Sistemas Operacionais Curso Técnico em Informática Prof. Paulo Fernando Kuss

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

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

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

Serviços Contabilidade Estatísticas Monitoração e desempenho Sinalizar atualizações necessárias Controle de Usuários

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

Diferentes Visões

Na visão do usuário Chamadas de Sistemas Programas de Sistemas

Chamadas de Sistemas

Programas de Sistemas

Na visão do projeto

Histórico dos Sistemas Operacionais A evolução dos softwares de sistemas computacionais (principalmente os SO’s) está relacionada com ao desenvolvimento dos equipamentos.

Histórico dos Sistemas Operacionais Primeira Fase (1945-1955)‏ 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

Histórico dos Sistemas Operacionais

Histórico dos Sistemas Operacionais Segunda Fase (1956-1965)‏ Criação do transistor Fitas magnéticas Surgimento das primeira linguagens Processamento em lote Conj. Jobs Linha 7094 IBM

Histórico dos Sistemas Operacionais

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Histórico dos Sistemas Operacionais Terceira Fase (1966-1980)‏ 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 Quarta Fase (1981-1990)‏ 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 Quinta Fase (1991-2005)‏ Microeletrônica Processamento distribuído Sistemas multimídia, bancos de dados distribuídos, inteligência artificial Sistemas Embarcados

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

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

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.

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.

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)‏

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

Divisão do Hardware Registradores Áreas de memória para armazenamento de resultados temporários e informações de controle Clock Usado pela UC para execução das instruções

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.

Divisão do Hardware Dispositivos Diversos Interface homem/máquina (de Entrada/Saída)‏ Mouse, teclado, monitor, impressora, scanner Dispositivos de armazenamento Discos e fitas magnéticas

Sistema Operacional Hardware Sistema Operacional Aplicativos Usuário

Classificação Ponto de Vista do Usuário Monousuário Multiusuário Ponto de Vista da Forma que os Programas são executados Monotarefa / Monoprogramado Multitarefa / Multiprogramado

Classificação Ponto do número de processadores Monoprocessado Multiprocessado Fortemente acoplados Fracamente acoplados

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

Componentes do SO

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.

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.

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.

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.

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

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.

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.

Interpretador de comandos Sua função é receber comandos do usuário, que definem o que deve ser feito pelo SO para cumprir uma determinada tarefa