Slides Aula 1 - Sistemas Operacionais

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Prof. André Roberto Guerra
Sistemas operacionais
Aula 1
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Conversa Inicial
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Computadores são dispositivos eletrônicos 
criados para auxiliar nas tarefas do cotidiano 
das pessoas. São máquinas incríveis, com 
grande poder de processamento e capacidade 
de armazenamento
Os denominados sistemas de computação
são compostos pelo hardware e software
dependentes (só funcionam juntos)
Estrutura e objetivos
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Os sistemas computacionais eram grandes 
servidores ou desktops. Atualmente, com a 
IoT, estão presentes em quase tudo que 
utilizamos e fazemos. Ex.: smartphones, 
tablets, smartwatches, smartTVs...
Mas poucos sabem que, para esses 
dispositivos funcionarem corretamente,
são necessárias rotinas de gestão e 
controle, implementadas em software
– os sistemas operacionais
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O sistema operacional é o gestor
das atividades do computador, que
realiza a interação com o usuário
É o gerente de recursos – o principal
objetivo e função –, pois é o 
responsável por gerenciar o uso
dos recursos computacionais
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Conceitos e definições de sistema operacional 
Gerência de processador e dos processos 
Gerência de memória
Gerência de dispositivos de entrada e saída
Gerência de arquivos
Gerência e proteção de usuários
Aulas práticas de 1 a 6 e resolução
de exercícios propostos
Organização da disciplina
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Conceitos e definições de sistema operacional 
Uma visão geral
Histórico e evolução
Objetivos e funções
Arquitetura e classificação
Tipos e exemplos
Organização do 1º tema
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Conceitos e definições 
de sistema operacional
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Stallings define o sistema operacional como 
um programa que gerencia os recursos
do computador, fornece serviços para
os programadores e estabelece uma
ordem de execução de outros programas 
O conhecimento sobre SO é essencial
para o entendimento dos mecanismos
da CPU para o controle do computador
Uma visão geral
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Um sistema de computação é constituído 
basicamente por dois elementos 
interdependentes, o hardware e o software
Exemplos de softwares aplicativos Exemplos de hardwares aplicativos
I000S_PIXELS/SHUTTERSTOCK – HANI SUWARYO/SHUTTERSTOCK – CRYSTAL EYE STUDIO/SHUTTERSTOCK 
MARISHA/SHUTTERSTOCK – DEN ROZHNOVSKY/SHUTTERSTOCK – WEERA.OTP/SHUTTERSTOCK
DND_PROJECT/SHUETTERSTOCK – NERTHUZ/SHUETTERSTOCK
Sistema
Operacional
Monitor
Memória
CPU
Disco
Editore de textos
Editor de imagens
Multimídia player
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Devido à sua complexidade e ao seu tamanho, 
o aprendizado de sistemas operacionais é
tido como algo reservado a especialistas ou 
hackers, contudo essa é a verdade essencial 
para todos(as) os (as) profissionais de
área de computação, pois as ferramentas 
implementadas nos algoritmos dos sistemas 
operacionais afetam diretamente o 
comportamento e o desempenho das 
aplicações 
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Histórico e evolução
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Descrever a história e a evolução dos 
sistemas operacionais em paralelo à 
história e evolução dos computadores é 
muito conveniente, pois, até a 3ª geração 
dos computadores (1965-1980), descrita 
pelo cientista Robert Noyce na integração 
de circuitos, o chip, os computadores 
dependiam exclusivamente do 
conhecimento e da habilidade de
seus operadores – os usuários
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Os computadores têm sua história
descrita e apresentada em seis gerações 
As primeiras três gerações são as
de computadores que não possuíam
sistemas operacionais. Eram as seguintes
0 – Mecânicos (1642-1945)
1 – Válvulas (1945-1955)
2 – Transistores (1955-1965)
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As três gerações seguintes são as de 
computadores que utilizam os sistemas 
operacionais. São elas 
3 – Integração (1965-1980)
4 – Muita integração (1980-?)
5 – Computadores invisíveis (atuais)
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Geração das máquinas sem sistema operacional
Surgiram no século XVII
Eram compostos exclusivamente por elementos 
mecânicos (engrenagens e manivelas)
Tinham grande rigidez nas tarefas a executar 
Hoje seriam como uma máquina dedicada
A geração dos mecânicos tem como marco 
histórico a máquina de Turing (Colossus 1946)
Geração 0 – mecânicos (1642-1945) 
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Calculadora de Pascal 
– La pascaline (1642)
Máquina diferencial
de Babbage (1823)
akg-images/Album/Fotoarena
Photo12 Collection/Alamy/Fotoarena
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Geração dos computadores eletrônicos
– ainda sem sistema operacional
Muito tempo para aquecer e
alto consumo de energia elétrica 
Grandes e frágeis e de manutenção cara
Programação feita com ligação de fios e cartões
Velocidades na ordem de
milissegundos (1/1.000)
Têm como marco histórico a
arquitetura de Von Neumann 
Geração 1 – válvulas (1945-1955)
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John Mauchly e
Presper Eckert 
construíram o ENIAC 
(1946), o primeiro 
computador eletrônico
18 mil válvulas e 1.500 
relés, 30 toneladas em 
20 registradores,
140 kW e 6 mil chaves
EVERETT HISTORICAL/SHUTTERSTOCK
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Geração da eletrônica moderna – os primeiros 
projetos de sistemas operacionais
Cientistas da Bell e AT&T criaram o transistor
Mesmas funções das válvulas, com custo menor, 
menos energia, mais rápidos e confiáveis 
São utilizados até hoje
1953: início dos estudos e desenvolvimento do 
primeiro sistema operacional, chamado monitor
por sua simplicidade: IBM 701 – General Motors
Geração 2 – transistores (1955-1965)
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Geração dos chips
– o início dos sistemas operacionais
“Famílias de computadores” – mesmo tipo de
máquina, com diferentes capacidades e preços
Micro e multiprogramação (vários programas 
concorrem pela memória e CPU)
2 bits e instrução de 250 nanossegundos,
com memória de 16 megabytes
Robert Noyce e Gordon Moore
(1968 – Intel Corporation)
Geração 3 – integração (1965-1980)
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1965 – IBM lançou OS/360 
1965 – MIT, GE e Bell Labs 
lançaram Multics
1969 – Ken Thompson e 
Dennis Ritchie, da Bell Labs, 
desenvolveram a primeira 
versão do UNIX
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Geração dos microchips – a popularização dos 
computadores e dos sistemas operacionais
Microprocessador de 4 bits e 108 KHz com 2.300 
transistores e 60 mil operações/s a US$ 200 
1981 – O primeiro destaque: Microsoft MS-DOS
1984 – Apple lançou o Mac OS 1.0
1985 – Aplicativo MS-DOS, o Windows 1.0
Geração 4 – muita integração (1980-?)
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Os computadores estão por toda parte; IoT 
embutida, executando inusitadas funções, 
escondidos nos componentes (invisíveis) 
1991 – Linux
1993 – Windows NT, FreeBSD e NetBSD
(UNIX de código aberto); Newton OS
como sistema operacional móvel
Geração 5 – invisíveis (atuais)
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1995 – Windows 95 
1996 – Windows NT 4.0; Mac OS 7.6
(first officially-named MacOS) 
1998 – Windows 98; Novell NetWare 5 
2000 – Windows Millennium Edition;
Windows 2000 
2001 – Windows XP; Mac OS X Cheetah
(v10.0), derivada da família UNIX BSD 
2006 – Windows Vista 
2007 – iPhone OS 1 – lançamento do iOS 
2008 – Android 1.0 – SO Linux mobile
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2009 – Windows 7 
2011 – Solaris 11 11/11
2012 – Windows 8 e Windows Phone 8 
2013 – Windows CE 8.0 e BlackBerry 10
2015 – Windows 10 
2017 – Windows 10 Mobile Fall Creators Update 
2018 – Windows Server 2019;
iOS 13.1 - iPadOS 13.1; Android 10.0 
2019 – macOS Catalina (v10.15) 
2020 – Linux 5.6; NetBSD 9.0
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Objetivos e funções
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Grande distância entre o hardware e
os programas aplicativos em software
Grande diversidade de hardware
torna-se grande dificuldade de utilização
É desejável que essas características e diferenças 
tecnológicas sejam abstraídas e se tornem 
invisíveis aos softwares aplicativos e aos 
utilizadores do sistema computacional 
É aqui que entra em cena o sistema operacional, 
uma camada de software que opera entre o 
hardware e os aplicativos
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É um software de estrutura ampla e
complexa, que incorpora aspectos de
baixo nível (como drivers de dispositivos
e gerência de memória física) e de alto nível
(como softwares utilitários e a interface gráfica)
Para Stallings (2017), o sistema operacionalé um programa que controla a execução de 
aplicativos e age como interface entre o usuário
e o hardware do computador e possui como 
objetivos: conveniência e eficiência
Para Maziero (2019), os dois objetivos básicos de 
um sistema operacional são abstração e gerência
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Abstração de recursos:
o usuário não está interessado na arquitetura
do computador e nos detalhes do hardware.
Ele o vê como uma aplicação, a última
camada entre o sistema e o usuário
Os apps são desenvolvidos em uma linguagem 
de programação. Se fossem escritos usando
o conjunto de instruções do processador e 
também tivessem de controlar o hardware, essa 
seria uma tarefa complexa, quase impossível
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Para facilitar essa tarefa (abstração),
existe um conjunto de softwares de sistema
SO é o software de sistema mais importante, 
que esconde os detalhes do hardware do 
programador, fornecendo uma interface 
conveniente para o uso do sistema.
Age como mediador, tornando mais fáceis
o uso e o acesso desses recursos e serviços. 
Fornece serviços para a realização das 
seguintes atividades, que descrevem
algumas de suas funções
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Criação de programas 
Execução de programas 
Acesso a dispositivos de E/S 
Acesso controlado aos arquivos 
Acesso ao sistema 
Detecção e reação aos erros
Monitoração
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É o sistema operacional que controla o 
processamento, o armazenamento e a 
transferência de dados, pois, gerenciando
os recursos do computador, ele (SO) detém o 
controle das funções básicas desse computador 
As principais funções dos SO estão diretamente 
ligadas aos objetivos (abstração e gerência), e 
para cumpri-los devem atuar em várias frentes
Gerente de recursos
– um objetivo e uma função
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Concorrência 
Gerência do processador
Gerência de processos
Gerência de memória
Gerência de dispositivos
Gerência de entrada/saída
Gerência de arquivos 
Gerência de proteção de dados e usuários 
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Arquitetura e classificação 
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Diferenças entre as arquiteturas –
algumas características básicas 
diferenciam os vários tipos de
sistemas operacionais 
Os sistemas operacionais são 
classificados, quanto ao tempo de 
resposta e à entrada de dados, em:
lote (batch), interativos, tempo real e 
híbridos
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Quanto à execução de tarefas,
são classificados como monotarefa, 
multitarefas e multiprocessamento
Quanto à estrutura, são classificados
como: monolíticos, em camadas,
máquinas virtuais e cliente servidor
São também classificados como
servidores, computadores de grande porte, 
computadores pessoais e embarcados
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Quanto ao tempo de 
resposta e entrada 
de dados
Batch
Tempo real
Interativos
Híbridos
Quanto à execução 
de tarefas
Monotarefa
Multitarefas
Multiprocessamento
Quanto à
estrutura
Monolíticos
Em camadas
Cliente servidor
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Tipos e exemplos 
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Batch: executa tarefas sequenciais.
Ex.: IBM OS/360
De rede: compartilha recursos
de outros computadores.
Ex.: a grande maioria dos SO atuais
Distribuído: acessa recursos de outros 
computadores de forma transparente.
Ex.: Docker 
Multiusuário: cada recurso tem um “dono” e 
regras de acesso. Ex.: a maioria dos SO atuais
Grupos especializados
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Servidor: gestão eficiente de grandes volumes
de recursos. Ex.: Windows Server 2019
Desktop: interface gráfica e suporte à 
interatividade. Ex.: MacOS X, Linux
Móvel: gestão de energia, conectividade
e sensores. Ex.: Android, iOS
Embarcado: hardware com poucos
recursos e energia. Ex.: LynxOS, TinyOS
Tempo real: tempo de resposta é o fator
(soft real-time ou hard real-time).
Ex.: RT-Linux
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