Aula 2 Aspectos de Sistemas Operacionais

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Aspectos de Sistemas Operacionais 
 
O que é um Sistema Operacional? 
 Um sistema operacional (SO) é uma coleção de programas 
que inicializam o hardware do computador. Fornece rotinas 
básicas para controle de dispositivos. Fornece gerência, 
escalonamento e interação de tarefas. Mantém a integridade de 
sistema. 
BIOS 
 BIOS: Basic Input/Output System (Sistema Básico de 
Entrada/Saída). O termo é conhecido como Basic Integrated 
Operating System (Sistema Operacional Básico Integrado) ou 
Built In Operating System (Sistema Operacional Interno). O BIOS 
é um programa de computador pré-gravado em memória 
permanente (firmware) executado por um computador quando 
ligado. Ele é responsável pelo suporte básico de acesso ao 
hardware, bem como por iniciar a carga do sistema 
operacional. 
BIOS 
 O BIOS é armazenado num chip ROM (Read-Only 
Memory) que pode ser do tipo Mask-ROM e PROM nas placas-
mãe produzidas até o início da década de 1990, e Flash ROM 
(memória flash) nas placas mais recentes. 
 Na memória ROM da placa-mãe existem mais dois 
programas chamados Setup (usado para configurar alguns 
parâmetros do BIOS), e POST (Power On Self Test) (uma 
seqüência de testes ao hardware do computador para verificar 
se o sistema se encontra em estado operacional). 
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BIOS 
Firmware 
 Firmware é o conjunto de instruções operacionais 
programadas diretamente no hardware de um equipamento 
eletrônico. É armazenado permanentemente num circuito 
integrado (chip) de memória de hardware, como uma ROM, 
PROM, EPROM ou ainda EEPROM e memória flash, no 
momento da fabricação do componente. 
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Firmware 
CMOS 
 É um tipo de tecnologia empregada na fabricação de 
circuitos integrados onde se incluem elementos de lógica 
digital. 
 É comum usar o termo "CMOS" para se referir a uma 
determinada área de memória, onde ficam guardadas 
informações sobre os periféricos instalados e a configuração 
inicial do computador, além do relógio e calendário. 
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CMOS 
Tipos de Memória Somente leitura 
 A memória somente de leitura (ROM) é um tipo de 
memória que permite apenas a leitura, ou seja, as suas 
informações são gravadas pelo fabricante uma única vez e após 
isso não podem ser alteradas ou apagadas, somente acessadas. 
São memórias cujo conteúdo é gravado permanentemente. 
Tipos de Memória Somente leitura 
PROMs (Programmable Read-Only Memory) podem ser escritas 
com dispositivos especiais mas não podem mais ser apagadas 
ou modificadas. 
 
EPROMs (Erasable Programmable Read-Only Memory) podem 
ser apagadas pelo uso de radiação ultravioleta permitindo sua 
reutilização. 
 
EEPROMs (Electrically Erasable Programmable Read-Only 
Memory) podem ter seu conteúdo modificado eletricamente, 
mesmo quando já estiver funcionando num circuito eletrônico. 
 
Memória flash semelhantes às EEPROMs são mais rápidas e de 
menor custo. 
 
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Tipos de Memória Somente leitura 
Inicialização do Computador 
 Ao ligar o computador, o primeiro software que você vê a 
ser lido é o do BIOS. Durante a seqüência de inicialização 
(boot), o BIOS faz uma grande quantidade de operações para 
deixar o computador pronto a ser usado. Depois de verificar a 
configuração na CMOS e carregar os manipuladores de 
interrupção, o BIOS determina se a placa gráfica está 
operacional. 
Inicialização do Computador 
 Em seguida, o BIOS verifica se trata de uma primeira 
inicialização(cold boot) ou de uma reinicialização (reboot). Esta 
verifica as portas PS/2 ou portas USB à procura de um teclado 
ou (mouse). Procura igualmente por um barramento PCI 
(Peripheral Component Interconnect) e, caso encontre algum, 
verifica todas as placas PCI instaladas. Se o BIOS encontrar 
algum erro durante o início (POST), haverá uma notificação ao 
utilizador em forma de bipes e mensagens. 
Definição S.O. 
 Qualquer pessoa que teve algum contato com um sistema 
de computação sabe que o mesmo consiste em dois 
componentes principais: o hardware (que engloba toda a parte 
fisicamente montada, em geral em circuitos eletrônicos) e o 
software (que compreende toda a programação para levar o 
hardware a executar o que foi determinado pelo usuário). É 
óbvio que a falta de qualquer um dos componentes acima acarreta 
a inutilidade do outro, bem como a ineficiência de um tem 
implicações sérias na utilização do outro. 
Definição S.O. 
 
Organização do Hardware e Software em camadas 
Definição S.O. 
 Na parte de hardware, a linguagem de máquina é o que o 
usuário "enxerga" do processador, isto é , o seu único modo de 
operar com o processador é através da linguagem de máquina. 
Ao chegar no processador uma instrução de máquina, a 
microprogramação é a responsável pela interpretação e 
controle da sua execução, através da ativação dos dispositivos 
físicos. Em alguns processadores pequenos a interpretação e 
controle de execução é também realizada por meio de 
dispositivos, deixando portanto de existir a camada de 
microprogramação. 
Definição S.O. 
 Na parte de Software, o objetivo final são os programas 
 aplicativos. Para possibilitar o desenvolvimento de programas 
aplicativos existem programas como compiladores, editores de 
texto, depuradores, entre outros. Estes programas não deixam 
de ser aplicativos, apenas são voltados ao programador e não 
ao usuário final. Para permitir a utilização eficiente dos 
recursos de hardware, bem como fornecer facilidades 
 extras ao usuário existe o sistema operacional. 
Definição S.O. 
 Pode-se dividir as funções do S.O. em duas categorias: a 
definição de uma máquina virtual e o gerenciamento de 
recursos. 
S.O. Como Máquina Virtual 
 Como formador de uma máquina virtual, a função do S.O. 
é apresentar ao usuário uma máquina com as seguintes 
características: 
 
 1- Facilidade de operação: isto é , o S.O. deve fornecer uma 
interface entre o usuário e o hardware que apresenta maior 
facilidade de programação de a presente originalmente no 
 hardware. 
S.O. Como Máquina Virtual 
 Uma máquina virtual (Virtual Machine – VM) pode ser , 
definida como “uma duplicata eficiente e isolada de uma 
máquina real”. 
 
 Como formador de uma máquina virtual, a função do S.O. 
é apresentar ao usuário uma máquina com as seguintes 
características: 
 
S.O. Como Máquina Virtual 
 Facilidade de operação: isto é , o S.O. deve fornecer uma 
interface entre o usuário e o hardware que apresenta maior 
facilidade de programação e presente originalmente no 
 hardware. 
 Extensão das capacidades da máquina: o S.O. pode 
fornecer também algumas capacidades não presentes no 
computador original, como, por exemplo, múltiplos usuários e 
sistemas de proteção de acesso. 
S.O. Como Gerenciador de Recursos 
 Como um gerenciador de recursos, a função do S.O. é 
controlar (ou gerenciar) a utilização de todos os recursos 
fornecidos pelo hardware e a sua distribuição entre os 
diversos programas que competem por ele de forma a garantir: 
 
• a execução correta dos diversos programas 
• alta eficiência na utilização dos recursos 
Lista de Sistema Operacionais 
Windows (16 bits) 
» Windows 1.x 
» Windows 2.X 
» Windows 3.x 
Windows (16 bits/32 bits) 
» Windows 95 
» Windows 98 
» Windows 98 SE 
» Windows ME 
Windows (32 bits) 
» Windows NT 
 ReactOS 
 Windows NT 3.1 
 Windows NT 3.5 
 Windows NT 4 
 Windows 2000 
 Windows Server 2003 
Windows (32/64 bits)» Windows XP 
 Home Edition 
 Professional Edition 
 Tablet PC Edition 
 Media Center Edition 
 Embedded Edition 
 Starter Edition 
 64-bit Edition 
» Windows Vista 
 Enterprise 
 Starter 
 Home Basic 
 Home Premium 
 Business 
 Ultimate 
» Windows Server 2008 
» Windows 7 
 Starter 
 Home Basic 
 Home Premium 
 Professional 
 Enterprise 
 Ultimate 
» Windows 8 
 Developer preview 
 Pro 
 
Windows 
Lista de Sistema Operacionais 
Apple II 
» Apple DOS 
» ProDOS 
 GS/OS 
Apple III 
» SOS (Sophisticated Operating System) 
Lisa OS 
Macintosh ; abreviação: Mac 
» Mac OS 
» Unix-like 
 A/UX 
 MkLinux 
 Mac OS X 
• Darwin 
• Mac OS X v10.0 (Mac OS X 10.0 
"Cheetah") 
• Mac OS X v10.1 (Mac OS X 10.1 
"Puma") 
• Mac OS X v10.2 (Mac OS X 10.2 
"Jaguar") 
• Mac OS X v10.3 (Mac OS X 10.3 
"Panther") 
• Mac OS X v10.4 (Mac OS X 10.4 
"Tiger") 
• Mac OS X v10.5 (Mac OS X 10.5 
"Leopard") 
• Mac OS X Server 
• Mac OS X v10.6 (Mac OS X 10.6 
"Snow Leopard") 
• Mac OS X v10.7 (Mac OS X 10.7 
"Lion") 
• Mac OS X v10.8 (Mac OS X 10.8 
"Mountain Lion") 
 
Apple Inc. / Macintosh 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Os primeiros computadores foram implementados através 
de válvulas a vácuo, consistindo em salas inteiras de circuito, 
consumindo energia elétrica suficiente para cidades inteiras. A 
programação era realizada através de painéis onde as conexões 
realizadas representavam os 0 e 1 
 dos códigos binários da linguagem de 
 máquina. 
Válvulas e Painéis de Conexão (1945-1955) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Não existia o conceito de sistema operacional, sendo que 
cada usuário introduzia o seu programa por painéis e 
aguardava os resultados. A probabilidade de falha do sistema 
durante a execução de algum programa era altíssima, devido à 
baixa confiabilidade das válvulas a vácuo. 
Válvulas e Painéis de Conexão (1945-1955) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 A introdução dos transístores, com a consequente redução 
de tamanho e consumo e o aumento da confiabilidade permitiu 
o desenvolvimento dos primeiros sistemas realmente 
 utilizáveis fora dos círculos 
 acadêmicos e governamentais, 
 o que garantiu a comercialidade 
 dos mesmos. 
Transístores e Sistemas de Lote (batch) (1955-1965) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Começa a surgir nesta época a distinção entre projetistas, 
construtores, operadores, programadores e pessoal da 
manutenção. Entretanto, os computadores ainda eram 
extremamente grandes e caros, devendo ser acondicionados em 
grandes salas com ar condicionado e operados por pessoal 
profissional. Seu uso era portanto restrito à entidades 
governamentais, grandes corporações e universidades. 
Transístores e Sistemas de Lote (batch) (1955-1965) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 O processo de execução de uma tarefa (job) era, 
resumidamente: 
i) perfuração de um conjunto de cartões com o programa a ser 
executado; 
ii) o operador pega os cartões e os coloca na leitura. Se o 
compilador FORTRAN for necessário, ele é colocado (também 
como um conjunto de cartões) na leitora; 
iii)o resultado sai na impressora e é levado pelo operador para um 
local onde o usuário o recolhe. 
Transístores e Sistemas de Lote (batch) (1955-1965) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Com a introdução de circuitos integrados, houve uma 
grande redução no tamanho e custo dos sistemas, bem com um 
aumento em sua complexidade e generalidade. Isto permitiu o 
desenvolvimento de dispositivos de entrada e saída 
inteligentes, de forma que os próprios se responsabilizam pelo 
controle da transferência de 
 dados entre eles e a memória 
 principal. 
Circuitos Integrados e Multiprogramação (1965-1980) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Outro desenvolvimento importante foi a introdução dos 
discos, que permitem um acesso aleatório à informação contida 
nos mesmos, diferentemente das fitas magnéticas, que 
 somente permitem um acesso aos dados na ordem em que os 
mesmos estão gravados. 
Circuitos Integrados e Multiprogramação (1965-1980) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Simultaneamente com a utilização de circuitos integrados, 
surgiu o conceito de multiprogramação. 
 Multiprogramação: corresponde a diversos programas 
distintos executando em um mesmo processador. 
 Multiprocessamento: corresponde a diversos 
processadores, dentro de um mesmo sistema de computação, 
executando programas diversos ou cooperando na execução de 
um mesmo programa. 
Circuitos Integrados e Multiprogramação (1965-1980) 
Histórico dos Sistemas Operacionais 
 
 Com a integração em larga escala e o surgimento dos 
microcomputadores, surge também o conceito de "user-
friendly" para S.O., que corresponde ao desenvolvimento de 
sistemas operacionais para 
 serem utilizados por pessoas 
 sem nenhum conhecimento de 
 computação e que, provavelmente, não têm nenhum interesse 
em vir a conhecer algo. 
Computadores Pessoais e Redes (1980 - 1990) 
Introdução Processos 
 
 No método tradicional de S.O., considera-se todo o 
software como organizado em um número de processos 
sequenciais ou, mais simplesmente, processos. 
 Define-se um processo como um programa em execução, 
sendo que para sua especificação completa, deve-se incluir 
tanto o programa propriamente dito como os valores de 
variáveis, registradores, contador de programa (Program 
Counter, PC), e outros dados necessários à definição completa 
de seu estado. 
Introdução Processos 
 Cada processo trabalha como se possuísse para si uma UCP 
(unidade central de processamento, o processador principal do 
computador) própria, chamada UCP virtual. Na realidade, na 
grande maioria dos casos uma única UCP é compartilhada 
entre todos os processos. Isto é , existe apenas uma UCP real, 
mas tantas UCP virtuais quantos forem os processos. Alguns 
sistemas de multiprocessamento apresentam diversas UCP 
reais, entretanto mesmo nestes casos ocorre a necessidade de 
compartilhamento de várias ou todas UCP pelos diversos 
processos. 
Introdução Processos 
 Podemos exemplificar o processo de chaveamento entre 
um programa e um processo. 
 
 Veja o Exemplo a seguir. 
 
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Exercício 
 Descreva com suas palavras o que são os Sistemas 
Operacionais e um pouco de sua história.