Infra-Estrutura de Software

Apresentação em tema: "Infra-Estrutura de Software"— Transcrição da apresentação:

1 Infra-Estrutura de Software http://www.cin.ufpe.br/~if677
Introdução (Módulo I) O que é um sistema operacional História dos sistemas operacionais Os vários tipos de sistemas operacionais Estrutura de sistemas operacionais Principal fonte:

2 Conceitos Fundamentais: software básico e software aplicativo
Um sistema operacional é um programa ou um conjunto de programas (software básico - kernels, bibliotecas, drivers, protocolos, compiladores, etc) cuja função é servir de interface entre um computador e o usuário Dois modos distintos de conceituar um sistema operacional: pela perspectiva do usuário ou programador (visão top-down): é uma abstração do hardware, fazendo o papel de intermediário entre o aplicativo (software aplicativo ou aplicação) e os componentes físicos do computador (hardware); ou numa visão bottom-up, de baixo para cima: é um gerenciador de recursos, i.e., controla quais aplicações (processos) podem ser executadas, quando, que recursos (memória, disco, periféricos) podem ser utilizados.

3 Para quê software básico?
O que acontece quando ligamos o computador? E quando “clicamos” num ícone? Como funcionam dois programas ao mesmo tempo? Como ocorre o mapeamento de discos? E se dois programas quiserem usar o mesmo recurso? E se estiverem cooperando, mas em máquinas diferentes interligadas em rede?

4 Sistema de Computação Um sistema de computação consiste em hardware
programas do sistema programas de aplicação

5 O que é um Sistema Operacional?
É uma máquina estendida Oculta os detalhes complicados que têm quer ser executados Apresenta ao usuário uma máquina virtual, mais fácil de usar É um gerenciador de recurso Cada programa tem um tempo com o recurso Cada programa tem um espaço no recurso

6 História dos Sistemas Operacionais (1)
Antigo sistema em lote traz os cartões para o 1401 lê os cartões para a fita coloca a fita no 7094 que executa o processamento coloca a fita no 1401 que imprime a saída

7 História dos Sistemas Operacionais (2)
Primeira geração Válvulas, painéis de programação Segunda geração transistores, sistemas em lote Terceira geração – 1980 CIs (circuitos integrados) e multiprogramação Quarta geração 1980 – presente Computadores pessoais

8 História dos Sistemas Operacionais (3)
Estrutura de um job típico (lote de cartões) – 2a. geração

9 História dos Sistemas Operacionais (4)
Sistema de multiprogramação Três jobs na memória – 3a. geração

10 Diversidade de Sistemas Operacionais
Sistemas operacionais de computadores de grande porte Sistemas operacionais de servidores / redes Sistemas operacionais de multiprocessadores Sistemas operacionais de computadores pessoais Sistemas operacionais de celulares Sistemas operacionais de tempo-real Sistemas operacionais embarcados Sistemas operacionais de cartões inteligentes

11 Revisão sobre hardware de computadores (1)
Bus Componentes de um computador pessoal simples

12 Software, hardware e comunicação
Ger. Processos Ger. Memória Ger. E/S Ger. Disco/ Sist. Arq. InfraSW Sub-sist. Comunicação Como funciona um programa? Como funcionam dois programas ao mesmo tempo? E se estiverem cooperando, mas em máquinas diferentes interligadas em rede? InfraHW Bus InfraCom Rede

13 Revisão sobre hardware de computadores (2)
Típica hierarquia de memória números mostrados são apenas aproximações

14 Revisão sobre hardware de computadores (3)
Passos para iniciar um dispositivo de E/S e obter uma interrupção Como a CPU é interrompida

15 Estrutura de Sistemas Operacionais (1)
Modelo simples de estruturação de um sistema monolítico SO = um processo com n procedimentos

16 Estrutura de Sistemas Operacionais (2)
Usuário Modularidade Hierarquia Facilita evolução e adaptação a novos ambientes Aplicativos Utilitários Sistema Operacional Computador (Hardware) Estrutura em camadas

17 Estrutura de Sistemas Operacionais (3)
O modelo cliente-servidor

18 Estrutura de Sistemas Operacionais (4)
O modelo cliente-servidor em um sistema distribuído

19 Revisão

20 Para quê software básico?
Como funcionam dois programas ao mesmo tempo? Interrupção e escalonamento E se dois programas quiserem usar o mesmo recurso? Controle de concorrência E se estiverem cooperando, mas em máquinas diferentes interligadas em rede? Comunicação

21 O que é um Sistema Operacional?
É uma máquina estendida (uma abstração do hardware) É um gerenciador de recurso

22 Sistemas Operacionais
Diversidade Estrutura Monolítico Em camadas Cliente-servidor

23 Conceito Básico Processo
Contexto de processo Vídeo Teclado CPU Memória E/S outros dispositivos CPU: Registradores Memória: Posições em uso E/S: Estado das requisições Estado do processo: Rodando, Bloqueado, Pronto Outras informações

24 Conceito Básico Processo
Estados de um processo Contexto ID do Processo Estado executar Pronto Rodando Prioridade Criar Terminar Program Counter suspender (tempo) Ponteiros da Memória desbloquear bloquear (I/O) Contexto (regs.) I/O Status Bloqueado Informações gerais tempo de CPU limites, usuário, etc.

25 Criação de Processos Principais eventos que levam à criação de processos Início do sistema Execução de chamada ao sistema de criação de processos Solicitação do usuário para criar um novo processo Início de um job em lote

26 Término de Processos Condições que levam ao término de processos
Saída normal (voluntária) Saída por erro (voluntária) Erro fatal (involuntário) Cancelamento por um outro processo (involuntário)

27 Hierarquias de Processos
Processo “pai” cria um processo “filho”, processo filho pode criar seu próprio processo Formam uma hierarquia UNIX chama isso de “grupo de processos” Windows não possui o conceito de hierarquia de processos Todos os processos são criados iguais (sem conceito de “pai” e “filho”)

28 Conceito Multiprogramação
Multiprogramação de quatro programas Modelo conceitual de 4 processos sequenciais, independentes, mas Somente um programa está ativo a cada momento –escalonamento

29 Escalonamento de processos
Quando um ou mais processos estão prontos para serem executados, o sistema operacional deve decidir qual deles vai ser executado primeiro A parte do sistema operacional responsável por essa decisão é chamada escalonador, e o algoritmo usado para tal é chamado de algoritmo de escalonamento Para que um processo não execute tempo demais, praticamente todos os computadores possuem um mecanismo de relógio (clock) que causa uma interrupção, periodicamente

30 O que vamos ver neste Módulo I? Conceitos Fundamentais
Gerenciamento de Processos / Escalonamento Entrada e Saída Gerenciamento de Memória / Memória Virtual Gerenciamento de Disco / Sistemas de Arquivos