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  • Computao L1: Infra-Estrutura Bsica Srgio Cavalcante svc@cin.ufpe.br
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  • Hardware, Software e Comunicao Hardware Sistema Operacional Software de Suporte Software Aplicativo
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  • Pra qu software bsico? n O que acontece quando ligamos o computador? n E quando clicamos num cone? n Como funcionam dois programas ao mesmo tempo? n E se estiverem cooperando mas em mquinas diferentes interligadas em rede? n Como ocorre o mapeamento de discos? n E se dois programas quiserem usar o mesmo recurso?
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  • Escalonamento de Processos
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  • Mdulo 1 Conceitos Bsicos n Introduo aos Sistemas Operacionais n Gerenciamento de Processos / Escalonamento n Gerenciamento de Memria / Memria Virtual n Entrada e Sada n Gerenciamento de Disco / Sistemas de Arquivos
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  • Conceitos Bsicos Introduo aos Sistemas Operacionais n O que um sistema operacional? Um gerenciador de recursos. - Permite uma utilizao simples, eficaz e segura dos recursos do sistema computacional - Oferece uma interface para o usurio Que recursos so esses?
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  • Conceitos Bsicos Tarefas do S.O. n Permite o armazenamento e recuperaao de informaes n Isola detalhes de hardware n Controla o fluxo de dados entre componentes n Permite que um programa seja executado sem interferncia de outros n Permite cooperao entre programas n Interage com o(s) usurio(s) n Escalona e controla recursos n Responde a erros do sistema n Realiza contabilidade do uso do sistema (cobrana, performance)
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  • Conceitos Bsicos Tipos de S.O. n Sistemas batch (em lote) n Sistemas interativos n Monotarefa n Multitarefa n Monousurio n Multiusurio n Mquinas virtuais n Sistemas de tempo real n Estrutura: Monolticos X Em camadas
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  • Conceitos Bsicos Tipos de S.O. n Sistemas batch (em lote) Cartes perfurados n Sistemas interativos Terminais de usurios
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  • Conceitos Bsicos Tipos de S.O. n Monotarefa Executam apenas uma tarefa por vez. O que uma tarefa? O que so Processos? Antes, o que um programa? Processos so programas em execuo Processos so programas em execuo. So geralmente chamados de tarefas O que so Threads? Threads so partes de um programa que executam em paralelo. Threads so partes de um programa que executam em paralelo. Qual a diferena entre multitasking (multitarefa) e multithreading?
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  • Conceitos Bsicos Processos n Contexto de processos Vdeo TecladoCPUCPU Memria E/S outros dispositivos n CPU: Registradores n Memria: Posies em uso n E/S: Estado das requisies n Estado do processo: Rodando, Bloqueado, Pronto n Outras informaes
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  • Conceitos Bsicos: Processos Registradores da CPU n Registradores de controle e status Acesso geralmente restrito ao S.O. ou prpria CPU Ex: Program Counter (PC), Instruction Register (IR), Program Status Word (PSW) Resultados de operaes Modo supervisor / usurio Habilitao / desabilitao de interrupo n Registradores de uso geral O usurio tem acesso Armazenam dados endereos e resultados de operaes
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  • Conceitos Bsicos Processo n Estados de um processo Pronto Rodando Bloqueado Criao Trmino Esperando evento Evento ocorreu ID do Processo Estado Program Counter Ponteiros da Memria Contexto (regs.) I/O Status Prioridade Informaes gerais tempo de CPU limites, usurio, etc. Contexto
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  • Conceitos Bsicos Tipos de S.O. n Monotarefa n Multitarefa n Monousurio n Multiusurio Como evitar que um processo monopolize o sistema? Sistemas de tempo compartilhado (Time Sharing Systems) Permite sistemas interativos Requer temporizadores (timers ) Interrupes
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  • Conceitos Bsicos: Tipos de S.O. Multiprocessamento nd. Processo PC Base Limite Outros regs Lista de proc. Proc. A. Proc. B. n O ndice do processo contem o apontador para a lista de processos n Uma troca de processos consiste em trocar o valor dos registradores de contexto da CPU Memria... Contexto Dados Cdigo Contexto Dados Cdigo Regs da CPU
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  • Conceitos Bsicos: Tipos de S.O. O que necessrio para haver multiprocessamento? n Suporte do Hardware Temporizadores (timers ) Interrupes Gerenciamento de memria Proteo de memria n Suporte do S.O. Escalonamento dos processos Alocao de memria Gerenciamento dos perifricos
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  • Conceitos Bsicos: A importncia da Interrupo n Numa sistema simples, CPU deve esperar a execuo do comando de E/S A cada chamada do comando write a CPU fica esperando o dispositivo executar o comando. Ex: escrita em disco
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  • Conceitos Bsicos: A importncia da Interrupo n Um sistema com interrupo no fica esperando A CPU solicita o write e fica exectando outras tarefas at ser interrompida pelo disco. Ex: escrita em disco
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  • Conceitos Bsicos Operao Bsica da CPU Busca instruo e dados Busca instruo e dados Executa a instruo Incrementa PC 1) Pra o processo atual 2) Salta p/ rotina de interrupo 1) Pra o processo atual 2) Salta p/ rotina de interrupo Sim No Interrupo?
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  • Conceitos Bsicos Interrupo do Programa
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  • Conceitos Bsicos: Tipos de S.O. Como identificar e tratar erros? n Uso de excees Interrupes causadas por: Diviso por zero Erro de cdigo de instruo Acesso indevido de memria Acesso indevido a dispositivos de E/S...
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  • Conceitos Bsicos: Como evitar que um processo interfira em outros (inclusive no SO) ? n Nveis diferentes de prioridade para os processos: Modo supervisor (administrador) Modo usurio n Restrio (por hw) de acesso a certas Instrues (privileged instructions) Instrues de E/S Modificao de certos registradores n Gera uma exceo se tentado por processo do usurio
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  • Conceitos Bsicos: Como executar programas maiores que a memria principal? n Uso de memria virtual n reas do disco so usadas para armazenamento de blocos do programa. n Apenas os blocos em uso ficam na memria principal n Quando necessrio, trocam-se os blocos da memria com o disco (swap)
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  • Estrutura do S.O. Usurio Aplicativos Utilitrios Sistema Operacional Computador (Hardware) n Monoltico n Em camadas
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  • Estrutura em camadas n Modularidade n Hierarquia n Facilita evoluo e adaptao a novos ambientes

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