Aula1_SistemasOperacionais

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<p>Sistemas Operacionais</p><p>Universidade do Sul de Santa Catarina</p><p>Engenharia Elétrica</p><p>Prof. Eliakin Ceola, Eng.</p><p>E-mail: eliakin.ceola@gmail.com</p><p>Definição</p><p>Definição</p><p>O que é um sistema operacional?</p><p>Um ou mais softwares que possui a função de gerenciar os recursos de um sistema;</p><p>Visa criar uma interface entre o computador e o usuário;</p><p>Os sistemas de informação levam em conta qual sistema operacional será usado;</p><p>Definição</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Primeira geração</p><p>Programação a base de válvulas e painéis;</p><p>Necessidade de conhecimento profundo do hardware;</p><p>Programação mecânica</p><p>Painéis e fios;</p><p>Linguagem de máquina;</p><p>Formalmente, ainda não existia a definição de sistema operacional.</p><p>Histórico e evolução</p><p>ENIAC (Eletronic Numerical Integrator and Computer);</p><p>Foi o primeiro computador com propósito geral.</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Segunda geração</p><p>Evolução da válvula – o transitor;</p><p>Maior velocidade e confiabilidade no processamento;</p><p>Surgimento das memórias magnéticas e das primeiras linguagens de programação;</p><p>Surgimento dos primeiros sistemas operacionais;</p><p>Conjunto de instruções de entrada e saída;</p><p>Processamento em lote ou batch.</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Terceira geração</p><p>Utilização de circuitos integrados – milhares de transistores encapsulados;</p><p>Sistema multitarefa;</p><p>Processamento e memória divididos para cada diferente atividade;</p><p>Enquanto um processo está parado, outro pode utilizar o recurso ocioso;</p><p>Otimização do uso de recursos;</p><p>Histórico e evolução</p><p>Histórico e evolução</p><p>Spool</p><p>Simultaneous Peripheral Operations On-line;</p><p>Transferência de dados a uma área temporária (buffer);</p><p>Maior velocidade de acesso de leitura;</p><p>Acesso randômico da informação.</p><p>Histórico e evolução</p><p>Time sharing</p><p>Tempo ocioso entre os processos são compartilhados;</p><p>Alternância entre os processos do computador;</p><p>Impressão de simultaneidade.</p><p>Geração marcada pelo surgimento do sistema operacional UNIX.</p><p>Histórico e evolução</p><p>Quarta geração</p><p>Surgimento do LSI e do VLSI</p><p>Large Scale Integration e Very Large Scale Integration;</p><p>Processadores miniaturizados;</p><p>Advento do PC</p><p>Personal Computer</p><p>Surgimento da técnica de multiprocessamento;</p><p>Surgimento do modelo cliente-servidor;</p><p>Surgimento do DOS</p><p>Disk Operator System</p><p>Histórico e evolução</p><p>Quinta geração</p><p>Aumento de performance de hardware</p><p>Consolidação das interfaces gráficas;</p><p>Aumento da capacidade de processamento distribuído;</p><p>Surgimento de sistemas em tempo real;</p><p>Sistemas paralelos;</p><p>Popularização da programação orientada a objetos</p><p>Software livre e código aberto;</p><p>Surgimento do conceito de Middleware e Serviços Web.</p><p>Tipos de sistemas operacionais</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Sistemas Monousuário</p><p>São operados por apenas um único usuário por vez;</p><p>Exemplos: MS-DOS, Windows 95.</p><p>Sistemas Multiusuários</p><p>Podem ser utilizados por mais de um usuário simultaneamente;</p><p>Exemplos: Windows NT, 2000, XP, UNIX</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Sistemas Monotarefa</p><p>São capazes de executar uma única tarefa por vez;</p><p>Exemplos: MS-DOS.</p><p>Sistemas Multitarefa</p><p>São capazes de executar múltiplas tarefas simultaneamente;</p><p>Existem 2 tipos de sistema multitarefa</p><p>Cooperativo</p><p>Processo liberar processamento voluntariamente;</p><p>Exemplos: Windows 3.1.</p><p>Preemptivo</p><p>O sistema operacional pode interromper um processo;</p><p>Exemplos: Windows NT, UNIX.</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Sistemas operacionais de rede</p><p>Peer-to-peer;</p><p>Cliente – servidor;</p><p>Servidor dedicado;</p><p>Servidor não dedicado.</p><p>Existem dois tipos de sistemas de rede, são eles:</p><p>Sistemas Distribuídos</p><p>Conjunto de máquinas interligadas;</p><p>O usuário enxerga apenas um equipamento;</p><p>Sistemas operacionais centralizados.</p><p>Sistemas fracamente acoplados</p><p>Máquinas independentes;</p><p>Troca de mensagem entre os processos.</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Sistemas paralelos</p><p>Equipamento multiprocessado;</p><p>Sistemas fortemente acoplados;</p><p>Compartilhamento de memória e clock;</p><p>Aumento de throughput;</p><p>Aumento da confiabilidade do sistema.</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Sistemas operacionais de tempo real</p><p>Real-time System;</p><p>Sistema multitarefa;</p><p>Resposta com prazo de tarefa – deadline;</p><p>Tipo de sistemas operacionais</p><p>Existem dois tipos de sistemas em tempo real:</p><p>Críticos ou Rígidos</p><p>Hard real-time systems;</p><p>A perda do prazo de tarefa pode acarretar grandes prejuízos;</p><p>Usado em sistemas de alta confiabilidade;</p><p>Exemplo: Sistemas aviônicos.</p><p>Não-críticos ou Moderados</p><p>Soft real-time systems;</p><p>A perda do prazo de tarefa acarreta degradação do sistema;</p><p>Exemplo: Sistemas de telecomunicações.</p><p>Componentes e funções</p><p>Componentes de um sistema operacional</p><p>Componentes e funções</p><p>Existem alguns componentes principais presentes em um sistema operacional</p><p>Componentes e funções</p><p>Usuário</p><p>Serviços do dispositivo;</p><p>Para quem são desenvolvidos os aplicativos;</p><p>Componentes e funções</p><p>Aplicação</p><p>Desenvolvimento de software;</p><p>Utilização de recursos do sistema operacional;</p><p>Exemplos</p><p>Compiladores;</p><p>Editores de texto;</p><p>Navegadores</p><p>Componentes e funções</p><p>Sistema operacional</p><p>Controle de recursos de hardware</p><p>Abstração desse gerenciamento para a camada de Aplicação;</p><p>Estatística para análise e tomada de decisão;</p><p>Definição de prioridades de recursos</p><p>Gerenciar o compartilhamento deles.</p><p>Gestão de processos e tarefas;</p><p>Componentes e funções</p><p>Hardware</p><p>Recursos básicos;</p><p>Exemplos</p><p>Processador;</p><p>Memória;</p><p>Armazenamento.</p><p>Componentes e funções</p><p>Principais serviços de um sistema operacional</p><p>Acesso de recursos ao sistema</p><p>Dispositivos como discos, impressoras, etc...</p><p>Transparente ao usuário;</p><p>Virtualização.</p><p>Compartilhamento de recursos</p><p>Vários usuários com vários recursos;</p><p>Componentes e funções</p><p>Principais serviços de um sistema operacional</p><p>Acesso de recursos ao sistema</p><p>Dispositivos como discos, impressoras, etc...</p><p>Transparente ao usuário;</p><p>Virtualização.</p><p>Compartilhamento de recursos</p><p>Vários usuários com vários recursos.</p><p>Detecção de erros</p><p>Erro de hardware;</p><p>Erro de software.</p><p>Componentes e funções</p><p>Núcleo de um sistema operacional</p><p>Núcleo</p><p>Este núcleo também é conhecido como Kernel;</p><p>Ele pode possuir vários tipos de construção</p><p>Monolítico;</p><p>Camadas;</p><p>Microkernel;</p><p>Híbrido.</p><p>Núcleo</p><p>Monolítico</p><p>As principais funções estão no Kernel;</p><p>Vantagens</p><p>Integração completa entre Kernel e subsistemas;</p><p>Gerenciador de memória virtual, rede, etc;</p><p>Privilégios de execução.</p><p>Desvantagens</p><p>Possibilidade de ataque;</p><p>Se existir uma falha de hardware, o sistema para como um todo;</p><p>Adição ou remoção de função exige que o Kernel seja recompilado.</p><p>Núcleo</p><p>Núcleo</p><p>Camadas</p><p>Organizado em níveis hierárquicos;</p><p>Vantagens</p><p>Facilidade de manutenção;</p><p>Operação em forma modular;</p><p>Abstração de tarefas;</p><p>Privilégios distintos por camadas.</p><p>Desvantagens</p><p>Maior probabilidade de problemas de integração entre camadas.</p><p>Núcleo</p><p>MicroKernel</p><p>Contrário do Monolítico;</p><p>Núcleo</p><p>Núcleo</p><p>Híbrido</p><p>Duas tipos de construções:</p><p>Monolítico;</p><p>Microkernel.</p><p>Vantagem</p><p>Maior proteção contra falhas.</p><p>Desvantagem</p><p>Baixo desempenho.</p><p>Núcleo</p><p>Adivinhem qual SO utiliza Kernel híbrido?</p><p>Conceitos de processos</p><p>Conceitos de processos</p><p>Definição</p><p>Conceito simples</p><p>Um processo é um programa em execução.</p><p>Detalhado</p><p>Estrutura responsável pela manutenção de todas as informações necessárias à execução de um programa, como conteúdo de registradores e espaço na memória.</p><p>Vários processos podem estar associados a um programa.</p><p>Conceitos de processos</p><p>As partes de um processo são:</p><p>Programa executável;</p><p>Dados referentes ao código;</p><p>Pilha de execução</p><p>Estrutura de dados com informações das tarefas executadas.</p><p>Qual o motivador da criação deste conceito?</p><p>Multiprogramação.</p><p>Conceitos de processos</p><p>Em um SO monoprogramado, a memória era dividida entre ele e um único programa em execução.</p><p>Conceitos de processos</p><p>Com a multiprogramação, a memória é dividida entre o sistema e os diversos processos.</p><p>image2.png</p><p>image3.jpeg</p><p>image4.jpeg</p><p>image5.png</p><p>image6.jpeg</p><p>image7.png</p><p>image8.png</p><p>image9.png</p><p>image10.png</p><p>image11.png</p><p>image12.png</p><p>image13.png</p><p>image14.png</p><p>image15.png</p><p>image16.png</p>