Resumo de S.O

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<ul><li> 1. Sistemas Operacionais Profa. Regina Borges de Araujo Livro Texto Sistemas Operacionais Modernos. Tanenbaum, A., Pearson Prentice Hall, 2003Outras Referncias Operating Systems Deitel, H., Deitel, P. &amp; Choffnes, D.,3rd edition, Pearson, Prentice Hall, 2003 Sistemas Operacionais Conceitos e Aplicaes.Silberschatz, Galvin &amp; Gagne,Editora Campus, 2001Informaes sobre o cursohttp://www.dc.ufscar.br/~regina/apresentaso.html 1</li></ul> <p> 2. Captulo 1Introduo1.1 O que um sistema operacional1.2 Histria dos sistemas operacionais1.3 O zoolgico de sistemas operacionais1.4 Reviso sobre hardware de computadores1.5 Conceitos sobre sistemas operacionais1.6 Chamadas ao sistema1.7 Estrutura de sistemas operacionais 2 3. Introduo Um sistema computacional consiste em hardware programas do sistema programas de aplicao 3 4. O que um Sistema Operacional uma mquina estendida Oculta os detalhes complicados que tm quer serexecutados Apresenta ao usurio uma mquina virtual, maisfcil de usar um gerenciador de recurso Cada programa tem um tempo com o recurso Cada programa tem um espao no recurso4 5. Histria dos Sistemas Operacionais (1) Primeira gerao 1945 - 1955 Vlvulas, painis de programao Segunda gerao 1955 - 1965 transistores, sistemas em lote Terceira gerao 1965 1980 CIs e multiprogramao Quarta gerao 1980 presente Computadores pessoais Quinta gerao a partir do ano 2000 Computao ubqua5 6. Histria dos Sistemas Operacionais (2)Segunda gerao 1955 - 1965Antigo sistema em lote (a) traz os cartes para o 1401 (b) l os cartes para a fita (c) e (d) coloca a fita no 7094 que executa o processamento (e) e (f) coloca a fita no 1401 que imprime a sada 6 7. Histria dos Sistemas Operacionais (3)Estrutura de um job FMS tpico 2a. gerao 7 8. Histria dos Sistemas Operacionais (4)Terceira gerao 1965 1980 Sistema de multiprogramao Trs jobs na memria Spooling Compartilhamento de tempo 8 9. Histria dos Sistemas Operacionais (5) Quarta gerao 1980 presente Intel 8080 - CP/M domnio de 5 anos - popularizao dos PCs IBM projeta o IBM/PC, DOS/BASIC, MS-DOS IBM PC/AT/80286 em 1983 (morte do CP/M) Doug Engelbart inventa GUI (adotada pela Xeroxe incorporada em suas mquinas) LISA (Apple) incorpora GUI fracasso (alto custo) Apple MacIntosh enorme sucesso MS-GUI: W3.0/3.1/3.11/W95,W98, WMe W/NT UNIXGUI: XWindows (MIT), Motif (roda sobre X) 9 10. Histria dos Sistemas Operacionais (6) Quarta gerao 1980 presente Sistemas Operacionais de Rede Sistemas Distribudos Internet/WWW Servidores WWW Linux, FreeBSD Solaris MS/Windows x Linux Internet 2 Novas Aplicaes (MM, Realidade Virtual) 10 11. Histria dos Sistemas Operacionais (7) Quinta gerao a partir de 2000 Computao Ubqua a viso de um mundo no qual o custo do poder computacional e das comunicaes digitais tornam-se to baratos a ponto depoderem ser embutidos em todos os objetos que nos cercam no dia-a-dia Frank Stajano, 2003 Cambridge University11 12. Histria dos Sistemas Operacionais (8) Quinta gerao Computao Ubqua12 13. O Zoolgico de SistemasOperacionais (1) Sistemas Operacionais de Computadores de GrandePorte Capacidade de E/S, processamento de vrios jobs de uma vez Servios tpicos: lote, processamento de transao e tempo compartilhado Sistemas Operacionais de Servidores Servem mltiplos usurios de uma vez (compartilhamento de recursos de software e hardware) via rede. Sistemas Operacionais de Multiprocessadores Mltiplas CPUs num nico sistema (computadores paralelos, multicomputadores ou multiprocessadores) Sistemas Operacionais de Computadores Pessoais13 14. O Zoolgico de Sistemas Operacionais (2) Tempo Real Tempo o parmetro chave Tempo real crtico x no crtico Embarcados Pequenos computadores e TVs, celulares, fornos de microondas Restries de tamanho, memria e potncia (PalmOS, W/CE Consumer Electronics) Carto Inteligente Restries extremas de tamanho de memria e poder de processamento JVM em ROM S.O. primitivo gerencia desde uma nica funo at tratamento de mltiplas applets14 15. Reviso sobre hardware decomputadores (1)BusComponentes de um computador pessoal simples 15 16. Reviso sobre hardware decomputadores (2)Processadores Busca, decodifica e executa instrues Cada UCP tem um conjunto especfico de instrues aexecutar Tempo de acesso x tempo de execuo =&gt; leva necessidadede ter Registradores (PC, ponteiro de pilha, PSW) S.O. sabe sobre todos os registradores (chaveamento decontexto) UCPs mais complexas (pipeline, superescalar) =&gt; exigemS.Os e compiladores mais complexos S.O.: modo ncleo (acesso total ao hardware) e modo usurio(subconjunto de chamadas ao sistema para acesso aohardware) Programa do usurio obtm servios do S.O. =&gt; Chamadas aoSistema =&gt; TRAP (muda de modo usurio para modo ncleo)16 17. Reviso sobre hardware decomputadores (3)(a) Um pipeline de trs estgios(b) Uma CPU superescalar 17 18. Reviso sobre hardware de computadores (4) Tpica hierarquia de memria nmeros mostrados so apenas aproximaes18 19. Reviso sobre hardware decomputadores (5)Memria Ideal: extremamente rpida, grande e barata =&gt; nenhuma tecnologiasatisfaz =&gt; hierarquia de camadas Registradores &gt; cache &gt; Memria principal &gt; discos magnticos &gt; fitasmagnticas Discos rotao a 5400, 7200, 10800 rpm Trilha (dividida em setores) Setores (512 bytes) Cilindro Tempos de disco de um cilindro ao prximo: 1ms de um cilindro para um cilindro aleatrio: 5 a 10 ms espera posicionar setor: 5 a 10 ms R/W: 5 a 160MB/s Fitas baixo custo ROM/EEPROM/FlashRAM (muito mais lento para escrever do queRAM)/CMOS Memria e multiprogramao (MMU e o S.O. problemas de proteo erelocao)19 20. Reviso sobre hardware decomputadores(6)Estrutura de uma unidade de disco20 21. Reviso sobre hardware de computadores (7)(a) um par base-limite (b) dois pares base-limite21 22. Reviso sobre hardware decomputadores (8)(a) Passos para iniciar um dispositivo de E/S e obteruma interrupo(b) Como a CPU interrompida 22 23. Reviso sobre hardware decomputadores (9)Dispositivos de Entrada/Sada Alta interao com o S.O. Dispositivo de E/S = dispositivo + Controlador Dispositivos =&gt; interface simples/padronizada IDE/SCSI controlador IDE acessa qualquer disco IDE S.O. fala com controlador atravs dos Drivers de dispositivo Driver =&gt; interage diretamente com o controlador Driver tem que ser colocado no S.O. e rodar no modo ncleo(religa o ncleo; cria entrada no S.O. e reboot; driver adicionado on the fly hot plug in USB) Formas de realizar E/S: Espera Ociosa: Programa do usurio=&gt; Chamada ao sistema =&gt; chamada de procedimento para driver =&gt; inicia E/S (espera ociosa at completar) =&gt; driver coloca dados (se houver) na memria Interrupo: idem acima sem espera controlador gera interrupo DMA: acesso direto memria sem a interveno da CPU23 24. Reviso sobre hardware de computadores (10)Barramentos Um barramento s insuficiente para tratar todo o trfego=&gt; adio de barramentos adicionais (para dispositivos deE/S mais rpidos e maior vazo entre UCP-memria) Sistema Pentium tem 8 barramentos (cada um com umafuno e taxa de transferncia diferentes) S.O. tem que saber sobre todos os barramentos paraconfigurao e gerenciamento =&gt; PLUG AND PLAY (MSe Intel) Antes do plug and Play - cada placa de dispositivo de E/Stinha nvel de interrupo fixo e endereos fixos pararegistradores de E/S 24 25. Reviso sobre hardware decomputadores(11)Estrutura de um sistema Pentium 25 26. Reviso sobre hardware decomputadores(12)Barramentos O que fazer quando as interrupesconflitavam? DIP switches ou Jumpers em cada placa de E/SCAOS Plug and Play =&gt; mecanismo centralizado sistema coleta automaticamente info sobre todos osdispositivos de E/S Atribui nveis de interrupo e endereos de E/S Divulga para cada placa quais so os seus nmeros 26 27. Reviso sobre hardware decomputadores(13)BarramentoCicloTaxa deTransfernciaISA 8.33MHz (2 bytes de uma vez)(Industry Standard 16.67MB/s Architecture)PCI 66MHz (8 bytes de uma vez)(Peripheral Component 528MB/s Interconnect)IDEUSB 1.5MB/sSCSI 160MB/s 27 28. Reviso sobre hardware decomputadores(14)BIOS Localizado em memria Flash na placa me Pode ser atualizado pelo S.O. Inicializado no boot Varre os barramentos ISA e PCI (grava dispositivos plug &amp; play e os legados se forem diferentes do ltimo boot, configura os novos) Determina o dispositivo de boot (checa contra lista na CMOS) L primeiro setor do dispositivo de boot e executa Determina a partio ativa (atravs de programa que examina a tabela de partio no final do setor de boot) Um loader secundrio de boot lido da partio ativa Loader secundrio l o Sistema Operacional da partio ativa para a memria e o inicializa 28 29. Reviso sobre hardware decomputadores(15)Atividades Iniciais do Sistema Operacional Extrai informao de configurao da BIOS Checa a presena de driver para cada dispositivo de E/S(se no encontra pede ao usurio para inserir disco ou CD-ROM com o software) Carrega todos os drivers no kernel (ncleo) do S.O. Inicializa suas tabelas Cria processos em background Inicializa programa de login ou uma interface grfica paracada terminal encontrado 29 30. Conceitos sobre SistemasOperacionais (1) Uma rvore de processos A criou dois processos filhos: B e C B criou trs processos filhos: D, E, e F 30 31. Conceitos sobre Sistemas Operacionais (2)(a) Um deadlock potencial. (b) um deadlock real. 31 32. Deadlocks (Jean Bacon) Dois ou mais processos esperam indefinidamente por algo (um evento?) que pode ser fornecidopor apenas um dos processos em espera.Exemplo de deadlock no trfegoSetas = carrosStarvation: Um processo pode ser negligenciado repetidamente. Com a inanio existe sempre uma forma de resolver a situao Com o deadlock, uma vez que ele ocorre, no pode ser resolvidoA deteco de deadlock pode ser bem complicada! 32 33. Conceitos sobre SistemasOperacionais (3)Sistema de arquivos de um departamento universitrio 33 34. Conceitos sobre SistemasOperacionais (4) Antes da montagem, os arquivos do disco flexvel so inacessveis Depois da montagem do disco flexvel em b, os arquivos do disco fazem parte da hierarquia de arquivos34 35. Conceitos sobre Sistemas Operacionais (5) Exemplo: host&gt; cat arq1 arq2 arq3 | sort &gt; /dev/lpDois processos conectados por um pipe 35 36. Conceitos sobre SistemasOperacionais (6) Chamadas ao Sistema(Interface entre o S.O. e os Programas do Usurio)Programas do usurio ChamadasaoSistema Sistema Operacional 36 37. Os Passos de uma Chamada ao Sistema Os 11 passos para fazer uma chamada aosistema read (fd, buffer, nbytes) 37 38. Algumas Chamadas ao Sistema para Gerenciamento de Processos 38 39. Algumas Chamadas ao Sistema para Gerenciamento de Arquivos 39 40. Algumas Chamadas ao Sistema para Gerenciamento de Diretrio 40 41. Algumas Chamadas ao Sistema para TarefasDiversas 41 42. Chamadas ao Sistema (1) O interior de um shell:42 43. Chamadas ao Sistema (2)Os processos tm trs segmentos:texto, dados e pilha 43 44. Chamadas ao Sistema (3)(a) Dois diretrios antes da ligao de/usr/jim/memo ao diretrio ast(b) Os mesmos diretrios depois dessa ligao44 45. Chamadas ao Sistema (4)(a) Sistema de arquivos antes da montagem(b) Sistema de arquivos depois da montagem 45 46. Chamadas ao Sistema (5)Algumas chamadas da interface API Win32 46 47. Estrutura de Sistemas Operacionais (1)Sistemas MonolticosPrograma do Usurio 2Programas do usurio rodam Chamada Programa do Usurio 1 em modo para kernelusurio4 1SO roda em3 modo ncleo2 Tabela de Despacho 1Programa do usurio emite chamada do sistema 2S.O. determina nmero de servio solicitado 3S.O. localiza e chama procedimento de servio 4Controle retornado ao programa do usurio 47 48. Estrutura de Sistemas Operacionais (1)Modelo simples de estruturaode um sistema monoltico 48 49. Estrutura de Sistemas Operacionais (2)Estrutura do sistema operacional THE 49 50. Estrutura de Sistemas Operacionais (3) Estrutura do VM/370 com o CMS 50 51. Estrutura de Sistemas Operacionais (4)O modelo cliente-servidor 51 52. Estrutura de Sistemas Operacionais (5) O modelo cliente-servidor em umsistema distribudo 52 53. Unidades Mtricas Os prefixos mtricos53</p>