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2013-2 Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais

Aula 3

Prof: Carlos Eduardo de Carvalho Dantas

([email protected])

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“Nunca con�e em um computador que você não pode jogar pela janela.” – Steve Wozniak

mailto:[email protected]

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Operações do Sistema

Operacional

Se não existirem processos para executar,

dispositivos de I/O para servir e usuários a quem

responder, o Sistema Operacional permanecerá

inativo esperando que algo aconteça;

Eventos são indicados por interrupção ou exceção;

Deve ser assegurado que um erro em um programa

de usuário só cause problemas para o programa em

execução



Operacional

Deve ser distinguido a execução de código do

Sistema Operacional e o código definido pelo

usuário;

Kernel (bit 0) e Usuário (bit 1)



Operacional

Caso seja solicitado para executar uma instrução

privilegiada em modalidade de usuário, o hardware

não executará a instrução, tratando-a como ilegal e

interceptando-a para o Sistema Operacional;

O controle somente é devolvido ao Sistema

Operacional em situações de exceção, interrupção

ou chamada de Sistema (syscall);

Sistemas Operacionais antigos como o MS-DOS não

possuem modo dual;

Em casos de erros, o SO irá encerrá-lo

anormalmente



Operacional

Os Sistemas Operacionais modernos possuem um

Timer, que é configurado para interromper o

computador após um período especificado;

O sistema operacional posiciona um contador, onde

cada vez que o relógio marca, o contador é

decrementado, onde se atingir 0, ocorre uma

interrupção;

Ex: contador de 10 bits com relógio de 1 ms, permite

interrupções a intervalos de 1 a 1024 ms;

O SO pode tratar a interrupção como erro fatal ou dar

mais tempo ao programa.


Gerenciamento de processos

Um programa em execução é um processo;

Um processo precisa de tempo de CPU, memória,

arquivos e dispositivos de I/O para cumprir sua

tarefa;

Vários dados de inicialização podem ser enviados a

um processo;

Todo processo possui um ou mais contadores de

programa especificando a próxima instrução a ser

executada;

Dois processos associados ao mesmo programa são

duas sequências de execução separadas.



Um processo com vários threads tem múltiplos

contadores de programa, cada um apontando para a

próxima instrução a ser executada por determinada

thread;

Alguns processos são do sistema operacional e

outros dos usuários;

Todos os processos são executados

concorrentemente pela multiplexação em uma única

CPU



O Sistema Operacional faz:

Scheduling de processos de usuário e do sistema;

Suspensão e retomada de processos;

Fornecimento de mecanismos para sincronização de

processos;

Fornecimento de mecanismos para comunicação

entre processos.


Gerenciamento de memória

A memória principal é um repositório de dados de

acesso rápido compartilhado pela CPU e dispositivos

de I/O;

A memória principal é o único dispositivo de

armazenamento amplo que a CPU consegue

endereçar e acessar diretamente;

Para um programa ser executado, ele deve ser

mapeado para endereços absolutos e carregado na

memória;

Computadores devem manter vários programas na

memória, o que cria a necessidade do gerenciamento


Gerenciamento de memória


Controlar que partes da memória estão sendo

executadas concorrentemente e usadas por quem;

Decidir que processos (ou parte deles) e dados

devem ser transferidos para dentro e fora da

memória;

Alocar e desalocar espaço na memória conforme

necessário.


Gerenciamento do Sistema de

Arquivos

Sistemas operacionais abstraem as propriedades

físicas dos seus dispositivos de armazenamento, e

transforma em uma unidade lógica chamada arquivo;

Um arquivo é um conjunto de informações

relacionadas definido por seu criador;

Um diretório é um arquivo, contudo seu conteúdo se

restringe a ponteiros para os arquivos que estão

dentro do mesmo.


Gerenciamento do Sistema de

Arquivos


Criar e apagar arquivos;

Criar e apagar diretórios para organizar arquivos;

Suportar primitivas para manipulação de arquivos e

diretórios;

Mapear arquivos para a memória secundária;

Fazer backup de arquivos em mídias de

armazenamento estáveis (não-voláteis)


Gerenciamento de

Armazenamento de Massa

A memória secundária deve ser backup para a

memória principal;

Grande parte dos programas são armazenados em

disco até ser carregado na memória, e usam o disco

como fonte e destino do processamento

O sistema Operacional faz:

Gerenciamento do espaço livre;

Alocação de espaço de armazenamento;

Scheduling de disco.


Armazenamento em Cache

Quando se precisa de uma informação específica,

primeiro verifica se esta está em cache;

Registradores índice fornecem um cache de alta

velocidade para a memória principal;

Pelo tamanho limitado dos caches, o gerenciamento

do cache é um problema de projeto


Armazenamento em Cache

Um inteiro a ser incrementado em 1 precisa de:

Operação de I/O copiando na memória principal o

bloco de disco que o inteiro reside;

Copia o inteiro para o cache e em um registrador

interno;

O incremento é realizado e volta atualizando nos

dispositivos.


Sistemas de I/O

O Sistema Operacional oculta dos usuários as

particularidades dos dispositivos de Hardware;


Um componente de gerenciamento de memória que

inclui buffer, cache e spooling;

Uma interface genérica para drivers de dispositivos;

Drivers para dispositivos de hardware específicos.

Só o driver do dispositivo conhece as peculiaridades

do dispositivo específico ao qual é atribuído


Proteção e Segurança

O acesso aos dados deve ser regulado;

Proteção é qualquer mecanismo de controle do

acesso de processos ou usuários aos recursos;

A segurança deve defender o sistema de ataques

internos e externos;

Sistemas modernos mantém ID de segurança, que é

o ID de usuário. Esse ID é associado a todos os

processos e threads do usuário


Exercícios


Referências Bibliográficas

[1] – Fundamentos de Sistemas Operacionais:

Princípios básicos – Silberschartz, Galvin, Gagne

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