cap01

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Sistemas Operacionais
Fernando N.N. Farias
Discentes: Ciências da Computação
	 Sistemas de Informação
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Roteiro da Disciplina
Locais, datas e períodos. 
Duração de 90hs
Dias: Segundas, Quartas e Sextas
Horários das 13:00 às 14:20
Local: Laboratórios 
Período: 30 de outubro à 5 de fevereiro.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Roteiro da Disciplina
Referências Bibliográficas 
Sistemas Operacionais Modernos, [Tanerbaum, 2001]
Arquitetura de Sistemas Operacionais.Edt. LTC, Rio de Janeiro, 2002.[Machado] * 
* Índice e conteúdo utilizado na disciplina.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Roteiro da Disciplina
Avaliações 
Prova analítica discursiva
 2 provas 
 Datas Supostas:
 Prova 1: 18 de dezembro 
 Prova 2: 10 de fevereiro
 Trabalhos
 Individuais
 Números de trabalhos: Indefinido
 Grupos
 Números de trabalhos: 2 max.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Roteiro da Disciplina
Avaliações
Matemática de conceitos
NP: Nota da Prova
NTI: Nota do Trabalho Individual
NTG: Nota do Trabalho em Grupo
NF: Nota Final
 Fórmula do conceito
	 
 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Dúvidas ??
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
PARTE I
Conceitos Básicos
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Sumário
Funções básicas
Máquina de níveis
Histórico
Tipos de sistemas operacionais
Sistemas monoprogramáveis
Sistemas multiprogramáveis
Sistemas com múltiplos processadores
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Introdução
Sistema Operacional: É apenas um conjunto de rotinas executado pelo processador, de forma semelhante aos programas dos usuários. [dialeto popular]
Função principal: Controlar o funcionamento de um computador gerenciando a utilização e o compartilha- mento de recursos, como processadores, memórias e dispositivos de entrada e saída.
Vantagens: Elimina o usuário a ter um forte conhecimento com diversos detalhes de hardware o que tornaria seu trabalho lento e com grande possibilidades de erros.
	Ex: leitura e gravação em disco, posicionamento na trilha e setores corretos e transferências de dados pra memória.
 Desvantagens: Nem todos os hardware são compatíveis com o Sistema Operacional.
	Ex: Arquitetura : INTEL, AMD e etc ... 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Funções Básicas
Os sistemas operacionais possuem duas funções básicas que definem os SO’s hoje:
Facilidade de acesso aos recursos do sistema;
O usuário não se preocupa como é realizada a comunicação com diversos dispositivos e os inúmeros detalhes envolvidos nas operação de E/S 
Compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida.
Permiti o acesso concorrente de forma responsável, organiza-da e protegida a recursos como impressoras, discos rígidos, li-nha de comunicação e etc ...
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Funções Básicas 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Máquinas de Níveis 
Um computador poder ser visua-lizados como uma máquina de níveis ou máquina de camadas.
Onde inicialmente existem dois níveis: hardware (nivel 0) e o so-ftware (nivel 1).
Na visão do usuário enxerga-se a máquina como sendo apenas o sis- temas operacional, ou seja é como se hardware não existisse. Essa vi-são modular dar-se o nome de má-quina virtual. 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Máquinas de Níveis
Na realidade um computador não possui dois níveis, e sim tantos níveis possíveis quanto forem necessários para adequar o usuário as suas diversas aplicações.
Atualmente, a maioria dos computadores contêm uma estrutura básica podendo conter um numero maior ou menor de camadas. Sendo a linguagem utilizada em cada um desse níveis é diferente variando da mais elementar (baixo nível) a mais sofisticada (alto nível).
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 1940
Com o desenvolvimento de uma Máquina universal ou Máquina de Turing, capaz de executar qualquer seqüência de instruções (algoritmo).
Criou-se uma máquina para decifrar códigos de mensagens alemães.
Em 1944, foi construído o 1º computador eletromecânico batizado MARK I e o ENIAC é considerado o 1º computador digital e eletrônico.
Nesta época os computadores não possuíam dispositivos com função de interação com usuário como teclado e monitores. 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 1950
Surge o 1º sistema operacional chamado de monitor por sua simplicidade, foi desenvolvido em 1953 pelos usuário do computador IBM 701 do Centro de Pesquisa da General Motor que posteriormente foi reescrito para o computador IBM 703 pelos os usuário da IBM.
Com surgimento das 1º linguagem de programação de alto-nível, como FORTRAN, ARGOL e COBOL, ao programas deixaram de ter uma relação direta com os hardware dos computadores.
Da mesma maneira os sistemas operacionais evoluíram no sentido de facilitar o trabalho de codificação, submissão, execução e depuração de programas. 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 1960 e 1970
Com o surgimento dos circuitos integrados, os computadores se tornaram menores e mais eficientes.
Os sistemas operacionais já apresentavam inúmeras inovações como multiprogramação, multiprocessamento, time-sharing, e memória virtual.
Redes Distribuídas (WANs ) permitam o acesso a outros sistemas de computação independentemente da distância geográfica, utilizando vários protocolos de rede tais: DECnet e o SNA (ambos proprietários); NCP (Predecessor do TCP/IP) e o X.25 (ambos de domínio público).
Desde então os sistemas operacionais estavam ligados diretamente e intimamente aos software de redes.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 1980 e 1990
Surgem os famoso microcomputadores com os seus sistemas operacionais especiais.
A IBM lança os IBM PC, criando a filosofia de computadores pessoais utilizando um processador Intel 8088 de 16 bits com o SO DOS da Micro$oft muito semelhante ao CP/M, por quê será ??
Surge na universidade de Berkeley uma versão de Unix não proprietário o chamado BSD (Berkeley Software Distribution) introduzindo inúmeros melhoramentos em destaque o protocolo TCP/IP.
Com a fundação, em 1982, da SunMicrosytem surge as maquinas de arquitetura RISC e seu SO SunOS e posteriormente Sun Solaris.
O Microsoft Windows e o OS/2 são os 1º SO a oferecerem uma interface gráfica.
Temos tambem o amadurecimento e populazição dos software gratuitos dentre eles os sistemas operacionais: FreeBSD; Linux; 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 2000 e hoje 
As computadores desta geração são extremamente portáteis e de um alto poder de processamento. 
Uma novo conceito e adicionado aos sistemas operacionais o de processamento distribuído de forma que suas funções estejam espalhadas por vários processadores através das redes locais e distribuídas. 
Hoje existem dois grupos de sistemas operacionais: OS Enterprise (para arquiteturas robustas(RISC, CISC, PowerPC)) e OS Professional (para arquiteturas menos robustas (Intel, AMD) ). 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Década de 2000 e hoje 
OS Enterprise 
Unix
Solaris OS
Linux
Windows 2003 Server 
FreeBSD
OS Professional
Linux
Windows XP ou Windows Vista
Open Solaris 
FreeBSD
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais 
Os tipos de SO e sua evolução estão relacionados diretamente com a evolução do hardware e das suas aplicações.
Com isso novos conceito foram introduzidos e outro foram retirados definindo grupos de sistemas operacionais são eles: Sistemas Monoprogramáveis/Monotarefa; Sistemas Multiprogramáveis/Multitarefa; Sistemas com Múltiplos Processadores.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Monoprogramáveis/Monotarefa
Tipicamente pertenciam a esse grupo os 1º SOs que eram tipicamente voltados a executarem um único programa.
 Se caracterizam por permitir que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa.
O problema era que durante a operação de E/S o processador e outros dispositivos ficavam ociosos.
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Multiprogramáveis/Multitarefa
Neste tipo de sistema os recurso computacionais são comparti-lhados entre diversos usuário e aplicações.
Enquanto um programa espera por uma operação de leitura ou gravação de disco, outros programas podem estar sendo proces-sados neste mesmo intervalo de tempo.
As vantagens nesse tipo de sistema é o uso completo de todo o conjunto de recursos do computador 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas com Múltiplos Processadores
Caracterizam-se por possuir duas ou mais UCPs (Unidades de processamento) trabalhando em conjunto
A vantagem que desse tipo de sistema é permitir que vários programas sejam executados ao mesmo tempo ou que um mesmo programa seja subdividido em partes para serem executadas paralelamente ou distribuidamente em mais de um processado.
Esse sistemas possuem outras vantagens especificas como Escalabilidade, Disponibilidade e Balanceamento de Carga. 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Multiprogramáveis/Multitarefa
Sistemas Batch 
Sistemas de Tempo Compartilhado (Time-Sharing)
Sistemas de Tempo Real
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas com Múltiplos Processadores
Existem dois tipos de Sistemas com Múltiplos Processadores
Sistemas Fortemente Acoplados 
Sistemas Fracamente Acoplados 
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas com Múltiplos Processadores
Sistemas Fortemente Acoplados
São Sistemas onde existem vários processadores compartilhando uma única memória física e dispositivos de entrada e saída, sendo gerenciados por um único sistema operacional.
Sistema Operacional
Sistemas Operacionais 
*
Departamento de Informatica-DI/UFPA
*
Visão Geral
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas com Múltiplos Processadores
Sistemas Fracamente Acoplados
Caracterizam-se por possuir dois ou mais sistemas computacionais conectados através de linhas de comunicação. Cada sistema funciona de forma independente possuindo sua própria memória, seu próprio SO, gerenciando seus próprios recursos e dispositivos de E/S.
UCP
UCP
Memória
Principal
Memória
Principal
Dispositivos
de E/S
link de comunicação
Dispositivos
de E/S
link de comunicação
Sistema Operacional
Sistema Operacional