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Prof. Manoel Pedro Sistemas Operacionais Estrutura do Sistema Estrutura do Sistema quinta-feira, 23 de setembro de 2010 2 Um sistema tão grande e complexo como um moderno sistema operacional deve ser cuidadosamente desenvolvido para funcionar apropriadamente e ser facilmente modificado. Programa Aplicativo Drives de Dispositivos ROM da BIOS Programa de Sistemas Residente Drives de Dispositivos do MS_DOS A estrutura do MS-DOS Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema 3 Muitos sistemas comerciais não possuem uma estrutura bem definida. O MS-DOS é um exemplo de um sistema com esta característica. Ele foi originalmente projetado e implementado por poucas pessoas que não tinham idéia de que ele se tornaria tão popular. Foi escrito para oferecer o máximo de funcionalidades no menor espaço (por causa do hardware limitado no qual ele era operado), e assim não foi cuidadosamente dividido em módulos. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema 4 O Unix é um outro sistema que foi inicialmente limitado pela funcionalidade do Hardware. Ele compõe-se de duas partes separadas: O kernel e os programas de sistema. O kernel é constituído de uma série de interfaces e drives de dispositivos, que foram adicionados e expandidos ao longo dos anos em que o UNIX evoluiu. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro quinta-feira, 23 de setembro de 2010 5 Osusuario Shellse comandos Compiladores e interpretadores Bibliotecasdo sistema Interface de chamada de sistema parakernel Sinais Manuseio de terminais Sistemade I/O de caracteres Drives de terminais Sistemade arquivos Sistemas de blocos de I/O Drives de disco e de fita Schedulingda CPU Realocação de página Paginação por demanda memória virtual Interface dokernelpara o hardware Controladores de terminais terminais Controladoresde dispositivos discos e fitas Controladores dememória Memória física Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema 6 Novas versões do UNIX são projetadas para utilizar hardware mais avançado. Dado o suporte de hardware próprio, os sistemas operacionais podem ser divididos em peças memores e mais apropriadas do que aquelas permitida pelo sistemas UNIX ou MS-DOS originais. Os implementadores têm mais liberdade para fazer mudança nas funções internas do sistema e para criar sistemas operacionais modulares. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema A abordagem em camadas 7 A modularização de um sistema pode ser feita de muitas maneiras. Um dos métodos é a abordagem em camadas na qual o sistema operacional é particionado em um número de camadas (ou níveis), cada um delas construída sobre camadas mais baixas. A camada da base (camada zero) é o hardware; a mais alta (camada N) é a interface com o usuário. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema A abordagem em camadas 8 A principal vantagem da abordagem em camadas é a modularidade. As camadas são selecionadas de tal modo que cada uma delas use apenas funções (ou operações) e serviços das camadas de nível mais baixo. Este enfoque simplifica a depuração e a verificação do sistema. A primeira camada pode ser depurada sem qual quer preocupação com o restante do sistema por que, por definição, ela usa somente o hardware básico para implementar suas funções. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema A abordagem em camadas 9 A principal dificuldade da abordagem de camadas diz respeitos ao cuidado na definição das camadas, porque uma camada só pode usar as que estão abaixo dela. Por exemplo, o driver do dispositivo para o espaço em disco, utilizado pelos algoritmos de memória virtual, deve estar em nível inferior aos das rotinas de gerenciamento da memória por que o gerenciamento da memória requer a habilidade de usar o espaço em disco. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema MICROKERNELS 10 Este método estrutura o sistema operacional removendo todos os componentes não essenciais de kernel e implementando como programas de nível de sistema e de usuário. O resultado é um kernel menor. Há pouco consenso sobre quais serviços deveriam permanecer no kernel e quais deveriam ser implantados no espaço do usuário. Entretanto os microkernels provêem, em geral, gerenciamento de processos e de memória mínimos, adicionalmente a facilidades de comunicação. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro Estrutura do Sistema MICROKERNELS 11 Os benefícios da opção microkernels incluem a facilidade de expandir o sistema operacional. Todos os novos serviços são adicionados ao espaço do usuário e, conseqüentemente, não exigem a modificação do kernel. Quando o kenel precisa ser modificado, as mudanças tendem a ser menores, por que o microkernel é um kernel reduzido. O sistema operacional resultante é fácil de ser transportado de um hardware para outro. O microkernel também proporciona maior segurança e confiabilidade. Material do Prof. Esp. Manoel Pedro “No meio da dificuldade encontra-se a oportunidade.” Albert Einstein Obrigado! Material do Prof. Esp. Manoel Pedro
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