Sistemas_operacionais_Aula8

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Sistemas Operacionais I
Componentes de Hardware controlados pelo S.O
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GERÊNCIA DE ENTRADA E SAÍDA
Uma das funções de um SO é controlar os dispositivos de entrada esaída(E/S), fornecendo uma interface de uso adequada.
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Trabalho para realizar em Aula (1 Ponto)
Pesquisar sobre os filesystems dos sistemas operacionais Linux e Windows (mínimo 2 de cada)- -
	- História;
	- Tipos de filesystem suportadas por cada um dos sistemas operacionais;
	- Características gerais;
	- Qual o tamanho máximo de cada partição?
	- tamanho máximo de arquivos.
	- quantidades de pastas suportadas
	- Referencias.
	
			
		
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Princípios básicos de hardware
Periférico é um dispositivo conectado a um computador de forma a possibilitar sua interação com o mundo externo.
Os periféricos são conectados ao computador através de um componente de hardware denominado de interface.
As interfaces são interconectadas aos barramentos internos de um computador
Elemento chave na coordenação da transferências de dados
Interfaces se utilizam de um processador dedicado a realização e controle das operações de entrada e saída
- Controladoras
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Tipos de periféricos
De acordo com o sentido do fluxo de dados entre o computador e o dispositivo, esses podem ser divididos em periféricos de entrada, periféricos de saída, ou ainda periféricos de entrada e saída.
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Tipos de periféricos - Funções
Permitir a comunicação do homem com o computador. Exemplo teclado, mouse, monitor de vídeo, etc
Comunicação entre computadores. Exemplo modems, placas de redes, etc
Destinados ao armazenamento de informações (unidades de fita, disquetes, disco rígido, CDROM, etc).
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Arquitetura de Entrada e Saída
Dispositivos de Entrada e Saída possui uma parte mecânica e outra eletrônica
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Dispositivos de entrada e saída (1)
Classificados como:
		Orientado a caractere
			Unidade de transferência é o caractere
				Exemplo: teclado, interface serial
Orientado a bloco
			Unidade de transferência de dados é um bloco de caracteres (fixo)
		Exemplo: disco, fitas DAT
		Esquema de classificação não é perfeito pois alguns dispositivos não se enquadram nestas situações
Exemplo: relógio, memória de vídeo mapeada em espaço de E/S
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Dispositivos de entrada e saída (2)
Dispositivos de entrada e saída podem ser classificados de acordo com o tipo de entidade que interagem
Com usuário:
		Exemplo: vídeo, teclado, mouse, impressora, etc
Com dispositivos eletrônicos
		Exemplo: discos, fitas, atuadores, controladores, etc
Com dispositivos remotos
		Exemplo: modem, interfaces de rede
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Tipos de conexão e transferência de dados
Em função da interconexão física das interfaces com os periféricos podem ser classificadas em dois tipos:
Interface serial
Interface paralela
Interface serial
Apenas uma linha para transferência de dados (bit à bit)
Interface paralela
Mais de uma linha para transferência de dados
	Exemplo: n x 8 bits
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Como controladoras e sistema operacional interagem?
Controladora é programada via registradores de configuração
	Recebem ordens do processador
	Fornecem estados de operação
	Leitura e escrita de dados do periférico
Registradores são "vistos" como posições de memória
	E/S mapeada em espaço de E/S
	E/S mapeada em espaço de memória
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O problema da gerência de entrada e saída
Entrada e saída é extremamente lenta se comparada com a velocidade de processamento e de acesso a memória principal. Multiprogramação possibilita que processos executem enquanto outros esperam por operações de entrada e saída.
Procedimento de swapping é entrada e saída
Eficiência no tratamento de entrada e saída é importante.
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Mapeamento em espaço de memória e em espaço de entrada e saída
Espaço de endereçamento:
	Conjunto de endereços de memória que o processador consegue endereçar
	Definido no projeto de processador
		Pode haver um único espaço de endereçamento
		Pode haver um espaço de endereçamento dedicado a entrada e saída
Instruções específicas para acessar um ou outro espaço de endereçamento
Exemplo: mov, in, out
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Mapeamento em espaço de memória
Um único espaço de endereçamento
No projeto do computador se reserva uma parte de sua área de endereçamento para acesso a periféricos (controladoras)
Instruções de acesso a memória do tipo mov end, dado podem tanto referenciar uma posição real de memória como um registrador associado a um periférico de entrada/saída.
Exemplo:
Processadores da família Motorola
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Mapeamento em espaço de memória
O processador possui duas áreas distintas de endereçamento
Espaço de memória: acessado via instruções de acesso de memória (mov)
Espaço de E/S: acessado via instruções de acesso específica (in, out)
No projeto de um computador (sistema) usando tal processador é possível de utilizar os dois tipos de mapeamento para acesso a periféricos de entrada e saída
Exemplo:
Processadores da familia Intel
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Mapeamento em espaço de memória
O processador possui duas áreas distintas de endereçamento
Espaço de memória: acessado via instruções de acesso de memória (mov)
Espaço de E/S: acessado via instruções de acesso específica (in, out)
No projeto de um computador (sistema) usando tal processador é possível de utilizar os dois tipos de mapeamento para acesso a periféricos de entrada e saída
Exemplo:
Processadores da familia Intel
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Video
Os primeiros terminais de vídeo eram formados por um teclado e um monitor cuja tela era organizada em uma matriz composta por 40 linhas e 80 colunas, na qual cada elemento correspondia a um caractere.
A diferença dos vídeos atuais está em dois pontos. O primeiro é que o controlador de vídeo é integrado na placa mãe do computador, ou interconectado diretamente no barramento do computador através de uma interface de vídeo. 
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Video
No modo texto, o vídeo é organizado em uma 
matriz de caracteres e as posições da memória de video correspondem a 
caracteres e seus atributos. 
No modo gráfico, a matriz é organizada em pixels, cada pixel tem associada uma série de posições de memória correspondentes a suas cores. A memória de vídeo determina a resolução (número de linhas e colunas da matriz) e o número de cores de cada pixel.
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Video
O driver de terminal (vídeo) continua com a mesma função básica do início da era dos terminais: programar o controlador de vídeo. Essa programação consiste essencialmente em determinar a memória de vídeo disponível, o modo de operação (texto ou gráfico), frequências para a varredura horizontal e vertical, etc
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Video
As placas aceleradoras e 3D, bastante em moda atualmente, também seguem esse mesmo princípio. A diferença está no fato de que o controlador de vídeo é mais potente e realiza por hardware uma série de funções bastante comuns em efeitos de animações e de desenho. 
No caso específico de uma placa 3D, existe um potente processador gráfico capaz de efetuar operações de visualização como perspectiva, iluminação, etc.
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Teclado
O teclado é o principal periférico de entrada, utilizado na interação direta dos usuários com o computador. O princípio de operação do teclado é bastante simples: gerar um símbolo para cada tecla pressionada..
Quando uma tecla é pressionada, o teclado identifica a linha e a coluna associadas a essa tecla e gera um código denominado scan code (código de varredura), o qual é colocado no registrador de dados da interface do teclado
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Teclado
Além disso, gera uma interrupção o que ocasiona a execução do tratador de interrupções do teclado. O tratador lê o registrador de dados para recuperar o scan code da tecla pressionada. Com base no scan code, o tratador consulta uma tabela interna, substituindo o
scan code pelo código ASCII correspondente à tecla pressionada
O código ASCII, em seguida, é armazenado em uma região especial da memória (buffer de teclado) de onde poderá ser recuperado por chamadas do SO. A leitura de caracteres é disponibilizada ao usuário final através de rotinas de biblioteca do tipo getc(), da linguagem C.
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Rede
Uma rede pode ser genericamente definida como um conjunto de 
computadores interconectados de forma a compartilhar recursos comuns: 
discos, impressoras, arquivos, etc
Uma placa de rede é constituída por um hardware que transforma os sinais 
digitais em sinais analógicos segundo sua tecnologia. Ela também possui internamente uma capacidade de memória (buffers) na qual os dados a serem transmitidos, ou recebidos, são armazenados.
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Rede
Uma rede pode ser genericamente definida como um conjunto de 
computadores interconectados de forma a compartilhar recursos comuns: 
discos, impressoras, arquivos, etc
Uma placa de rede é constituída por um hardware que transforma os sinais 
digitais em sinais analógicos segundo sua tecnologia. Ela também possui internamente uma capacidade de memória (buffers) na qual os dados a serem transmitidos, ou recebidos, são armazenados.
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Discos Rígidos
Os discos rígidos são dispositivos capazes de armazenar grande volume de 
dados. O atual estado tecnológico permite a construção de discos magnéticos 
de vários terabytes a um baixo custo, sendo encontrados em qualquer 
computador de uso pessoal.
Cada superfície é dividida em circunferências concêntricas denominadas 
trilhas (tracks), as quais são divididas radialmente em unidades chamadas 
setores (sectors). Todos os setores tem o mesmo tamanho, o qual varia entre 
512 a 4096 bytes (sendo mais comum 512). O setor constitui a unidade mínima 
de leitura e gravação em um disco. O conjunto de trilhas de todas as 
superfícies que ficam exatamente à mesma distância do eixo central forma o 
cilindro (cylinder).
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Discos Rígidos
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Discos Rígidos
A definição das trilhas e setores de um disco chama-se formatação física e é um procedimento realizado pelo fabricante. 
É fácil observar que, sendo divisões radiais do disco, os setores correspondentes às trilhas mais externas são mais longos que os setores de trilhas mais internas. 
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