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Aula sobre Sistemas Operacionais

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  • Instituto Federal da Bahia

    INF009 - Sistemas Operacionais

    Prof Flvia Maristela

    Aula 1: Introduo aos Sistemas

    Operacionais

  • Pensando melhor... Porque cursar a disciplina de S.O.? A disciplina obrigatria!

    A disciplina tima!

    Sistemas operacionais fcil! (Definitivamente, NO!)

    A disciplina vai ser importante para mim!

    Na maioria das vezes, COMPUTAO muito mais transpirao do que inspirao...

    :-)

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • O que veremos nesta aula? Introduo

    Histrico

    Principais funes de um sistema operacional

    Estrutura de sistemas computacionais

    Sistema operacional na viso do usurio

    Viso interna de um sistema operacional

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Mas afinal, para que serve um sistema

    operacional?

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • A histria dos Sistemas Operacionais

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

    Se confunde com as Geraes de Computadores:

    1. Gerao de SO: programadores desenvolviam o programa e

    as funes de gerncia para cada uma das aplicaes fazia parte

    do cdigo da prpria aplicao;

    2. Gerao: o sistema de processamento em lote

    (armazenamento prvio de diversas tarefas para processamento

    sequencial no computador). Representou um marco para a

    gerao;

  • A histria dos Sistemas Operacionais

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

    Se confunde com as Geraes de Computadores:

    3. Gerao: desenvolvimento do conceito de multiprogramao

    (particionamento da memria do computador em diversas

    parcelas para que mltiplas tarefas pudessem ser executadas),

    dando a sensao para o usurio de um paralelismo no

    existente;

    4. Gerao: marcada pelo desenvolvimento de interfaces

    grficas. As redes de computadores impulsionam o surgimento

    de sistemas operacionais de rede e os sistemas operacionais

    distribudos.

  • Infogrfico

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

    http://www.tecmundo.com.br/sistema-operacional/2031-

    a-historia-dos-sistemas-operacionais-ilustracao-.htm

  • Viso geral de um sistema computacional

    Um sistema computacional consiste em:

    Programas Aplicativos

    Programas do Sistema

    Dispositivos de Hardware

    Hardware

    Compiladores Editores Interpretadores

    de Comandos

    Sistema

    Bancrio Editor de texto,

    Planilha Eletrnica Navegador

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • necessrio um componente capaz de...

    Gerenciar diferentes recursos

    CPU, memria, disco, ...

    Melhorar o desempenho do computador

    tempo de resposta, throughput*,...

    Prover uma arquitetura que facilite a programao:

    possvel abstrair a camada de hardware!

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • necessrio um componente capaz de...

    Servir de interface entre o hardware e o resto do computador

    Sistema Operacional

    Hardware

    Compiladores Editores Interpretadores

    de Comandos

    Sistema

    Bancrio Editor de texto,

    Planilha Eletrnica Navegador

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Quais as principais funes de um sistema

    operacional?

    Gerenciar recursos de hardware

    Gerenciamento de Processador (Gerncia de Processos)

    Gerenciamento de Memria

    Gerenciamento de E/S

    Gerenciar recursos de Software:

    Programas

    Arquivos

    A gerncia de recursos implica em garantir que os mesmos sejam utilizados sem que ocorram erros, que possam levar a falhas no sistema como um todo.

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Gerenciando o hardware :: o processador

    O que faz o processador? Responsvel pelas operaes lgicas e aritmticas do

    computador

    O processador busca suas instrues para execuo na memria

    Instrues podem ser executadas de duas formas: Modo kernel (privilegiado)

    Modo usurio

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Arquitetura de Von Neumann

    Fonte: http://smolkaetcaterva.blogspot.com.br/2010/10/sistemas-de-computacao-3-arquitetura.html Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Gerenciando o hardware :: o processador

    Modo kernel

    CPU pode executar qualquer instruo

    CPU tem acesso direto ao hardware

    Modo usurio

    Permite a execuo de apenas um subconjunto de instrues

    Acesso limitado aos atributos das instrues

    Funes que envolvem E/S e proteo de memria no so

    acessveis

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Gerenciando o hardware :: a memria

    Para que serve a memria?

    Segundo principal componente do computador.

    Tipos de Memria:

    Cache

    Principal

    Disco Magntico

    Fita Magntica

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Hierarquia de Memria

    http://www.cursosdeinformaticabasica.com.br/hierarquia-das-memorias-de-um-computador/ Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Gerenciando o hardware :: Entrada e Sada

    Dispositivos de E/S interagem fortemente com o sistema operacional

    Modos de realizar E/S:

    Espera ociosa

    Interrupo

    Direct Memory Access (DMA)

    Vocs se lembram o que isto? Vale a pena relembrar!

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Para pensar um pouco...

    Existe algum programa que precisa executar no modo kernel?

    Que programas executam no modo usurio?

    Como um programa do modo usurio pode acessar os

    dispositivos de E/S?

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Como o usurio acessa o hardware?

    Sistema Operacional

    Hardware

    Compiladores Editores Interpretadores

    de Comandos

    Sistema

    Bancrio Editor de texto,

    Planilha Eletrnica Navegador

    Programas de sistema ou utilitrios e aplicativos Controle permanece com o usurio

    Chamadas de sistema (system calls) Controle passado para o sistema operacional Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • De fora para dentro... Sistema operacional na viso do usurio:

    system calls: usadas quando programas solicitam servios ao sistema operacional;

    transferem a execuo do programa para o sistema operacional;

    So executadas em modo kernel

    Exemplo: um usurio deseja ler o contedo de um arquivo texto.

    #Algoritmo 1. usurio acessa o editor 2. editor faz uma chamada de sistema para o sistema operacional 3. sistema operacional verifica se o arquivo existe 4. se arquivo existe 5. chamada de sistema para ler contedo do arquivo 6. chamada de sistema para exibir contedo no terminal 7. seno 8. Sistema operacional informa ao editor que arquivo no existe

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de sistemas operacionais

    Bart Simpson resolveu comprar um computador e criar um sistema operacional apenas para usar o Bloco de Notas. Que caractersticas esse Sistema Operacional precisaria ter?

    Meu sistema

    operacional vai ser

    monousurio e

    monotarefa!

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de sistemas operacionais

    Mais tarde, Bart resolveu que gostaria tambm de ouvir msica, enquanto editava seu texto. Que mudanas ele precisaria fazer no Sistema Operacional?

    Meu sistema operacional vai

    precisar ser alterado para

    considerar vrias tarefas

    sendo executadas!

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de sistema operacional

    Sistema Monotarefa vs. Sistema Multitarefa

    Monotarefa: admite a execuo de apenas uma tarefa por vez (monousurio e monoprogramado)

    Multitarefa: mais de uma tarefa executada por vez (monousurio ou multiusurio, multiprogramado)

    ESPERA ESPERA

    ESPERA ESPERA

    ESPERA ESPERA ESPERA

    Programa A

    Programa A

    Programa B

    MONOTAREFA

    MULTITAREFA Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de sistema operacional

    Com relao ao usurio

    Monousurio vs. Multiusurio

    Com relao ao nmero de tarefas que podem ser executadas:

    Monotarefa vs. Multitarefa

    Com relao ao tipo de programao

    Monoprogramao vs. Multiprogramao

    Qual a relao entre estes conceitos?

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de Sistema

    Sistemas Monoprocessados

    Reconhecem e gerenciam apenas uma unidade de

    processamento (CPU)

    Sistemas Multiprocessados:

    So capazes de gerenciar mais de uma unidade de

    processamento (CPU)

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • O que vimos nesta aula? Conceito de sistemas operacionais

    Principais funes dos sistemas operacionais

    Viso Geral das gerncias:

    Processador

    Memria

    E/S (reviso)

    Classificao dos sistemas operacionais:

    Quanto ao nmero de usurios

    Quanto a quantidade de processos executados

    Quanto ao tipo de programao

    Quanto ao nmero de unidades de processamento

    Flvia Maristela (flaviamsn at ifba.edu.br)

  • Outros tipos de sistema operacional

    Sistemas Multiprogramaveis/Multitarefas

    Batch

    Time-sharing

    Distribudos

    Tempo Real

    Embarcados

    Para os alunos:

    Pesquisem quais as principais caractersticas destes