Introdução aos Sistemas OperacionaisMSc. Marcelo Aires

O que é umSistema Operacional?

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Sistema Operacional

É um software ou um conjunto de programas que gerencia os recursos do sistema (define o programa que recebe atenção do processador, gerencia memória, cria um sistema de arquivos, etc.), na qual fornece uma interface entre o computador e o usuário

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“Generalizando, é um conjunto de rotinas executado pelo processador, de forma semelhante aos programas de usuário. (MACHADO, MAIA, 2007).

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Visão Geral

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Qual a principal função doSistema Operacional?

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Principal função do Sistema OperacionalAdministrar o funcionamento do computador: gerenciar a utilização e o compartilhamento dos seus diversos recursos, como processadores, memória e dispositivos de entrada e saída.

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Qual a finalidade doSistema Operacional?

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Finalidade do Sistema OperacionalFornecer uma interface amigável com um ambiente completo, no qual o usuário possa executar programas.

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Como é a execução doSistema Operacional?

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Forma de execução do Sistema Operacional⬡ SO não é executado de forma linear como a

maioria das aplicações, com início, meio e fim;⬡ As rotinas são executadas em paralelo

(concorrentes) de modo assíncrono, ou seja, eventos que podem ocorrer a qualquer momento.

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Visões: Computador x Usuário

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Ponto de vista do computador Ponto de vista do usuário

PC projetado para vários usuários: SO responsável por gerenciar recursos compartilhados.

PC projetado para um único usuário: SO projetado para facilidade de uso.

Alocador de recursos: administra e aloca recursos (tempo de CPU, espaço de memória, entre outros) necessários à resolução de um problema.

SO abre o programa e destina todos os recursos para este problema, os demais serviços são parados.

Gerencia a execução dos programas de usuário para evitar erros e o uso impróprio do computador.

Os problemas são gerados pela falta de bons desenvolvedores e o sistema não pode apresentar falha.

Quais são os tipos deSistema Operacional?

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Tipos de Sistemas Operacionais

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Sistemas Monoprogramáveis/ monotarefa

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Recursos exclusivos

Recursos são exclusivamente dedicados a execução de um único programa.

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Transferir o controle

Tarefa do SO passa a ser unicamente transferir o

controle de um programa para outro.

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Único programa/tarefa

Sistema voltado a execução de um único programa/tarefa (década de 60 e 70). Para executar outra aplicação, deve aguardar o término da corrente

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Desvantagem: memória subutilizada, processador ocioso

Sistemas Multiprogramáveis/ Multitarefa

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Recursos compartilhados

Recursos são compartilhados entre os programas/tarefas.

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Funcionamento

SO seleciona e inicia uma tarefa.

Se precisa aguardar alguma tarefa concluída:

1 - SO passa para um novo programa e o executa;

2 - Se o programa tem que aguardar, CPU seleciona outro

e assim por diante; 3 - CPU nunca ficará ociosa

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Conceito de Multiprogramação

SO mantém vários programas na memória simultaneamente e CPU é dividida entre ele. Alguns programas ficam em uma fila no disco (processos residentes em disco aguardam alocação na memória principal)

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Monoprogramáveis x Multiplogramáveis

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Classificação de SO por usuários

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Monousuário1 usuário

MultiusuárioDois ou mais usuários

Classificação deSistemas Multiprogramáveis?

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Classificação de sistemas multiprogramáveis

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⬡ Sistema Operacional em lote;⬡ A palavra batch consiste em um processo onde o usuário

não interage com o seu programa;⬡ Todas a entradas e saídas de dados da aplicação são

implementadas por algum tipo de memória secundária;⬡ Exemplos de aplicações:

∙ Compilações;∙ Backups;∙ Outras que não exigem interação com o usuário.

Sistemas Batch

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(a) Os programadores levam os cartões para o 1401.(b) O 1401 grava os lotes de tarefas nas fitas.(c) O operador leva a fita de entrada para o 7094.(d) 7094 executa o processamento.(e) O operador leva a fita de saída para o 1401.(f) 1401 imprime as saídas

⬡ Vários programas são executados no processador em pequenos intervalos de tempo (fatia de tempo - time-slice);

⬡ Se a fatia de tempo for insuficiente para conclusão∙ Programa interrompido pelo SO e substituído por outro∙ Enquanto isso .... aguarda por nova fatia de tempo

⬡ Permitem a interação do usuário com o sistema através de terminais que incluem vídeo, teclado e mouse

⬡ Cada usuário no SO aloca uma fatia de tempo do processador⬡ A maioria das aplicações comerciais usam sistemas

time-sharing (tempo de resposta curto, menores custos devido ao compartilhamento de recursos)

Sistemas de tempo compartilhado (Time-Sharing)

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Sistemas de tempo compartilhado (Time-Sharing)

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⬡ Critério de execução: prioridade;⬡ Um programa utiliza o processador o tempo que for

necessário ou até que apareça outro mais prioritário;∙ A importância ou prioridade de execução é definida pela própria

aplicação⬡ Sistemas presentes em aplicações de controle de processos:

∙ Monitoramento de refinarias de petróleo∙ Controle de tráfego aéreo∙ Controle de usinas termelétricas e nucleares∙ Qualquer aplicação onde tempo de resposta é fator fundamental

Sistemas de tempo real

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Sistemas deTempo Real

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⬡ Possuem dois ou mais processadores interligados;⬡ Vantagem:

∙ Escalabilidade: capacidade de ampliar o poder computacional (+processadores)

∙ Disponibilidade: capacidade de manter o sistema em operação mesmo em casos de falhas.

∙ Balanceamento de carga: distribuição do processamento entre os processadores

⬡ Implementação de aplicações para processamento científico:∙ Simulações∙ Processamento de imagens∙ Desenvolvimento aeroespacial

Sistemas com Múltiplos Processadores

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Sistemas com Múltiplos Processadores

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Referências⬡ TANENBAUM, Andrew S.; MACHADO FILHO,

Nery. Sistemas operacionais modernos. Prentice-Hall, 1995.

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⬡ O que é um Sistema Operacional?⬡ Qual a função principal do SO?⬡ Qual a finalidade do SO?⬡ Cite duas palavras que defina a forma como o SO é executado.⬡ Atualmente, os sistemas são monoprogramáveis ou

multiprogramáveis? Por quê?⬡ Dê exemplos (não citados) de um sistema batch atual.⬡ Os sistemas de tempo compartilhado são executados quando

eles querem? Por quê?⬡ Qual a diferença entre sistema de tempo compartilhado e

sistema de tempo real?

Exercício de fixação

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