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Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson 1 Introdução à Computação Universidade Federal do Maranhão Departamento de Informática Profa. Msc. Maria Auxiliadora Freire [email protected] 1

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Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

1

Introdução à Computação

Universidade Federal do Maranhão

Departamento de Informática

Profa. Msc. Maria Auxiliadora Freire [email protected]

1

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

2

SOFTWARE

PARTE 1

Universidade Federal do Maranhão

Departamento de Informática

2

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

3

Software de Sistemas

• Todos os programas relacionados à coordenação

das operações do computador.

• Exemplos:

– Sistemas operacionais.

– Conversores de linguagem:

• Convertem código de programa para

uma forma legível por máquina.

– Programas utilitários:

– Executam tarefas secundárias.

3

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

4

• Conjunto de instruções/funções/tarefas que

definem o que o computador deve executar

para chegar a um determinado resultado.

• Instruções eletrônicas que em geral residem

em um meio de armazenamento.

• Um conjunto específico destas instruções é

chamado Programa.

• Quando o computador está usando um

programa em particular, dizemos que eles

está rodando ou executando aquele

PROGRAMA.

SOFTWARE

4

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

5

Diferentes visões- Sistema computacional

5

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

6

Programas:

• Partes componentes do software

• Desenvolvidos utilizando Linguagens de Programação.

• Analistas de Sistemas e Programadores

– Projetam e desenvolvem programas / software

• Engenharia de Software

– Área de estudo que se preocupa com o desenvolvimento

de software

SOFTWARE

6

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

7

• O sistema operacional é software: um conjunto de rotinas que são executadas pelo processador para facilitar o acesso aos componentes de hardware (processador, memória, dispositivos de E/S), e gerenciar o uso do sistema de computação (hardware e software).

• Tradicionalmente os S.O. eram escritos em linguagem Assembly. Já faz um certo tempo que a maioria dos S.O. são escritos em linguagens de alto nível.

Sistemas Operacionais

7

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

8

• Composto por um conjunto de programas e rotinas

• Controla a execução de qualquer software utilizado

em um computador

• Gerencia os recursos do computador (hardware e

software) de modo a:

– Possibilitar sua utilização

– Aumentar sua eficiência

– Permitir a comunicação com outros equipamentos.

Sistemas Operacionais

8

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

9

• Composição Básica Kernel (Núcleo) - coração do sistema

operacional, composto pelas funções centrais do SO

– O kernel é residente na memória

– Responsável por implementar as chamadas de sistema

(serviços)

– Principais componentes são: Gerência de processador,

memória, entrada / saída e Sistema de arquivos

– Gerencia o sistema operacional.

• Carregado do disco rígido para a memória quando o

computador é inicializado (Booting).

Sistemas Operacionais

9

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

10

• Inicialização do Computador

• Gestão da Memória

• Gestão de Programas

• Programação de Tarefas

• Interfaceamento com o Usuário

• Configuração de Dispositivos

• Gerenciamento de Sistema Arquivo

• Segurança do Sistema

• Controle da Rede

• Monitoração do Desempenho

• Contabilidade

Funções do Sistemas Operacionais

10

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 1

A fonte de alimentação fornece

energia elétrica para as

diferentes partes do sistema processador

BIO

S

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

11

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 2

O processador procura

o BIOS

BIOS

Basic Input/Output System

Firmware que contém as

instruções de inicialização

do computador

processador

BIO

S

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

12

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 3

A BIOS realiza o POST

POST

Power-On Self Test

Teste mediante o qual são verificados componentes tais como mouse, teclado, conectores e placas de expansão

processador

BIO

S

placas de expansão

conectores

teclado

drive de CD-ROM

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

13

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 4

Os resultados do POST são

comparados com os dados

armazenados no chip CMOS

Chip CMOS

Complementary Metal Oxyde

Semiconductor

Armazena informações de

configuração do computador e

também detecta novos

dispositivos conectados

processador

BIO

S

placas de expansão

conectores

drive de CD-ROM

chip CMOS

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

14

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 5

O BIOS procura os arquivos

do sistema no drive A

(disco flexível) e, em

seguida, no drive C (disco

rígido)

Arquivos do sistema

Arquivos específicos do

sistema operacional,

carregados durante a

inicialização

processador

BIO

S

placas de expansão

conectores

drive de CD-ROM

chip CMOS

disco rígido

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

15

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Passo 6

O programa de boot

carrega na RAM o kernel

do SO (armazenado no

HD), o qual assume, a

partir de então, o controle

do computador

processador

BIO

S

placas de expansão

conectores

drive de CD-ROM

chip CMOS

disco rígido

módulos de memória RAM

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

16

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Step 7

Passo 7

O SO carrega informações de configuração, exibe a área de trabalho (desktop) na tela e executa programas na pasta Iniciar (StartUp)

Pasta Iniciar (StartUp)

Contêiner de uma lista de

programas que são

automaticamente

iniciados quando o

computador é inicializado

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização

17

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

19

RAM (memória física)

O SO aloca uma

porção de um

meio de

armazenamento

(usualmente o

disco rígido)

para atuar como

RAM adicional

Disco (memória virtual)

Funções dos Sistemas Operacionais

Gestão da Memória Virtual

19

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

20

Passo 1

O SO transfere os

dados e as

instruções de

programas menos

usados

recentemente

para o disco

rígido, uma vez

que a memória é

necessária para

outros propósitos

RAM (memória física)

Disco (memória virtual)

swap out de página

Funções dos Sistemas Operacionais

Gestão da Memória Virtual

20

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

21

Passo 2

O SO transfere os

dados e as

instruções de

programas do

disco rígido para

a memória

quando

necessários

RAM (memória física)

Disco (memória virtual)

swap out de página

swap in de página

Funções dos Sistemas Operacionais

Gestão da Memória Virtual

21

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

22

• Pode ser implementado por meio de paginação.

– Divide a memória em páginas pequenas, de tamanho fixo.

– A tabela de páginas (page table) controla as localizações

na memória.

Funções dos Sistemas Operacionais

Gestão da Memória

22

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

23

• Salvar arquivos em disco.

• Ler arquivos do disco para a memória.

• Verificar o espaço disponível em disco e memória.

• Alocar memória para armazenar dados e programas.

• Ler toques de teclas do teclado e exibir caracteres ou gráficos na tela.

• Os programas trazem incorporados a si instruções que solicitam ao sistema operacional estes serviços (chamadas ao sistema operacional).

Funções dos Sistemas Operacionais

Gestão de Programas

23

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

24

• Tempo Compartilhado

– Os programas se alternam na utilização da CPU.

– Baseado no tempo.

• A cada usuário é designada uma fatia de tempo (fração de

segundo).

• A CPU trabalha somente nas tarefas desse usuário durante

sua fatia de tempo.

• Tempo de resposta: o tempo entre o pedido digitado e a

resposta do computador.

– Tipicamente, é usado em aplicações com muitos

usuários.

Funções dos Sistemas Operacionais

Programação de Tarefas

24

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

25

• O uso de um computador potente com múltiplas CPUs.

• Múltiplos programas rodam simultaneamente.

– Cada um é executado em seu próprio processador

• Dois ou mais programas executados concorrentemente.

– Os programas se alternam na utilização da CPU.

– Baseada em eventos.

• Uma interrupção suspende o processamento para permitir a

execução de um outro programa.

• Depois que o segundo programa é executado, o sistema

operacional retorna a CPU a outro programa.

• Geralmente é usada em programas em lote que não exigem entrada do

usuário.

Funções dos Sistemas Operacionais

Multiprogramação

25

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

26

• Do ponto de vista do usuário, o que faz ou prejudica um sistema operacional é a qualidade da interface com o usuário

• Às vezes, a interface com o usuário é denominada shell, sugerindo a idéia de que a interface com o usuário (o shell) “envolve” o sistema operacional (o kernel dentro do shell).

• Os três tipos de interfaces com o usuário são:

• Interface de linha de comando,

• Interface baseada em menus e

• Interface gráfica.

Funções dos Sistemas Operacionais

Interface com o Usuário

26

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

27

• Interface de linha de comando

• A comunicação é feita via digitação de palavras (limitadas) e símbolos no teclado do computador;

• O usuário controla os programas através da digitação de comandos no

aviso de comando (prompt), Exemplo: c> ; • Exige que o usuário digite os comandos utilizando palavras-chave que

instruem o sistema operacional sobre o que fazer (Ex.: “format” e “copy”).

• Usuário deve conhecer as regras de sintaxe.

• Pouco utilizados pelos usuários porque exigem memorização e é muito

fácil cometer um erro de digitação. • Preferido pelos usuários experientes.

Funções dos Sistemas Operacionais

Interface com o Usuário

27

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

28

• Interface Baseada em Menus

• Permitem que o usuário evite a memorização das palavras-

chave e sintaxe. Os menus baseados em texto na tela mostram

todas as opções disponíveis em um determinado ponto.

• Alguns sistemas permitem que o usuário clique a opção

desejada com o mouse.

Funções dos Sistemas Operacionais

Interface com o Usuário

28

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

29

• Interface gráfica

• Também conhecida por GUI (Graphical User Interface);

• Possibilita o trabalho em termos visuais;

• Desenvolvimento do conceito de Menus, ícones e caixas de diálogos

• Facilidade de utilização medida pela intuitividade da interface

• Tipo de interface chamada amigável

• Utiliza o conceito de desktop - área de trabalho digital: Mesa de

trabalho digital

• Calculadora, bloco de notas, pastas, lixeira, etc...

Funções dos Sistemas Operacionais

Interface com o Usuário

29

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

30

Driver de Dispositivo - Programa que possibilita

a comunicação do SO com um dispositivo de

E/S

Cada dispositivo requer um driver próprio

driver de

dispositivo

Funções dos Sistemas Operacionais

Comunicação SO - dispositivo de E/S

30

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

31

Plug’n Play (PNP ou Plug and Play) Reconhecimento de novos dispositivos pelo

computador, instalação automática de drivers para esses dispositivos e verificação de conflitos com outros dispositivos.

Suportado pela maioria dos dispositivos e SO atuais.

Quando se liga um sistema Plug/Play, o principal árbitro entre o software e o hardware, o BIOS é o primeiro componente a assumir o controle.

Sistemas Operacionais

31

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

32

Sistema de Arquivo

• Um sistema de arquivos é um conjunto de

estruturas lógicas e de rotinas que permitem

ao sistema operacional controlar o acesso ao

disco rígido. Diferentes sistemas

operacionais usam diferentes sistemas de

arquivos.

– Controla a localização dos arquivos.

– Responde a comandos para manipular arquivos.

– Controla pedidos de entrada e saída de arquivos

– Processa-os na ordem em que são recebidos. 32

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

33

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

• Os sistemas operacionais agrupam os dados em

compartimentos lógicos para armazená-los em disco

33

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

34

Como os Dados São Organizados

Setor ou Segmento

Trilhas

1 2

3

4

5

6

7

8

9

Cluster

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

34

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

35

Formatação Física - os discos são divididos em

trilhas, setores e cilindro e são gravadas as marcações

servo, que permitem que a placa lógica posicione

corretamente as cabeças de leitura.

Formatação Lógica - organizado à maneira do

sistema operacional, preparado para receber

dados. A esta organização damos o nome de

“sistema de arquivos”.

Formatação - Processo de

preparação de um disco para

leitura e escrita (gravação).

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

35

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

36

FAT – “File Alocation Table” ou “tabela de alocação de arquivos”.

localizado no setor “0” do disco. A função da FAT é servir como um índice, armazenando informações sobre cada cluster do disco

Comparando o FAT com um livro.

as páginas clusters;

a FAT as legendas e numeração das páginas;

o diretório raiz índice, com o nome de cada capítulo e

a página onde ele começa.

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

36

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

37

Organização de arquivos

0 1 2 3 4 5 6 7

?

readme.txt

0 1 2

prova.doc

0 1 2 3 4 5 6 7

aula.pdf

0 1 2 3 4

Dispositivo

físico

Vetor de

blocos

lógicos

Arquivos

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

37

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

38

Organização de arquivos

/raiz

arquivos windows docs temp

java Winzip help system32 aulas pedro

carta

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

38

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39

Gravando o arquivo ”carta”

Arquivo cluster

Despesas.xls 1

Relatorio anual.doc 2

Disponível 3

Novo orcamento.xls 4

FAT

ENDEREÇO DO CLUSTER

CLUSTER TRILHA SETORES

3 1 2,3,4,5

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

39

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40

• Técnicas de alocação

– Formas de mapear os blocos dos arquivos em posições no vetor de blocos lógicos

– Alocação contígua de arquivos

– Alocação em listas encadeadas

• listas diretas ou listas indexadas

– Alocação indexada

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

40

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

41

readme.txt 010 003

prova.doc 002 008

Aula.pdf 017 005

arquivo inicio #blocos

0 1 2 3 4 5 6 7

Alocação contígua Cada arquivo ocupa um conjunto de blocos lógicos consecutivos.

Não há blocos vazios entre os blocos de um mesmo arquivo.

Para cada arquivo, o diretório informa seu bloco de início e o no de

blocos.

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

41

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

42

• Alocação contígua – Vantagens:

• Simplicidade de implementação.

• Rapidez de acesso aos arquivos:

– todos os blocos do arquivo estão próximos.

• Facilidade de acesso seqüencial e aleatório:

– sequencial: basta ler os blocos consecutivos

– aleatório: posições internas podem ser facilmente calculadas a partir da

posição do bloco inicial.

– Desvantagens: • Pouca flexibilidade no crescimento dos arquivos.

• Tamanho máximo do arquivo deve ser conhecido no momento da alocação.

• Ocorrência de fragmentação externa.

• Necessidade de desfragmentação periódica

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

42

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

43

• Alocação encadeada

– Os arquivos são armazenados como listas de

blocos – cada bloco aponta para o próximo

– diretório aponta para o bloco inicial

– os blocos podem estar espalhados

– Base de funcionamento da FAT

• sistema de arquivos Windows

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

43

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

44

arquivo inicio #blocos

Alocação encadeada

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

44

readme.txt 010 003

prova.doc 002 008

Aula.pdf 017 005

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

45

• Alocação encadeada

– Vantagens – não há fragmentação externa

– todo o disco pode ser usado

– tamanho dos arquivos pode ser mudado facilmente

– Desvantagens – acesso aleatório é mais demorado

– maior fragilidade em caso de problemas

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

45

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

46

• Alocação indexada

– Baseada em tabelas de blocos

• um bloco especial guarda a tabela de blocos do

arquivo: index-node (i-node)

• diretório aponta para os i-nodes

• blocos podem estar espalhados

– Base de funcionamento do UNIX

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

46

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

47

Alocação indexada

readme.txt 010 003

prova.doc 002 008

Aula.pdf 017 005

arquivo inicio #blocos

I-node

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

47

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

48

• Alocação indexada

– Vantagens – não há fragmentação externa

– todo o disco pode ser usado

– acesso rápido

– robustez em caso de problemas

– Desvantagens – gerência mais complexa

– espaço em disco perdido com os i-nodes

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

48

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49

• Fragmentação interna

– Arquivos são alocados em blocos: – Os blocos têm tamanho fixo.

– Entre 512 bytes e 8 Kbytes.

– Um bloco não pode ser alocado parcialmente.

– Se usarmos blocos de 4096 bytes: – um arquivo de 5700 bytes ocupará 2 blocos.

– 2492 bytes serão perdidos no último bloco.

– Em média, perde-se 1/2 bloco por arquivo.

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

49

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

50

• Fragmentação externa

– Espaços vazios entre blocos de arquivos.

– À medida que o sistema evolui:

• arquivos são criados e removidos

• mais espaços vazios aparecem.

• os espaços vazios ficam menores.

– Alocar novos arquivos torna-se difícil !

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

50

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

51

Evolução da fragmentação

t

aloca aloca

aloca aloca

Agora, como alocar um arquivo com 4 blocos ?

remove remove

remove

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

51

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

52

• Desfragmentação

– Mover arquivos para reagrupar os

fragmentos em espaços maiores

– Visa permitir alocar arquivos maiores

– Deve ser feita periodicamente

– Uso de algoritmos para minimizar

movimentação de arquivos (rapidez)

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

52

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

53

Estratégias de desfragmentação

Situação inicial

Moveu 6 blocos

Moveu 4 blocos

Moveu 2 blocos

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

53

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

54

• Estratégias de alocação

– First-fit: usar o primeiro espaço livre – maior rapidez de alocação

– pouca preocupação com fragmentos

– Best-fit: usar o menor espaço livre – usar o melhor possível os espaços em disco

– fragmentos residuais são pequenos

– Worst-fit: usar o maior espaço livre – fragmentos residuais são maiores

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

54

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

55

Alocando um arquivo c/ 2 blocos

Worst-fit

Best-fit

First-fit

Situação inicial

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

55

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

56

• Tamanho dos blocos – A escolha do tamanho dos blocos é importante

para a eficiência do sistema.

– Blocos pequenos:

– menor perda por fragmentação interna

– mais blocos por arquivo: maior custo de gerência

– Blocos grandes:

– maior perda por fragmentação interna

– menos blocos por arquivo: menor custo de gerência

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Arquivo

56

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57

• Compartilhar recursos (discos rígidos e

impressoras).

• Segurança de dados.

• Diagnóstico e solução de problemas

(troubleshooting).

• Controle administrativo.

Funções dos Sistemas Operacionais

Gerenciamento de Rede

57

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58

Primórdios

– Sistema operacional inexistente

– Usuário é o programador e o operador da máquina

– Evolução foi motivada por:

• Melhor utilização de recursos

• Avanços tecnológicos (novos tipos de hardware)

• Adição de novos serviços

Sistemas Operacionais - Classificação

58

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59

Sistemas Monousuário – Projetados para serem usados por um único usuário de

cada vez, multi-tarefa (quando existente) limitada.

– Exemplo: MS- DOS, Windows 3.x, Windows 9x, Millenium

Sistemas Multiusuário – Suportam várias sessões de usuário em um computador.

– Exemplo: UNIX, Windows-NT, Windows 2000, “Windows XP”, Vista, Win 7

– Programas e arquivos de dados em um único computador (host), contas de usuário, gerencia o uso comum de periféricos compartilhados.

Sistemas Operacionais - Classificação

59

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

60

Sistemas Monotarefa (Monoprogramáveis)

– Podem executar apenas uma tarefa de cada vez.

– Exemplo: MS-DOS

Sistemas Multitarefa (Multiprogramáveis)

– Permitem executar várias tarefas “simultaneamente”

• Modo cooperativo. Exemplo: Windows 9x (aplicativos de

16 bits)

• Modo preemptivo. Exemplo: Windows NT, UNIX, OS/2,

Windows 9x (aplicativos de 32 bits)

Sistemas Operacionais - Classificação

60

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

Cooperação e Preempção

• Multitarefa Cooperativa - cada aplicativo ocupa

seu próprio endereço de memória e recursos do

sistema. Cabe a cada processo liberar voluntariamente

a utilização do processador para que outro processo

possa ser executado

• Multitarefa Preemptiva – o SO gerencia o

escalonamento dos processos, podendo interromper um

processo em favor de outro, de maior prioridade

61

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

62

Sistemas em Lote (Batch)

- Primeiros sistemas multiprogramáveis

- Caracterizados por terem seus jobs armazenados em disco

ou fita, até o momento de serem executados de forma

seqüencial.

- Os jobs não possuem interação com o usuário (Ex.:

primórdios – compiladores, linkedições, backups).

- Início: passagem entre jobs - manual

- Evolução: Sequenciamento automático de jobs, transferindo

o controle de um job a outro.

Sistemas Operacionais - Classificação

62

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

63

Sistemas Multiprogramáveis de

Tempo Compartilhado (Time sharing)

• Fornecem serviços a diversos usuários concorrentemente

• Usuários possuem um terminal

– Interação com o programa em execução

• Usuário - Ilusão de possuir a máquina dedicada à execução de seu programa

– Divisão do tempo de processamento entre usuários

– Tempo de resposta é importante

Sistemas Operacionais - Classificação

63

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

64

Sistemas Multiprogramáveis de Tempo Real

• Quanto à construção, são bem semelhantes aos sistemas de tempo compartilhado. Porém, os objetivos e exigências são diferentes.

• Em geram, atendem (monitoram) processos externos que requerem tempos de resposta dentro de limites rígidos. Ex.: experimentos científicos, tratamento de imagens médicas, controle de processos, etc

• O processo realimenta o computador.

• Em geral não existe o conceito de fatia de tempo alocada a um processo.

• Noção de tempo real é dependente da aplicação (segundos, minuto, horas, etc).

Sistemas Operacionais - Classificação

64

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

65

Sistemas com Múltiplos Processadores

• Caracterizam-se por possuir 2 ou mais CPUs interligadas, trabalhando conjuntamente.

• No desenvolvimento desses sistemas, o mais importante é a forma de comunicação entre os processadores e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de E/S, o que leva a seguinte classificação:

– sistemas fortemente acoplados (assimétricos e simétricos)

– sistemas fracamente acoplados (SO de rede e SO distribuído).

Sistemas Operacionais - Classificação

65

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

66

Tipos de Sistemas Operacionais

• Plataforma: combinação de hardware de computador e software de sistema operacional. – Wintel (Microsoft Windows que roda em um PC baseado em

Intel) é a mais comum.

• Plataformas Comuns: – MS-DOS

– Windows

– MAC OS

– Unix

– Linux

66

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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Sistemas Operacionais: MS-DOS

• Usa uma interface de linha de comando.

– A tela apresenta prompts ao usuário.

– O usuário digita comandos.

• Amplamente substituído pelas interfaces gráficas.

• Não é amigável (user-friendly).

67

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

68

Sistemas Operacionais: Windows • Iniciou-se como um ambiente operacional para o MS-DOS.

– Windows 3.1 Uma camada adicionada “por cima” do DOS

– Não era um sistema operacional completo; necessitava do MS-DOS.

• Família Windows

– Windows 9x • Windows 95 / Windows 98 • Windows Millennium Edition (ME)

– Mercado corporativo • Windows NT • Windows 2000

– Windows XP

– Windows Vista

– Windows 7 / Windows 7

68

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

69

• Recursos do Windows – Nomes de arquivo extensos (até 255 caracteres).

– Plug and Play:

• Torna mais fácil a instalação de componentes de

hardware.

– Object Linking and Embedding (OLE):

• Permite ao usuário incorporar ou vincular um documento

em outro.

Sistemas Operacionais: Windows

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Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

70

• Windows NT (“new technology” – nova tecnologia)

– A Área de Trabalho tem a aparência do Windows 98 e age

como ele.

– Destina-se a ambientes corporativos, ligados em rede.

– Projetado para garantir escalabilidade (a capacidade de

suportar muitos usuários).

– Segurança mais rígida.

• Windows 2000

– A última geração do Windows NT.

– Você obtém “sua” área de trabalho e arquivos,

independentemente de qual PC usa para acessar a rede.

Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo

70

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Windows XP – Reúne em um único produto as versões

corporativas e aquelas destinadas ao

consumidor do Windows. • versão doméstica (Home);

• versão profissional (Professional).

– Melhor interface com o usuário

– Melhor suporte para multimídia.

– Mais personalização

– Suporte e proteção para a Internet

Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo

71

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Windows Vista

– Melhoramento na pesquisa

– Defesas internas contra spyware e

outros malwares.

– Gerencie e monitore o uso que seus

filhos fazem do computador.

– Crie e compartilhe filmes e

apresentações de slides em poucos

minutos.

Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo

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Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Windows 7

– Compartilhe facilmente arquivos, fotos e

músicas em sua rede doméstica.

– Organize muitos arquivos, documentos e

fotos sem esforço algum.

– Navegue em várias janelas abertas com

mais rapidez.

– Etc.

Sistemas Operacionais: Mercado Corporativo

73

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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Sistemas Operacionais: UNIX

• Desenvolvido em 1971 para ser usado no minicomputador DEC.

• Sistema baseado em caracteres com interface de linha de comando.

• Não é ligado a nenhuma família de processadores. – Roda praticamente em qualquer tipo de sistema (PC,

mainframe, estação de trabalho) de qualquer fabricante.

• Principal sistema operacional em uso em servidores de Internet. – Manipula facilmente muitos usuários ao mesmo tempo.

74

Software Livre

• Free Software – – Liberdade de executar o programa;

– Adaptá-lo as suas necessidades ( acesso ao código fonte);

– Liberdade de redistribuição de cópias;

– Liberdade de aperfeiçoar o programa.

• Open Source Software. – A licença não deve restringir a redistribuição do programa e de

trabalhos derivados;

– O código-fonte deve estar disponível junto com o programa, ou deve estar disponível para download gratuitamente;

– A licença não deve discriminar pessoas ou grupos, nem restringir a forma de uso do programa (por exemplo, não deve restringir o uso comercial)

Maria Auxiliadora 75 H. L. Capron / J. A. Johnson

• Principais vantagens da utilização de Software Livre:

– Segurança (praticamente isento de vírus.

– Economia (você pode baixar ele sem custo da internet, tanto o

software quanto a sua documentação de uso).

– Alternativa à pirataria (você não corre riscos ao ser

surpreendido por fiscais cobrando por licenças).

– Engajamento (você estará utilizando uma solução mais viável

para um país em desenvolvimento como o Brasil).

– Autonomia (você tem liberdade para fazer o que quiser com

este software desde que siga as 4 liberdades básicas a ele

atribuídas)

Maria Auxiliadora 76 H. L. Capron / J. A. Johnson

Software Livre

Sistemas Operacionais - LINUX

• LINUX

– Sistema operacional de livre distribuição, semelhante ao

UNIX, constituído por um kernel, ferramentas de sistema,

aplicativos e completo ambiente de desenvolvimento.

– Nos anos 90 com o crescimento do poder de

processamento dos PCs, um estudante chamado Linus

Torvalds , teve a ideia de desenvolver um sistema

totalmente compatível com o UNIX original e que fosse

capaz de rodar nos PCs da época. Torvalds pegou um UNIX

comercial chamado Minix e o reescreveu criando um

sistema operacional melhor que o próprio Minix e o registrou

na GPL (General Public License).

Maria Auxiliadora 77 H. L. Capron / J. A. Johnson

• Partes que compõem o Linux

Sistemas Operacionais - LINUX

aplicativos

shell

kernel

Maria Auxiliadora 78 H. L. Capron / J. A. Johnson

• Partes que compõem o Linux – Kernel - é o núcleo do sistema. É responsável pelas operações de

baixo nível tais como: gerenciamento de memória, gerenciamento de processos, suporte ao sistema de arquivos, periféricos e dispositivos.

– Shell - é o elo entre o usuário e o sistema. Imagine o Shell como sendo um intérprete entre pessoas que falam línguas diferentes. Ele traduz os comandos digitados pelo usuário para a linguagem usada pelo kernel e vice-versa. O Bourne Shell e o C Shell são os mais comumente usados.

– Aplicações - Incorporam novas funcionalidades ao sistema. É através deles que se torna possível a implementação de serviços necessários ao sistema. Podem ser divididos em aplicações do sistema e aplicações do usuário.

Sistemas Operacionais - LINUX

Maria Auxiliadora 79 H. L. Capron / J. A. Johnson

• Características:

– Multitarefa

– Multiusuário

– É gratuito, atualizações frequentes e é desenvolvido voluntariamente por programadores experientes e colaboradores que visam a constante melhoria do sistema.

– Convive harmoniosamente no mesmo computador com outros sistemas operacionais

– Não exige um computador potente para rodar

– Não é necessário licença para o seu uso.

– Maior estabilidade em relação ao Windows

Maria Auxiliadora 80 H. L. Capron / J. A. Johnson

Sistemas Operacionais - LINUX

• Características:

– Maior confiabilidade.

– Não precisa ser reinicializado devido a instalação de programas ou configuração de periféricos.

– Acessa discos formatados por outros sistemas operacionais

– Suporte a linguagens de programação.

– Ambiente Shell

Maria Auxiliadora 81 H. L. Capron / J. A. Johnson

Sistemas Operacionais - LINUX

• Características:

– Suporte a diversos dispositivos e periféricos disponíveis no mercado

– Código fonte aberto, isso significa que se você for um programador, pode modificá-lo para se adequar a necessidades específicas.

– Case Sensitive ou seja, ele diferencia

letras maiúsculas e minúsculas nos

arquivos.

Maria Auxiliadora 82 H. L. Capron / J. A. Johnson

Sistemas Operacionais - LINUX

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Executam tarefas secundárias.

• Exemplos:

– Gerenciador de arquivos (Windows Explorer)

– Compactação de arquivos (Winzip)

– Recursos de Impressão

– Outros

Programas Utilitários dos SO

83

Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Compartilhando Recursos de Impressão

– Spooling: o programa escreve uma linha em um arquivo em

disco em vez de enviá-la diretamente a uma impressora.

• Quando o arquivo é concluído, é colocado numa fila.

• O arquivo é impresso quando a impressora se torna

disponível.

– Permite a um programa concluir a execução muito mais

rapidamente.

• Escrever em disco é muito mais rápido do que escrever

em uma impressora.

Programas Utilitários

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Maria Auxiliadora H. L. Capron / J. A. Johnson

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• Backup e Restauração:

– Backup: faz cópias de discos e armazena-as em um lugar seguro.

– Restauração: restaura arquivos de backups.

• Desfragmentador de disco: reorganiza o disco a fim de que todos os arquivos sejam armazenados em localizações contíguas.

Programas Utilitários

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