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Sistemas Operacionas Prof. Osvaldo Viana Jr, Msc. osvaldoviana@yahoo.com.br Aula 1 Fundamentos de Sistemas Operacionais 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais O que é um sistema operacional? É sistema responsável por gerenciar todos os recursos de hardware, tornando o uso da máquina transparente aos usuários. 2 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais O que é um sistema operacional? 3 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais O que é um sistema operacional? Funções básicas do sistema Operacional 4 Permitir que os programas armazenem e obtenham informação; Isolar os programas dos detalhes específicos de hardware; Controlar o fluxo de dados entre os componentes de um computador; Permitir que os programas sejam executados sem a interferência de outros programas; Responder aos erros ou a solicitações dos usuários; Impor um escalonamento entre programas que solicitam recursos; Facilitar o acesso aos recursos do sistema. 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais O que é um sistema operacional? Estrutura do sistema Operacional 5 O sistema operacional deve garantir que todos os dispositivos sejam acessados e controlados conforme as regras estabelecidas. 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico A evolução dos sistemas operacionais ocorreu de forma gradativa e está diretamente relacionada à evolução do hardware. 6 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Primeira geração – Válvulas e Plugs - É a fase compreendida entre os anos de 1940 até 1955. - ENIAC (Electronic Numerial Integrator and Computer) primeiro computador digital. 7 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Segunda geração – Transistores e processamento em Bach - Compreendida entre os anos de 1956 e 1965. - surgimento do transistor e das memórias magnéticas. - Aumento da velocidade das máquinas. - Diminuição do tamanho dos equipamentos. 8 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Segunda geração – Transistores e processamento em Bach 9 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Terceira geração – Circuitos Integrados e Multiprogramação - Ocorreu entre os anos de 1966 e 1980. - Uso dos circuitos integrados e a capacidade de multiprogramação (rodar vários programas em fatias de tempo). 10 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Terceira geração – Circuitos Integrados e Multiprogramação 11 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Com a evolução do hardware, foi possível executar um programa, enquanto outro aguarda uma requisição de entrada/saída (I/O); Para isso foi necessário criar partições de memória onde poderiam estar alocados vários Jobs juntamente com o sistema operacional. 12 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Particionamento da Memória 13 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Quarta geração – Computadores pessoais e estações de trabalho - Ocorrida entre os anos de 1981 e 1990 - Miniaturização do hardware e consequentemente seu barateamento. - Temos os primeiros computadores pessoais de 16 bits. 14 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Quarta geração – Computadores pessoais e estações de trabalho - As redes distribuídas começam a ser difundidas e vários protocolos de rede são criados, entre eles o TCP/IP, de domínio público. Surgem com isso as WANs, MANs e as LANs. 15 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Histórico Quinta geração – Processamento distribuído, interfaces, linguagem natural - Essa fase ocorre de 1991 até os dias atuais - Permitiu uma grande evolução dos processadores, além de um ganho de velocidade muito grande. 16 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Dividimos basicamente nossa estrutura em dois tipos de sistema, os monotarefas e os multitarefas; Os sistemas podem ser divididos conforme seu porte e sua função. 17 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Comparativo entre sistema monotarefa (esquerda) e multitarefa (direita) 18 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Computadores de Grande Porte - Sistemas especiais projetados para computadores de grande porte, utilizados em grandes corporações, são especializados em processamento de vários processos simultaneamente, gerando uma grande necessidade de I/O. 19 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Computadores de Grande Porte - Sist. Operacionais de Lote . Integra o conjunto dos primeiros sistemas operacionais multiprogramáveis desenvolvidos. Seu funcionamento não necessita da interação do usuário, sendo geralmente carregadas a partir de uma memória secundária. 20 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Computadores de Grande Porte - Sist. Operacionais de Tempo compartilhado . Permite a execução dos programas em pequenas fatias de tempo denominadas time-slice, sendo que um programa pode ter diversas fatias, caso não seja possível executá-lo por inteiro, ele retorna ao processador mais tarde para continuar sua execução. 21 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Computadores de Grande Porte - Sist. Operacionais Transacionais . Sistemas desse tipo possibilitam várias requisições simultâneas de usuário, como consultas a passagens aéreas ou reservas de uma cadeia de hotéis. São requisições pequenas, mas que possuem um alto volume e precisam ser gerenciadas como um todo. 22 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Servidores - Os servidores também são conhecidos como computadores pessoais de muito grande porte, sistemas desse tipo permitem que vários usuários compartilhem recursos de hardware e software. 23 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Multiprocessadores - São sistemas especiais preparados para gerenciar hardware composto por diversas CPUs, tirando o máximo de proveito do poder de processamento equilibrando compartilhamento e gerência dos recursos. Em suma, são sistemas de servidores com variações para melhora de comunicação e conectividade. 24 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Computadores Pessoais - Funcionalidade, facilidade e interface amigável são o pressupostos dos sistemas operacionais para micros pessoais, todas as pessoas que usam um computador em casa, possuem esse tipode sistema operacional instalado, como exemplo podemos citar: Windows 8, Windows 7, Linux, MacOS etc. 25 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Tempo Real - São usados em situações onde o tempo é fundamental para o funcionamento do sistema. São estabelecidos limites rígidos de tolerância para a resposta aos processamentos realizados. - Nesse tipo de sistema, não existe o conceito de fatia de tempo, sendo que o programa utiliza o processador o tempo necessário para efetuar a tarefa, são exemplos de aplicação: refinarias de petróleo, controle do trafego aéreo, usinas nucleares, equipamentos médicos, linhas de produção etc. 26 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Tempo Real 27 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais Embarcados - Este tipo de sistema é usado em computadores que geralmente controlam dispositivos (computadores que não são considerados como tal), como um aparelho de televisão, um forno de micro-ondas, telefones móveis etc. 28 1- Fundamentos e Conceitos Básicos de Sistemas Operacionais Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais de Cartões Inteligentes - São sistemas operacionais muito pequenos, que rodam em dispositivos do tamanho de cartões de crédito. A maioria roda poucas funções, sendo extremamente limitada. 29 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados Sistemas operacionais tradicionais - Os sistemas fortemente acoplados (tightly coupled) caracterizam-se pela existência de um único sistema operacional controlando vários processadores e compartilhando apenas uma memória. 30 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados 31 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados (Assimétricos) 32 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados (Simétricos) 33 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados Sistemas com Multiprocessamento - Vetorial: Permite a manipulação de vetores inteiros, sendo as instruções executadas sobre os vários elementos de um ou mais vetores; - Paralelo: uma aplicação pode ser executada simultaneamente por mais de um processador. 34 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados Quanto a Organização - Barramento comum 35 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados Quanto a Organização - Barramento Cruzado 36 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fortemente Acoplados Quanto a Organização - Memória Multport 37 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados A característica desses sistemas é possuir dois ou mais sistemas interligados, e cada sistema é controlado pelo seu próprio sistema operacional. É importante destacar que cada sistema possui e gerencia seus próprios recursos como processador memória e dispositivos de I/O. 38 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados 39 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Sistemas Operacionais de Rede - Os sistemas operacionais de rede também chamados de SOR possuem vários equipamentos cada um com seu próprio sistema operacional interconectados, o que possibilita o compartilhamento de recursos entre os usuários. 40 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Sistemas Operacionais de Rede 41 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Sistemas Operacionais Distribuídos - Essa arquitetura propõe que os sistemas estejam separados, mas com um forte relacionamento entre si; - Sendo que na maioria das vezes possuem o mesmo sistema operacional, e para os usuários a rede é apresentada de forma transparente. 42 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Sistemas Operacionais Distribuídos 43 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Quanto à Organização Funcional - A organização funcional dos sistemas fracamente acoplados é definida pela topologia, ou seja, a posição dos computadores e como estão interligados. 44 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Quanto à Organização Funcional - Barramento: os sistemas são conectados através de uma única linha, usado em redes locais, todos compartilham o mesmo meio. - Organização Distribuída: possui várias linhas de comunicação entre os diversos equipamentos, desta forma, na falha de alguma delas, outra pode permitir a comunicação, muito utilizado em redes distribuídas. 45 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Quanto à Organização Funcional - Barramento 46 2- Introdução aos Sistemas Operacionais Tradicionais e de Redes Sistemas Fracamente Acoplados Quanto à Organização Funcional - Organização Distribuída 47 4 – Atividades 1) Quais são as funções básicas de um sistema operacional? 2) Quais gerações são apontadas na história e qual é o período que compreendem? 3) Em qual geração surgiram os sistemas operacionais de rede? Por que ? 4) Especifique como poderiam ser conectados três computadores, duas impressoras e um sistema de armazenamento de forma que todos compartilhassem recursos 48 4 – Resposta 1) Quais são as funções básicas de um sistema operacional? R: São várias as funções do sistema operacional, entretanto, são duas as funções básicas: facilidade de acesso aos recursos do sistema, compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida. Para os sistemas de rede, pode-se adicionar o controle e gerenciamento da rede. 49 4 – Resposta 2) Quais gerações são apontadas na história e qual é o período que compreendem? R: Primeira geração (1940 até 1955). Segunda geração (1956 e 1965). Terceira geração (1966 e 1980). Quarta geração (1981 e 1990). Quinta geração (de 1991 até os dias atuais). 50 4 – Resposta 3) Em qual geração surgiram os sistemas operacionais de rede? Por que ? R: Surgiram na quinta geração, devido ao avanço das telecomunicações, a evolução do protocolo TCP/IP e o forte desenvolvimento da internet. 51 4 – Resposta 4) Especifique como poderiam ser conectados três computadores, duas impressoras e um sistema de armazenamento de forma que todos compartilhassem recursos. R: Não tem padrão. Uma solução aceita é a estrutura de barramento, onde cada elemento acima seja um recurso independente, conectado ao barramento. 52
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