18/02/131FAFIMAN Introdução a Sistemas Operacionais Prof. Leandro Magno Material gentilmente cedido pelo professor Dr. Ronaldo Augusto de Lara Gonçalves.

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1 18/02/131FAFIMAN Introdução a Sistemas Operacionais Prof. Leandro Magno Material gentilmente cedido pelo professor Dr. Ronaldo Augusto de Lara Gonçalves DIN – UEM

2 18/02/132FAFIMAN Introdução a Sistemas Operacionais Um Pouco de História Interface Hardware/Software Tipos de Sistemas Operacionais Funcionalidades Básicas

3 18/02/133FAFIMAN Um Pouco de História Primeiros computadores : Máquinas fisicamente enormes. Programação através painel de controle, diretamente em linguagem de máquina. A execução era acompanhada através de lâmpadas no painel. Resultados em cartões perfurados. Primeiras linguagens FORTRAN e COBOL

4 18/02/134FAFIMAN Primeiros Computadores

5 18/02/135FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais ATLAS: Universidade de Manchester De 1950 a 1960 Processamento em Lotes Uso de Spooling Memória principal (98K)

6 18/02/136FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais CTSS: Projetado pelo MIT ~1962 SO de tempo compartilhado Usado IBM7090 (MEM 32K) 5K p/ SO e 27K p/ usuário Permitia processos concorrentes Sistema bem sucedido -> MULTICS

7 18/02/137FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais XDS-940: Univ da Califórnia (Berkeley) 1965 Processamento de tempo compartilhado Memória de usuário (16K) Memória principal (64K)

8 18/02/138FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais THE: Technische Hogeschool (Holanda) 1967 Processamento em lote Memória de usuário (32K) Programas escritos em ALGOL Memória secundária (512K)

9 18/02/139FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais RC 4000: Regnecentralen ~1970 SO fortemente centrado no núcleo Permitia processos concorrentes Provia troca de mensagens

10 18/02/1310FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais MULTICS: MIT, GE e Bell Labs. ~1965 Tempo Compartilhado Sistema de arquivos compartilhado Uso de paginação e segmentação 300 mil linhas de código Evoluiu para o UNICS -> UNIX

11 18/02/1311FAFIMAN Primeiros Sistemas Operacionais OS/360: da IBM Para a família IBM/360, desde pequenas máquinas comerciais até grandes máquinas científicas Conjunto único de programas para toda a família Facilitava manutenção e migração de programas entre máquinas da família. Escrito em linguagem de montagem Milhões de linhas de código Não executava nada muito bem

12 18/02/1312FAFIMAN Interface Hardware/Software

13 18/02/1313FAFIMAN O usuário interage com aplicativos desenvolvidos por programadores que fazem uso de utilitários tais como editores, compiladores, interpretadores, montadores etc… Por baixo destes aplicativos e utilitários pode haver uma interface amigável. Esta interface atuará sobre o sistema operacional (shell + kernel) que por sua vez utilizará recursos da BIOS. Todas estas camadas por sua vez serão de fato executadas pela unidade de controle (microprograma). Por último, estão os dispositivos físicos de entrada e saída, registradores e memória.

14 18/02/1314FAFIMAN Utilitários São também chamados de tool kits ou ferramentas, pois são programas que auxiliam o usuário na construção de aplicações. Alguns bastantes utilizados são os tradutores, os linkers e os depuradores.

15 18/02/1315FAFIMAN Tradutores Gerador de Aplicação Compilador Interpretador Pré-Processador Montador

16 18/02/1316FAFIMAN Gerador de Aplicações

17 18/02/1317FAFIMAN Organização de Um Compilador

18 18/02/1318FAFIMAN Montador

19 18/02/1319FAFIMAN Linker

20 18/02/1320FAFIMAN Perguntas 1Como as camadas superiores de software são executadas pelo hardware? 2.Mais então, o hardware não distingue se a instrução é do sistema operacional ou se é de uma aplicação qualquer? 3.Como as instruções de um programa são colocadas na memória, para serem executadas pelo hardware? 4.Mas então, um programa compilado para um tipo de arquitetura pode ser executado em outro tipo de arquitetura?

21 18/02/1321FAFIMAN Cont... 5. Mas, depois que um programa fonte foi compilado e está pronto para ser executado, quem o coloca na memória? 6.Mas quem coloca o S.O. na memória? 7.Mas quem carrega o Boot na memória? 8.Mas onde estão a BIOS e o Start Up?

22 18/02/1322FAFIMAN Resumindo... O hardware executa o Startup, que já está em posição pré-definida da memória ROM. O Startup busca o Boot que deve estar em uma posição pré- definida do disco e transfere o controle para ele. O Boot busca e transfere o controle para o SO. O SO busca e transfere o controle para a Aplicação

23 18/02/1323FAFIMAN

24 18/02/1324FAFIMAN Exercício para Entregar Resuma a aula de hoje.

25 18/02/1325FAFIMAN Tipos de Sistemas Operacionais SO Monoprogramado (Monotarefa) Um processador Um processo Um usuário CPU ociosa durante E/S Simples implementação

26 18/02/1326FAFIMAN Tipos de Sistemas Operacionais SO Multiprogramado (Multitarefa) Um ou mais processadores Um ou mais processos Um ou mais usuários Não fica ocioso durante E/S Implementação Mais Complexa Conceito de Time-slice

27 18/02/1327FAFIMAN SO Multiprogramado em Lote Monoprocessador Paralelismo Lógico Linguagem JCL // JOB // FORTRAN programa escrito em FORTRAN // EXEC dados de entrada do programa // END

28 18/02/1328FAFIMAN SO Multiprogramado com Compartilhamento de Tempo

29 18/02/1329FAFIMAN SO Multiprogramado para Tempo Real Tempo de resposta rígido Muito usado em controle de processos Menos time-slice e mais prioridade Processos ativados por sensores Aplicação: usinas, refinarias, tráfego aéreo etc...

30 18/02/1330FAFIMAN SO Multiprocessado ( Multiprogramado para Multiprocessador ) Vários processadores Troca de mensagens Mono ou multiproigramação em cada processador Paralelismo físico ou real Fracamente ou fortemente acoplado

31 18/02/1331FAFIMAN Fracamente Acoplado

32 18/02/1332FAFIMAN Fortemente Acoplado

33 18/02/1333FAFIMAN Sistema Operacional Multiprogramado Estruturado em Camadas

34 18/02/1334FAFIMAN Funcionalidades Básicas - gerenciar os vários recursos disponíveis no sistema, para atender da maneira mais eficiente possível o usuário, e: - gerenciar a execução dos programas do usuário, visando o melhor desempenho do sistema todo.

35 18/02/1335FAFIMAN Funções Específicas Gerenciamento de I/O Gerenciamento de Arquivos Gerenciamento de Processos Gerenciamento de Memória Proteção do Sistema

36 18/02/1336FAFIMAN Monoprogramados: Desvantagem

37 18/02/1337FAFIMAN Multiprogramados: Vantagem

38 18/02/1338FAFIMAN Pergunta e Resposta Qual poderia ser uma desvantagem para um usuário que quisesse submeter uma aplicação pequena em um sistema multiprogramado carregado de outras aplicações?

39 18/02/1339FAFIMAN Perguntas Quem de fato executa as aplicações do usuário: S.O. ou hardware? Como fica a memória nos sistemas moprogramados e multiprogramados? Quais são as possíveis combinações entre o número de terminais e o número de processadores? Como fica o SO? Compare SO monoprogramado e multiprogramado, analisando a E/S.

40 18/02/1340FAFIMAN Fatores Importantes para a Multiprogramação Interrupção ( trap ou via hardware )

41 18/02/1341FAFIMAN Pergunta e Resposta Voce poderia dar um exemplo de interrupção bastante comum na rede?

42 18/02/1342FAFIMAN Fatores Importantes para a Multiprogramação Buffering

43 18/02/1343FAFIMAN Pergunta e Resposta Qual o relacionamento da técnica de buffering e as velocidades da CPU e dos dispositivos de E/S?

44 18/02/1344FAFIMAN Fatores Importantes para a Multiprogramação Spooling ( Simultaneous Peripherical Operating On Line )

45 18/02/1345FAFIMAN Pergunta e Resposta Como relacionar buffering e spooling?

46 18/02/1346FAFIMAN Tarefa Resumam a aula de hoje