-chave e sintaxe. Os menus baseados em texto na tela mostram todas as opções disponíveis em um determinado ponto. Alguns sistemas permitem que o usuário clique a opção desejada com o mouse. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 34

35 Funções dos Sistemas Operacionais Interface com o Usuário
Interface gráfica Também conhecida por GUI (Graphical User Interface); Possibilita o trabalho em termos visuais; Desenvolvimento do conceito de Menus, ícones e caixas de diálogos Facilidade de utilização medida pela intuitividade da interface Tipo de interface chamada amigável Utiliza o conceito de desktop - área de trabalho digital: Mesa de trabalho digital Calculadora, bloco de notas, pastas, lixeira, etc... Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 35

36 Funções dos Sistemas Operacionais Comunicação SO - dispositivo de E/S
Driver de Dispositivo - Programa que possibilita a comunicação do SO com um dispositivo de E/S Cada dispositivo requer um driver próprio driver de dispositivo Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 36

37 Sistemas Operacionais
Plug’n Play (PNP ou Plug and Play) Reconhecimento de novos dispositivos pelo computador, instalação automática de drivers para esses dispositivos e verificação de conflitos com outros dispositivos. Suportado pela maioria dos dispositivos e SO atuais. Quando se liga um sistema Plug/Play, o principal árbitro entre o software e o hardware, o BIOS é o primeiro componente a assumir o controle. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 37

38 Sistema de Arquivo Um sistema de arquivos é um conjunto de estruturas lógicas e de rotinas que permitem ao sistema operacional controlar o acesso ao disco rígido. Diferentes sistemas operacionais usam diferentes sistemas de arquivos. Controla a localização dos arquivos. Responde a comandos para manipular arquivos. Controla pedidos de entrada e saída de arquivos Processa-os na ordem em que são recebidos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 38

39 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Os sistemas operacionais agrupam os dados em compartimentos lógicos para armazená-los em disco Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 39

40 Como os Dados São Organizados
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Como os Dados São Organizados Setor ou Segmento 1 2 9 3 8 4 Trilhas 7 5 Cluster 6 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 40 40

41 Como os Dados São Organizados
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Como os Dados São Organizados Trilha A porção circular da superfície do disco que passa sob a cabeça de leitura/gravação. Um disco flexível tem 80 trilhas em cada superfície. O disco rígido pode ter ou mais trilhas em cada superfície de cada lâmina. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 41

42 Como os Dados São Organizados
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Como os Dados São Organizados Setor Cada trilha é dividida em setores que contêm um número fixo de bytes. Tipicamente, 512 bytes por setor. A gravação por zonas atribui mais setores às trilhas que estão nas zonas externas do que àquelas que estão nas zonas internas. Usa o espaço de armazenamento de maneira mais completa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 42

43 Como os Dados São Organizados
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Como os Dados São Organizados Cilindro A trilha sobre cada superfície, que está sob a cabeça de leitura/gravação, em determinada posição das cabeças de leitura/gravação. Quando o arquivo é maior do que a capacidade de uma única trilha, o sistema operacional armazena-o em trilhas que fazem parte do mesmo cilindro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 43

44 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Formatação - Processo de preparação de um disco para leitura e escrita (gravação). Formatação Física - os discos são divididos em trilhas, setores e cilindro e são gravadas as marcações servo, que permitem que a placa lógica posicione corretamente as cabeças de leitura. Formatação Lógica - organizado à maneira do sistema operacional, preparado para receber dados. A esta organização damos o nome de “sistema de arquivos”. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 44

45 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
FAT – “File Alocation Table” ou “tabela de alocação de arquivos”. localizado no setor “0” do disco. A função da FAT é servir como um índice, armazenando informações sobre cada cluster do disco Comparando o FAT com um livro. as páginas  clusters; a FAT  as legendas e numeração das páginas; o diretório raiz índice, com o nome de cada capítulo e a página onde ele começa. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 45

46 Organização de arquivos
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Organização de arquivos 1 2 3 4 5 6 7 ? readme.txt prova.doc aula.pdf Dispositivo físico Vetor de blocos lógicos Arquivos Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 46

47 Organização de arquivos
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Organização de arquivos /raiz arquivos windows docs temp java Winzip aulas pedro help system32 carta Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 47

48 Gravando o arquivo ”carta”
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Gravando o arquivo ”carta” FAT Arquivo cluster Despesas.xls 1 Relatorio anual.doc 2 Disponível 3 Novo orcamento.xls 4 ENDEREÇO DO CLUSTER CLUSTER TRILHA SETORES 3 1 2,3,4,5 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 48

49 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Técnicas de alocação Formas de mapear os blocos dos arquivos em posições no vetor de blocos lógicos Alocação contígua de arquivos Alocação em listas encadeadas listas diretas ou listas indexadas Alocação indexada Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 49

50 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação contígua Cada arquivo ocupa um conjunto de blocos lógicos consecutivos. Não há blocos vazios entre os blocos de um mesmo arquivo. Para cada arquivo, o diretório informa seu bloco de início e o no de blocos. readme.txt prova.doc Aula.pdf arquivo inicio #blocos 1 2 3 4 5 6 7 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 50

51 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação contígua Vantagens: Simplicidade de implementação. Rapidez de acesso aos arquivos: todos os blocos do arquivo estão próximos. Facilidade de acesso seqüencial e aleatório: sequencial: basta ler os blocos consecutivos aleatório: posições internas podem ser facilmente calculadas a partir da posição do bloco inicial. Desvantagens: Pouca flexibilidade no crescimento dos arquivos. Tamanho máximo do arquivo deve ser conhecido no momento da alocação. Ocorrência de fragmentação externa. Necessidade de desfragmentação periódica Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 51

52 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação encadeada Os arquivos são armazenados como listas de blocos cada bloco aponta para o próximo diretório aponta para o bloco inicial os blocos podem estar espalhados Base de funcionamento da FAT sistema de arquivos Windows Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 52

53 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação encadeada readme.txt prova.doc Aula.pdf arquivo inicio #blocos Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 53

54 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação encadeada Vantagens não há fragmentação externa todo o disco pode ser usado tamanho dos arquivos pode ser mudado facilmente Desvantagens acesso aleatório é mais demorado maior fragilidade em caso de problemas Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 54

55 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação indexada Baseada em tabelas de blocos um bloco especial guarda a tabela de blocos do arquivo: index-node (i-node) diretório aponta para os i-nodes blocos podem estar espalhados Base de funcionamento do UNIX Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 55

56 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação indexada readme.txt prova.doc Aula.pdf arquivo inicio #blocos I-node Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 56

57 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 57

58 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Alocação indexada Vantagens não há fragmentação externa todo o disco pode ser usado acesso rápido robustez em caso de problemas Desvantagens gerência mais complexa espaço em disco perdido com os i-nodes Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 58

59 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Fragmentação interna Arquivos são alocados em blocos: Os blocos têm tamanho fixo. Entre 512 bytes e 8 Kbytes. Um bloco não pode ser alocado parcialmente. Se usarmos blocos de 4096 bytes: um arquivo de 5700 bytes ocupará 2 blocos. 2492 bytes serão perdidos no último bloco. Em média, perde-se 1/2 bloco por arquivo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 59

60 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Fragmentação externa Espaços vazios entre blocos de arquivos. À medida que o sistema evolui: arquivos são criados e removidos mais espaços vazios aparecem. os espaços vazios ficam menores. Alocar novos arquivos torna-se difícil ! Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 60

61 Evolução da fragmentação
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Evolução da fragmentação aloca aloca remove remove remove aloca aloca t Agora, como alocar um arquivo com 4 blocos ? Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 61

62 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Desfragmentação Mover arquivos para reagrupar os fragmentos em espaços maiores Visa permitir alocar arquivos maiores Deve ser feita periodicamente Uso de algoritmos para minimizar movimentação de arquivos (rapidez) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 62

63 Estratégias de desfragmentação
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Estratégias de desfragmentação Situação inicial Moveu 6 blocos Moveu 4 blocos Moveu 2 blocos Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 63

64 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Estratégias de alocação First-fit: usar o primeiro espaço livre maior rapidez de alocação pouca preocupação com fragmentos Best-fit: usar o menor espaço livre usar o melhor possível os espaços em disco fragmentos residuais são pequenos Worst-fit: usar o maior espaço livre fragmentos residuais são maiores (mais úteis) Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 64

65 Alocando um arquivo c/ 2 blocos
Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo Alocando um arquivo c/ 2 blocos Situação inicial First-fit Best-fit Worst-fit Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 65

66 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Arquivo
Tamanho dos blocos A escolha do tamanho dos blocos é importante para a eficiência do sistema. Blocos pequenos: menor perda por fragmentação interna mais blocos por arquivo: maior custo de gerência Blocos grandes: maior perda por fragmentação interna menos blocos por arquivo: menor custo de gerência Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 66

67 Funções dos Sistemas Operacionais Gerenciamento de Rede
Compartilhar recursos (discos rígidos e impressoras). Segurança de dados. Diagnóstico e solução de problemas (troubleshooting). Controle administrativo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 67

68 Sistemas Operacionais - Classificação
Primórdios Sistema operacional inexistente Usuário é o programador e o operador da máquina Evolução foi motivada por: Melhor utilização de recursos Avanços tecnológicos (novos tipos de hardware) Adição de novos serviços 68 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

69 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas Mono-usuário Projetados para serem usados por um único usuário de cada vez, multi-tarefa (quando existente) limitada. Exemplo: MS- DOS, Windows 3.x, Windows 9x, Millenium Sistemas Multi-usuário Suportam várias sessões de usuário em um computador. Exemplo: UNIX, Windows-NT, Windows 2000, “Windows XP”, Vista, Win 7 Programas e arquivos de dados em um único computador (host), contas de usuário, gerencia o uso comum de periféricos compartilhados. 69 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

70 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas Mono-tarefa (Mono-programáveis) Podem executar apenas uma tarefa de cada vez. Exemplo: MS-DOS Sistemas Multi-tarefa (Multi-programáveis) Permitem executar várias tarefas “simultaneamente” Modo cooperativo. Exemplo: Windows 9x (aplicativos de 16 bits) Modo preemptivo. Exemplo: Windows NT, UNIX, OS/2, Windows 9x (aplicativos de 32 bits) 70 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

71 Cooperação e Preempção
Multi-tarefa Cooperativa - cada aplicativo ocupa seu próprio endereço de memória e recursos do sistema. Cabe a cada processo liberar voluntariamente a utilização do processador para que outro processo possa ser executado Multi-tarefa Preemptiva – o SO gerencia o escalonamento dos processos, podendo interromper um processo em favor de outro, de maior prioridade Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

72 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas em Lote (Batch) Primeiros sistemas multi-programáveis Caracterizados por terem seus jobs armazenados em disco ou fita, até o momento de serem executados de forma seqüencial. Os jobs não possuem interação com o usuário (Ex.: primórdios – compiladores, linkedições, backups). Início: passagem entre jobs - manual Evolução: Sequenciamento automático de jobs, transferindo o controle de um job a outro. 72 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

73 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas em Lote (Batch) - Histórico Introdução da multi-programação Acesso direto aos jobs - escala de jobs em uma determinada ordem, de modo a aproveitar os tempos de cpu ociosa. A idéia é manter vários programas em memória ao mesmo tempo. Enquanto um programa aguarda E/S, outro pode ser executado 73 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

74 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas Multi-programáveis de Tempo Compartilhado (Time sharing) Fornecem serviços a diversos usuários concorrentemente Usuários possuem um terminal Interação com o programa em execução Usuário - Ilusão de possuir a máquina dedicada à execução de seu programa Divisão do tempo de processamento entre usuários Tempo de resposta é importante 74 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

75 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas Multi-programáveis de Tempo Real Quanto à construção, são bem semelhantes aos sistemas de tempo compartilhado. Porém, os objetivos e exigências são diferentes. Em geram, atendem (monitoram) processos externos que requerem tempos de resposta dentro de limites rígidos. Ex.: experimentos científicos, tratamento de imagens médicas, controle de processos, etc O processo realimenta o computador. Em geral não existe o conceito de fatia de tempo alocada a um processo. Noção de tempo real é dependente da aplicação (segundos, minuto, horas, etc). 75 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

76 Sistemas Operacionais - Classificação
Sistemas com Múltiplos Processadores Caracterizam-se por possuir 2 ou mais CPUs interligadas, trabalhando conjuntamente. No desenvolvimento desses sistemas, o mais importante é a forma de comunicação entre os processadores e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de E/S, o que leva a seguinte classificação: sistemas fortemente acoplados (assimétricos e simétricos) sistemas fracamente acoplados (SO de rede e SO distribuído). 76 Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

77 Tipos de Sistemas Operacionais
Plataforma: combinação de hardware de computador e software de sistema operacional. Wintel (Microsoft Windows que roda em um PC baseado em Intel) é a mais comum. Plataformas Comuns: MS-DOS Windows MAC OS Unix Linux Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 77

78 Sistemas Operacionais: MS-DOS
Usa uma interface de linha de comando. A tela apresenta prompts ao usuário. O usuário digita comandos. Amplamente substituído pelas interfaces gráficas. Não é amigável (user-friendly). Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 78

79 Sistemas Operacionais: Windows
Iniciou-se como um ambiente operacional para o MS-DOS. Windows 3.1  Uma camada adicionada “por cima” do DOS Não era um sistema operacional completo; necessitava do MS-DOS. Usa uma interface gráfica. Os usuários podem usar os comandos e a interface do DOS. Família Windows Windows 9x Windows 95 Windows 98 Windows Millennium Edition (ME) Mercado corporativo Windows NT Windows 2000 Windows XP Windows Vista Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 79

80 Sistemas Operacionais: Windows
Recursos do Windows Nomes de arquivo extensos (até 255 caracteres). Plug and Play: Torna mais fácil a instalação de componentes de hardware. Object Linking and Embedding (OLE): Permite ao usuário incorporar ou vincular um documento em outro. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 80

81 Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo
Windows NT (“new technology” – nova tecnologia) A Área de Trabalho tem a aparência do Windows 98 e age como ele. Destina-se a ambientes corporativos, ligados em rede. Projetado para garantir escalabilidade (a capacidade de suportar muitos usuários). Segurança mais rígida. Windows 2000 A última geração do Windows NT. Você obtém “sua” área de trabalho e arquivos, independentemente de qual PC usa para acessar a rede. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 81

82 Windows XP Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo
Reúne em um único produto as versões corporativas e aquelas destinadas ao consumidor do Windows. versão doméstica (Home); versão profissional (Professional). Melhor interface com o usuário Melhor suporte para multimídia. Mais personalização Suporte e proteção para a Internet Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 82

83 Sistemas Operacionais: UNIX
Desenvolvido em 1971 para ser usado no minicomputador DEC. Sistema baseado em caracteres com interface de linha de comando. Não é ligado a nenhuma família de processadores. Roda praticamente em qualquer tipo de sistema (PC, mainframe, estação de trabalho) de qualquer fabricante. Principal sistema operacional em uso em servidores de Internet. Manipula facilmente muitos usuários ao mesmo tempo. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 83

84 Sistemas Operacionais: Linux
Usa interface de linha de comando. Muitas companhias criaram uma GUI para funcionar com o Linux. Conceito de fonte aberta. O código-fonte é livre. Usuários podem baixar (download), modificar e distribuir o software. Mais estável do que o Windows. Aplicativos relativamente escassos. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 84

85 Programas Utilitários
Executam tarefas secundárias. Exemplos: Gerenciador de arquivos (Windows Explorer) Compactação de arquivos (Winzip) Recursos de Impressão Outros Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 85

86 Programas Utilitários
Compartilhando Recursos de Impressão Spooling: o programa escreve uma linha em um arquivo em disco em vez de enviá-la diretamente a uma impressora. Quando o arquivo é concluído, é colocado numa fila. O arquivo é impresso quando a impressora se torna disponível. Permite a um programa concluir a execução muito mais rapidamente. Escrever em disco é muito mais rápido do que escrever em uma impressora. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 86

87 Programas Utilitários
Backup e Restauração: Backup: faz cópias de discos e armazena-as em um lugar seguro. Restauração: restaura arquivos de backups. Desfragmentador de disco: reorganiza o disco a fim de que todos os arquivos sejam armazenados em localizações contíguas. Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 87