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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 FUNDAMENTOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS Engenheiro de Sistemas e Computação pela UERJ, Especialista em Sistemas Abertos e Mestre em Educação. Atualmente, é Coordenador (Graduação e Pós-Graduação), Professor adjunto e Tutor da Universidade Estácio de Sá. Tem experiência na área de Ciência da Computação, com ênfase em Arquitetura de Sistemas de Computação e Tecnologias da Informação e Computação, e também na área de Educação, com ênfase em Tecnologias de Informação e Comunicação nos Processos Educacionais http://lattes.cnpq.br/6477530917342363 Prof. Luiz di Marcello Senra Santiago
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