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SISTEMAS OPERACIONAIS • APRESENTAÇÃO DA DISCIPLINA: Plano de Ensino Critérios e Calendário de Avaliações • INTRODUÇÃO – CONTEXTO TECNOLÓGICO ATUAL Prof. Luiz di Marcello luizdimarcello@gmail.com SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello PLANO DE ENSINO DA DISCIPLINA OBJETIVOS GERAIS Compreender os conceitos e características dos Sistemas Operacionais Relacionar as atividades executadas pelo processador e demais componentes de um sistema de computação Compreender os componentes necessários ao projeto dos sistemas operacionais Relacionar os módulos de um sistema operacional com as atividades exercidas pelo usuário SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello PLANO DE ENSINO DA DISCIPLINA CONTEÚDO PROGRAMÁTICO Unidade I – Introdução a Sistemas Operacionais Conceitos Fundamentais; Evolução Histórica dos Sistemas Operacionais; Classificação; Conceitos de Concorrência; Estruturas dos Sistemas Operacionais Unidade II – Processos Conceito de Processo; Estados; Threads; Comunicação entre Processos; Sincronização entre Processos Unidade III – Gerência de processador Fundamentos; Critérios de Escalonamento (preemptivo e não preeptivos) Unidade IV – Gerência de Memória Funções; Espaço de Endereçamento Físico e Lógico; Estratégias de alocação; Memória Virtual SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Unidade V – Gerência de Entrada e Saída Subsistemas de entrada e saída; Componentes de hardware de E/S; Componentes de Software de E/S Unidade VI – Sistema de Arquivos Conceitos de Arquivos e Diretórios; Métodos alocação; Gerência de espaços livres; Proteção de acesso PLANO DE ENSINO DA DISCIPLINA CONTEÚDO PROGRAMÁTICO (continuação) SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello PLANO DE ENSINO DA DISCIPLINA BIBLIOGRAFIA BÁSICA MACHADO, F. B.; MAIA, L. P.. Arquitetura de Sistemas Operacionais. 4. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2007 SILBERSCHATZ, A.; GALVIN, P. B.; GAGNE, G.. Sistemas operacionais com Java. Rio de Janeiro: Elsevier, 2008 TANENBAUM, A. S.. Sistemas Operacionais Modernos. Rio de Janeiro: Editora Campus, 1995 SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello (disponível no Leitor Estácio: http://leitorestacio.digitalpages.com.br/#/login) Silberschatz, Abraham; Gagne, Greg; Galvin, Peter Baer, Fundamentos de Sistemas Operacionais, editora: LTC, edição: 6, ano:2004 • capítulo: Introdução, nº de páginas: 15 • capítulo: Estruturas do Sistema Operacional, nº de páginas: 22 • capítulo: Sincronização de Processos, nº de páginas: 27 • capítulo: Gerenciamento de Memória, nº de páginas: 28 Machado, Francis Berenger; Maia, Luiz Paulo, Arquitetura de Sistemas Operacionais, editora: LTC, edição: 4, ano:2007 • capítulo: Concorrência, nº de páginas: 11 • capítulo: Processos e Threads, nº de páginas: 24 • capítulo: Gerência do Processador, nº de páginas: 23 Total de páginas do material didático: 150 MATERIAL DIDÁTICO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Para aprovação na disciplina o aluno deverá: 1. Atingir resultado igual ou superior a 6,0, calculado a partir da média aritmética entre os graus das avaliações, sendo consideradas apenas as duas maiores notas obtidas dentre as três etapas de avaliação (AV1, AV2 e AV3). A média aritmética obtida será o grau final do aluno na disciplina. 2. Obter grau igual ou superior a 4,0 em, pelo menos, duas das três avaliações. 3. Frequentar, no mínimo, 75% das aulas ministradas. AV1 (elaborada pelo professor) => 24/04/17 (matéria: parcial) AV2 (PNI) => 12/06/17 (matéria: toda) AV3 (PNI + professor) => 26/06/17 (matéria: toda) FIM DO SEMESTRE => 06/07/17 CRITÉRIOS E CALENDÁRIO DE AVALIAÇÕES SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Em seu sentido mais amplo, se aplica a tudo aquilo que, não existindo na natureza, o ser humano inventa para expandir seus poderes, superar suas limitações físicas, tornar o seu trabalho mais fácil e a sua vida mais agradável (www.prefeitoinovador.com.br) Não é apenas instrumento, ferramenta ou equipamento. É também coisa intangível, como procedimentos, métodos, técnicas. Por exemplo, uma linguagem de programação é uma tecnologia. O QUE É TECNOLOGIA? CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Trata-se de uma relação contínua, recíproca e de determinação mútua. SOCIEDADE (DEMANDA, BENEFÍCIOS) CIÊNCIA (PESQUISA, DESCOBERTA) TECNOLOGIA (INOVAÇÃO, INDÚSTRIA) CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE Hoje nós (a sociedade) vivemos mais e melhor por consequência de pesquisa científicas e inovações tecnológicas; seus aparatos significam, muitas vezes, facilidades e benefícios para o sucesso de nossa existência. CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Os cientistas realizam pesquisas e descobertas sobre novos materiais, novos comportamentos e propriedades dos elementos químicos e substâncias existentes na natureza. A partir daí, surgem as inovações tecnológicas sob a forma de produtos industrializados, os quais serão ofertados para a sociedade, que irá tirar proveito de seus benefícios. A sociedade demanda e se beneficia das inovações tecnológicas da indústria, que por sua vez tem seu suporte nas descobertas e pesquisas científicas. CIÊNCIA, TECNOLOGIA E SOCIEDADE CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Quem poderia imaginar há 20 anos que... O sistema bancário seria totalmente informatizado? O computador caberia no bolso? Sua memória seria maior que a existente no Mundo? Seu custo cairia mais de 12 mil vezes? Um tocador de música poderia armazenar até 240 mil músicas? A inseminação artificial seria comum? O cateterismo seria possível? Um milho seria criado em laboratório? A exploração de petróleo se daria em águas profundas? EVOLUÇÃO TECNOLÓGICA CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello ONDAS DE SCHUMPETER • ENERGIA HIDRÁULICA • TÊXTEIS • FERRO 2a onda 3a onda 4a onda 5a onda 1a onda • VAPOR • ESTRADA DE FERRO • AÇO • ELETRICIDADE • QUÍMICA • MOTOR A COMBUSTÃO • PETROQUÍMICA • AERONÁUTICA • ELETRÔNICA • REDES DIGITAIS • SOFTWARE • NOVAS MÍDIAS 1785 1845 1900 1950 1990 2020 60 55 50 40 30 anos anos anos anos anos CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA INFORMÁTICA PRIMEIRA FASE (1945-1955) Computadores baseados em válvulas (ENIAC, criado para fins militares de cálculos balísticos, com 18 mil válvulas, 30 toneladas, consumo de cerca de 140.000 watts; EDVAC, utilizado por universidades e também órgãos militares; UNIVAC I, criado para auxiliar no censo americano de 1950, aplicação comercial) Ausência de sistema operacional: programação feita por painéis, através de fios, sem uso de linguagens de programação CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello SEGUNDA FASE (1956-1965) Criação do transistor (maior velocidade e confiabilidade no processamento, menor dissipação de energia) e das memórias magnéticas (acesso mais rápido aos dados, maior capacidade de armazenamento e diminuição do tamanho dos computadores) Surgimento das primeiras linguagens de programação (Assembly e Fortran) – os programas deixam de ser feitos diretamente no hardware Seqüenciamento da execução dos programas, sem intervenção do operador, conhecido como processamento batch (em lote) Importantes avanços com a linha de computadores 7094 da IBM EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA INFORMÁTICA CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello TERCEIRA FASE (1966-1980) Diminuiçãodo tamanho e dos custos de aquisição do hardware com a criação dos circuitos integrados (CIs) e, posteriormente, dos microprocessadores – lançamento da série 360 de computadores da IBM e da linha PDP-8 da DEC Evolução dos processadores de E/S, possibilitando a utilização da técnica de compartilhamento da memória e do processador denominada multiprogramação Substituição das fitas por discos magnéticos, possibilitando a alteração na ordem de submissão dos programas em lote (spooling) Surgimento em 1969 do sistema operacional UNIX EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA INFORMÁTICA CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello QUARTA FASE (1981-1990) 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, processadores vetoriais e diversas técnicas de paralelismo em diferente níveis (multiprocessamento) As redes de computadores se difundiram por todo mundo: software de redes intimamente relacionados ao sistema operacional e surgimento dos sistemas operacionais de rede EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA INFORMÁTICA CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello QUINTA FASE (1991-????) Grandes avanços de hardware (microeletrônica), software e telecomunicações; processadores e memórias cada vez menores e mais baratos Processamento distribuído em sistemas operacionais Novas interfaces homem/máquina: linguagens naturais, sons e imagens Sistemas multimídia, bancos de dados distribuídos e inteligência artificial EVOLUÇÃO HISTÓRICA DA INFORMÁTICA CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello + IN T E R N E T D O W N S IZ IN G MAINFRAME REDES DEPARTAMENTAIS CLOUD COMPUTING + EVOLUÇÃO DAS REDES DE COMPUTADORES CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Utilização de uma única infraestrutura de tecnologia para prover serviços que, anteriormente, requeriam equipamentos, canais de comunicação, protocolos e padrões independentes INTERNET: CONVERGÊNCIA TECNOLÓGICA A computação, as comunicações e os conteúdos aproximam-se vertiginosamente Acesso à informações e aplicações em qualquer lugar, de qualquer rede, por qualquer canal de comunicação, através de uma interface única, com qualidade e de forma transparente DIGITALIZAÇÃO CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello O computador opera com o sistema de numeração binário. Ou seja, uma base de números compostos por apenas dois algarismos (0 e 1), chamados de bits (acrônimo de binary digits) NOME SÍMBOLO MÚLTIPLO byte B unidade quilobyte KB 210 megabyte MB 220 gigabyte GB 230 terabyte TB 240 petabyte PB 250 11.400 DISQUETES DE 1.44MB 1 PENDRIVE DE 16GB O QUE É E COMO ARMAZENAR O DIGITAL? CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Com a popularização dos computadores e da Internet, está havendo uma migração das atividades de nossa sociedade para o mundo virtual As coisas passam a acontecer através do ciberespaço, em qualquer tempo, não importa o lugar. E o que podemos fazer, desenvolver, obter e exercer: • RELACIONAMENTO: redes sociais; mensagens instantâneas síncronas e assíncronas (webmails); telefonia IP (Skype); velório online • FINANÇAS & NEGÓCIOS: comércio eletrônico e compras coletivas; Internet banking; Home broker; IRPF online • NOTÍCIAS: sites de jornais, revistas, blogs, fotologs e videologs • ENTRETENIMENTO: passeios virtuais e jogos digitais • BUSCA E PESQUISA: os motores de busca e acervos digitalizados • EAD: as pessoas estudam a distância • TELETRABALHO INTERNET: CIVILIZAÇÃO ONLINE CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello CLOUD COMPUTING www.ibm.com/developerworks/br/library/l-cloud-computing/ Houve recentemente uma explosão de investimentos em computação em nuvem e na infraestrutura relacionada, indicando que há demanda para a virtualização de recursos dentro da nuvem. Surgem, então, alguns serviços: SaaS (Software como Serviço) é a capacidade de acessar softwares pela Internet como um serviço, ou seja, a utilização do software pela Internet que executa remotamente PaaS (Plataforma como Serviço) pode ser descrita como uma plataforma virtualizada que inclui um ou mais servidores (virtualizados pelo conjunto de servidores físicos), sistemas operacionais e aplicativos específicos (como Apache e MySQL para aplicativos baseados na Web) CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello CLOUD COMPUTING Com a nuvem em expansão, ocorre uma “tempestade” de informações, fazendo surgir outras demandas... IaaS (Infraestrutura como Serviço) é um serviço de entrega da infra-estrutura de um computador. Diferentemente da PaaS, o hardware virtual é fornecido sem o software DaaS (Desenvolvimento como Serviço): as ferramentas de desenvolvimento tomam forma na nuvem como ferramentas compartilhadas, chamadas ferramentas de desenvolvimento web-based CaaS (Comunicação como Serviço) é uso de uma solução de Comunicação Unificada hospedada em Data Center do provedor, localizado na nuvem CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello HARDWARE E SOFTWARE: ESPECIFICAÇÃO O hardware é a parte física do computador, ou seja, tudo aquilo que tocamos. É formado pelas placas, componentes eletrônicos. Já é software é a parte lógica, ou seja, o que instalamos, programamos. Resumo: O hardware é o que você chuta, o software é o que você xinga quando o computador não funciona DESKTOP em cima da mesa: Processador Intel Core i5 3230M (2.6 GHz até 3.2 GHz, 3 MB L3 Cache), memória de 8 GB DDR3 (1600 MHz) Expansível até 16 GB, Hard Disk de 1TB SATA II (5400 RPM), AMD Radeon™ HD 8850M Graphics 2 GB DDR3 de memória dedicada (PowerExpress), tela de 15.6" LED HD (1366 x 768) 16:9 antirreflexiva, WLAN 802.11 b/g/n, Gigabit Ethernet [10/100/1000], Bluetooth 4.0, 1 VGA, 1 HDMI, 2 USB 3.0 (Sleep-and-Charge), 2 USB 2.0, Leitor de cartões 3- em-1 (SD, SDHC, SDXC), 1 Porta combo (Saída fone de ouvido/entrada microfone), 1 RJ45 (Rede e Internet), 1 Conector de energia, Windows 8 CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello Enquanto isso no nosso bolso, os SMARTPHONES aumentam sua capacidade de processamento e armazenamento, se aproximando dos DESKTOPS A integração de todas as funções em um único chip (SoC – System On a Chip) torna-se uma tendência, inclusive para atender à demanda dos equipamentos que farão parte da Internet das Coisas (IoT – Internet of Things) HARDWARE E SOFTWARE: ESPECIFICAÇÃO CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello 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 Mountain Lion • iPhone OS10, Android 6, Windows 10 Mobile PROCESSADORES/UCP/CPU • INTEL: ATOM, CELERON, i3, i5, i7 • AMD: ATHLON, TURION, X2, SEMPRON • Apple A9, Samsung Exynos, Qualcomm Snapdragon SISTEMA OPERACIONAL DEVICE DRIVERS SO FT W A R E PODER DE PROCESSAMENTO TROCA E ARMAZENAMENTO COMO FUNCIONA O COMPUTADOR? CONTEXTUALIZAÇÃO SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello COMPUTADORES PESSOAIS (PCs) Fonteprincipal: http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador_pessoal Um computador pessoal ou PC (Personal Computer) é um computador de pequeno porte e baixo custo, que se destina ao uso pessoal ou por um pequeno grupo de indivíduos. Atualmente, os microcomputadores (como são chamados) possuem vários plataformas, formatos e tamanhos, merecendo destaque: Desktops: computadores de mesa; gabinetes cada vez menores, geralmente dispostos na vertical (minitorres); monitores de LCD/LED; uma nova apresentação deles é o modelo all in one, no qual o monitor acomoda na parte traseira todos os componentes do gabinete: processador, memórias e dispositivo de E/S (Entrada e Saída) Notebooks e Laptops: portáteis com telas iguais ou superiores a 14”; mais pesados que os netbooks pelo tamanho um pouco maior e pela presença dos leitores/gravadores de CD/DVD/Blu-Ray Netbooks: portáteis com conectividade total e telas de até 13”; não possuem leitores/gravadores de CD/DVD/Blu-Ray; inicialmente desenvolvidos para acesso à Internet (daí o prefixo net) e com pouca capacidade de processamento e armazenamento; atualmente, essa capacidade se iguala à dos notebooks SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello COMPUTADORES PESSOAIS (PCs) Fonte principal: http://pt.wikipedia.org/wiki/Computador_pessoal Um computador pessoal ou PC (Personal Computer) é um computador de pequeno porte e baixo custo, que se destina ao uso pessoal ou por um pequeno grupo de indivíduos. Atualmente, os microcomputadores (como são chamados) possuem vários plataformas, formatos e tamanhos, merecendo destaque: Ultrabooks: portáteis com conectividade total e display que varia de 13” a 14”; não possuem leitores/gravadores de CD/DVD/Blu-Ray; a Intel registrou o nome e reuniu tecnologia para concorrer com o MacBook Air, da Apple Tablets: pranchetas eletrônicas touchscreen; seu teclado é virtual, mas alguns modelos já apresentam estação para conexão de teclado e outros dispositivos; a proposta inicial foi o acesso à Internet, a utilização como organizador pessoal (agenda eletrônica) e reprodutor de fotos, vídeos, livros, jornais e revistas Phablets e Smartphones: cabem no bolso, “também” possuem a função de telefone celular; possuem alta conectividade sem fio (Wi-Fi, bluethoot, 3G); tela touchscreen que varia de tamanho, podendo chegar a 7” capacidade de processamento e armazenamento cada vez maior SISTEMAS OPERACIONAIS Prof. Luiz di Marcello • PROCESSAMENTO DE DADOS é a tarefa de transformar dados em informações • Esta tarefa pode ser executada por um COMPUTADOR • Para que o computador faça uma tarefa é necessário que exista um PROGRAMA que determine como esta tarefa deve ser executada • Para desenvolvimento de um programa utilizamos uma LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO • O programa escrito nesta linguagem é transformado em CÓDIGO DE MÁQUINA através dos processos de interpretação, compilação e ligação RESUMINDO... DADOS INFORMAÇÃOPROCESSAMENTO CONTEXTUALIZAÇÃO
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