1. Estruturas dos Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais Prof. Mauro Duarte

2. 29/04/14 Sistemas Monolticos: No existe nenhuma organizao dentro do ncleo do sistema operacional: Um sistema operacional monoltico caracteriza-se por no possuir nenhuma estrutura interna no seu ncleo. O ncleo do sistema composto por um conjunto de procedimentos, compilados em um nico arquivo, que podem chamar uns aos outros. Alguns procedimentos implementam chamadas ao sistema operacional, e outros so procedimentos utilitrios, usados para executar tarefas comuns a estas chamadas. 3. 29/04/14 Sistemas Monolticos: O projeto do sistema no estruturado: O sistema um conjunto de procedimentos compilados num nico arquivo objeto. Os procedimentos possuem uma interface bem definida. Os procedimentos podem chamar uns aos outros. Os procedimentos dependem da implementao dos outros para funcionar. 4. 29/04/14 Sistemas Monolticos: O modelo de chamadas ao sistema permite uma estruturao: Um processo que usa os procedimentos de servio. Um conjunto de procedimentos de servio que implementam a chamada de sistema. Um conjunto de procedimentos de utilitrios usados pelos procedimentos de servio. 5. 29/04/14 Sistemas Monolticos: O ncleo o Linux um exemplo de sistema monoltico: O acesso ao hardware feito a partir dos controladores de dispositivos. dividido em cinco subsistemas. 6. 29/04/14 O ncleo do Linux monoltico e possui 5 subsistemas principais: Escalonador; Comunicao entre processos; Gerente de memria; Sistema de arquivo virtual; Interface de rede. 7. 29/04/14 Sistema em Camadas: O sistema operacional estruturado com uma hierarquia em camadas, onde cada camada implementa uma parte do sistema. 8. 29/04/14 Sistema em Camadas(2): O primeiro Sistema Operacional a adotar tal modelagem foi oTHE, desenvolvido por Edsger Dijkstra e seus alunos, a fim de que funcionasse em um computador holands, denominado de Electrologica X8. 9. 29/04/14 Sistema em Camadas: OTHE possui a seguinte estrutura de seis camadas: Camada 0: Alocao do processador e responsvel pela multiprogramao; Camada 1: Gerenciamento (alocao) de memria para os processos; Camada 2: Comunicao entre operador-processo (Interpretador de Comandos e o Sistema Operacional) e comunicao entre processos; Camada 3: Gerenciamento de Entrada/Sada; Camada 4: Programas de Usurio; Camada 5: Operador de Sistema; 10. 29/04/14 Sistema em Camadas: Na estruturao do sistema como uma hierarquia em camadas, o ncleo do sistema operacional dividido em camadas, sendo que cada uma delas trata do gerenciamento de alguma parte do hardware, fornecendo para as camadas superiores uma viso abstrata da parte do hardware gerenciada por esta camada. 11. 29/04/14 Sistema em Camadas: A hierarquia em camadas fornece uma estruturao para o ncleo do sistema operacional, mas um nvel no obrigado a usar os servios de um nvel inferior. 12. 29/04/14 Sistema em Anis: O modelo em camadas inspirou o Sistema MULTICS, onde ao invs de camadas, o sistema foi estruturado em uma srie de Anis Concntricos, onde o mais interno tinha maior privilgio que o mais externo. 13. 29/04/14 Sistema em Anis: Semelhante ao Sistema Monoltico, quando um Anel Externo necessitava de um procedimento contido em um Anel Interno, era necessrio executar uma Chamada de Sistema, tambm conhecida comoTRAP. No caso do MULTICS, tal modelagem no era somente um auxlio, mas estava realmente presente no sistema e inclusive era protegido por hardware. 14. 29/04/14 Sistema em Anis: A estrutura baseada em anis tem as seguintes vantagens sobre a estrutura em camadas: Cada anel possui uma prioridade de acesso. A prioridade do anel depende da posio do anel na hierarquia. A proteo do acesso assegurada pelo hardware. 15. 29/04/14 Exemplos: THE (camadas) MULTICS (anis) MS-DOS (camadas) UNIX (anis) Linux (monoltico) 16. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: Baseado no conceito de cliente e servidor. O ncleo do sistema, chamado de microncleo ou microkernel, essencialmente trata da troca de mensagens entre clientes e servidores. 17. 29/04/14 Modelo cliente-servidor(2): 18. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: O microkernel trata somente da troca de mensagens entre os processos rodando no modo usurio, e do acesso aos dispositivos fsicos, mas no do seu gerenciamento. As outras partes do sistema so processos que executam em modo usurio. 19. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: Cdigo do ncleo reduzido, coloca-se quase todas as partes do sistema em modo usurio. 20. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: Existem processos servidores, rodando no modo usurio, executando quase todos os servios do sistema. O processo cliente que deseja um servio do sistema envia uma mensagem ao processo servidor que executa o servio. Ao receber a mensagem de um cliente, o processo servidor executa o servio, e depois envia uma resposta ao cliente. 21. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: Vantagens do modelo: O sistema dividido em partes menores que so mais fceis de manter e gerenciar; Como os servidores executam em modo usurio, um erro de programao no compromete o sistema; Facilita a implementao de sistemas distribudos, pois os servidores no precisam estar na mesma mquina. 22. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: 23. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: OWindows NT um exemplo de sistema operacional baseado no modelo cliente-servidor. Assim como o Mac OS X. O sistema Mac OS X, que executa nos computadores da linha Machintosh, baseado no sistema NeXTStep, que usa o microkernel Mach para gerencial o hardware do computador. Existe um nico servidor rodando no sistema, que uma verso do sistema BSD (baseado no UNIX). O BSD acessa o hardware atravs do Mach, e no diretamente atravs de driver de dispositivos. Os programas ou usam as chamadas BSD, ou as chamadas ao Mach. 24. 29/04/14 Modelo cliente-servidor: O sistema operacional MINIX, a partir da verso 2.0, tambm um sistema baseado no modelo cliente-servidor. 25. 29/04/14 Para estudar mais: pgs 37-43