Aula 01

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SISTEMAS OPERACIONAIS PARA REDES
Prof. Luiz di Marcello
Aula 1 – Fundamentos de Sistemas Operacionais 
OBJETIVOS DA AULA
Descrever as funções e componentes de um sistema operacional
 Explicar a evolução histórica dos sistemas operacionais
 Diferenciar os tipos de sistemas operacionais
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
O Hardware e o Sistema Operacional
Você comprou os componentes e montou o computador
Você o ligou na tomada e pressionou o botão POWER
Ele começa a inicialização do sistema e… o computador não está “operacional” para utilização
Falta instalar o Sistema Operacional
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Montar o hardware: conexão dos componentes físicos
Ligar na tomada: energização da placa-mãe e componentes
Ocorre o boot: série de processos responsáveis pela inicialização do computador
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
https://www.tecmundo.com.br/aumentar-desempenho/11266-como-funciona-o-boot-de-um-computador.htm
O Hardware e o Sistema Operacional
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
O que é um Sistema Operacional? 
Conjunto de programas indispensáveis ao funcionamento do computador, que serve de interface (ligação, elo) entre o homem e a máquina
Conjunto de rotinas executadas pelo processador, que controla o funcionamento do computador, como um gerente dos vários recursos disponíveis no sistema
Conjunto de programas responsável pela gerência de recursos de hardware, segurança de acesso e utilização e interface com os usuários
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
USUÁRIOS
HARDWARE
UCP
DISPOSITIVOS
DE E/S
MEMÓRIA
PRINCIPAL
PROGRAMADORES
SISTEMAS E APLICATIVOS
BANCOS DE DADOS
OUTROS USUÁRIOS
MS-DOS
WINDOWS 3.11, 95/98, XP, VISTA, 7, 8, 10
LINUX (MANDRIVA, UBUNTU, FEDORA)
MAC-OS X El Capitan
iPhone OS10, Android 7, Windows 10 Mobile
SISTEMA
OPERACIONAL
SOFTWARE
Computadores baseados em válvulas: ENIAC, 18 mil válvulas, 30 toneladas, consumo de140KW; EDVAC; UNIVAC I, censo americano
Ausência de sistema operacional: 
programação feita por painéis, 
através de fios, sem uso de 
linguagens de programação
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Histórico: 1ª Geração (1945-1955)
Criação do transistor (maior velocidade e confiabilidade no processamento, menor dissipação de energia) 
Seqüenciamento da execução dos programas, sem intervenção do operador, conhecido como processamento BATCH (em lote): perfuração das instruções em cartões e processamento do JOB utilizando-se fita magnética
Surgimento das primeiras linguagens de programação: Assembly e Fortran
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Histórico: 2ª Geração (1955-1965)
Criação dos circuitos integrados (CIs) e, posteriormente, dos microprocessadores
Utilização da técnica de compartilhamento da memória (partições) e do processador denominada multiprogramação, permitindo processamento time-sharing
Substituição das fitas por discos magnéticos, possibilitando execução mais rápida e a alteração na ordem de submissão dos programas em lote (spooling)
Surgimento em 1969 do sistema operacional UNIX
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Histórico: 3ª Geração (1965-1980)
Miniaturização e barateamento dos computadores através da integração cada vez maior dos componentes
Surgimento dos microcomputadores pessoais (PCs) e do sistema operacional DOS (Disk Operating System)
Sistemas multiusuário e multitarefa, permitindo a execução de diversas tarefas de forma concorrente
Equipamentos com múltiplos processadores
As redes de computadores se difundiram por todo mundo: sistemas operacionais de rede
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Histórico: 4ª Geração (1980 até hoje)
Grandes avanços de hardware (microeletrônica), software e telecomunicações
Processadores e memórias cada vez menores e mais baratos
Processamento distribuído em sistemas operacionais
Computação móvel, sistemas operacionais dos celulares
Novas interfaces homem/máquina, sistemas multimídia, bancos de dados distribuídos e inteligência artificial
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Histórico: 5ª Geração (????)
Classificação: Monotarefa (Monoprogramado)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Todos os recursos do computador (UCP, memória principal e dispositivos de E/S) ficam dedicados a um único usuário/programa até a conclusão de sua execução
O sistema operacional só é capaz de controlar/gerenciar um programa de cada vez
São de simples implementação, se comparados a outros sistemas, não havendo muita preocupação com problemas de proteção, pois só existe um usuário/programa utilizando-o
Classificação: Multitarefa (Multiprogramado)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Os recursos da máquina são alocados de modo dinâmico entre o número de programas ativos de acordo com o nível de prioridade ou o estágio de execução de cada um dos programas
O sistema operacional gerencia o acesso concorrente aos seus diversos recursos, de forma ordenada e protegida
São mais complexos e eficientes do que os sistemas monotarefa, já que vários programas utilizam os mesmos recursos
Classificação: Multitarefa (Multiprogramado)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Existem vários tipos de processamento (gerência/interação com usuários) nesse tipo de sistema:
 BATCH (LOTE) - Os programas quando executados são armazenados em disco ou fita, onde esperam para serem “atendidos”. Normalmente, esses programas (jobs) não exigem interação com os usuários
Classificação: Multitarefa (Multiprogramado)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Existem vários tipos de processamento (gerência/interação com usuários) nesse tipo de sistema:
 TIME-SHARING (TEMPO-COMPARTILHADO) - O sistema operacional aloca uma “fatia de tempo” (time-slice) do processador para cada usuário. Caso o programa do usuário não esteja concluído nesse intervalo de tempo, ele é substituído por um de outro usuário, e fica esperando por uma nova fatia de tempo. Permitem a interação dos usuários com o sistema
Classificação: Multitarefa (Multiprogramado)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Existem vários tipos de processamento (gerência/interação com usuários) nesse tipo de sistema:
 REAL-TIME (TEMPO-REAL) - Enquanto em sistemas de tempo compartilhado o tempo de resposta pode variar sem comprometer as aplicações, nos sistemas de tempo real os tempos de resposta devem estar dentro de limites rígidos. Não existe a ideia de fatia de tempo, um programa executa o tempo que for necessário, ou até que apareça outro prioritário em função de sua importância
executa
espera
espera
Tempo
MONOTAREFA
Tempo
MULTITAREFA
espera
espera
Programa A
espera
espera
Programa B
espera
executa
executa
executa
executa
CONCORRENTE ≠ SIMULTÂNEO
executa
Programa A
Classificação: Compartilhamento de recursos
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Classificação: Suporte aos usuários
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
MONOUSUÁRIO
USUÁRIO = GENTE e NÃO PROGRAMA!
		
TODO SISTEMA MULTIUSUÁRIO É 
OBRIGATORIAMENTE MULTITAREFA
MULTIUSUÁRIO 
SIGNIFICA MAIS DE UMA PESSOA NO MESMO SISTEMA INTERAGINDO SIMULTANEAMENTE
Classificação: Sistemas Multiprocessados
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Possuem mais de um processador, sendo que estes podem compartilhar o mesmo sistema operacional, ou cada um pode possuir o seu próprio sistema
Permitem que vários programas sejam executados ao mesmo tempo, simultaneamente
Possibilitam aumentar a capacidade computacional (escalabilidade), disponibilidade (sistema continua o proces samento, mesmo se um dos processadores falhar) e balan
	ceamento de carga (distribuição da carga de processamento)
Classificação: Sistemas Multiprocessados
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Existem diferentes formas de comunicação entre esses processadores e também diferentes graus de compartilha
mento da memória principal e dos dispositivos de E/S:
Fortemente acoplados – dois ou mais processadores compartilhando uma única 
memória e controlados por 
apenas um único sistema 
operacional (ex.: multicore)
Classificação:
Sistemas Multiprocessados
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Existem diferentes formas (...) dos dispositivos de E/S:
Fracamente acoplados – caracterizam-se por possuir dois ou mais processadores conectados e com funcionamento independente (multicomputadores). Podem ser controlados por sistemas 
operacionais diferentes
(ex.: cluster)
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
O Sistema Operacional proporciona o ambiente no qual os programas são executados e é composto por um conjunto de rotinas, conhecido como o núcleo
Ele reage às chamadas de sistemas (system calls) e executa os seus procedimentos de forma concorrente, sem seguir uma ordem estabelecida, com base em eventos assíncronos
A interface entre o Sistema Operacional e os programas dos usuários é definida por um conjunto de instruções denominado chamadas de sistema (system calls)
Estrutura do Sistema Operacional
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
As chamadas ao sistema (system calls) fornecem a interface entre os processos e o sistema operacional
Constituem o mecanismo de proteção ao núcleo do SO e também de acesso aos seus serviços, como se fossem as portas de entrada para os processos
Estrutura do Sistema Operacional: System Calls
Estrutura do Sistema Operacional: Componentes e Funções
FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Gerenciador
de Processos
Gerenciador
de Memória
Gerenciador
de Disco
Gerenciador
de Rede
Gerenciador
de E / S
Gerenciador
de Arquivos
Sistema de
Proteção
Sistema Interpre tador de Comandos
SISTEMA
OPERACIONAL