Sistemas_Operacionais_2020_Aula_02_ConceitosBasicos

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Prof. Giulio Suzumura
Sistemas Operacionais
Sistemas Operacionais
● Parte I – Conceitos Básicos
● Parte II – Processos e Threads
● Parte III –Gerência de Recursos
● Visão Geral
● Conceitos de HW e SW
● Concorrência
● Estrutura do SO
Parte I
Conceitos 
Básicos
Visão Geral
● Sistema Computacional
● Sistema Operacional
○ Funções Básicas
○ Máquina de Camadas
● Tipos de Sistemas Operacionais
○ Monoprogramáveis
○ Multiprogramáveis
○ com Múltiplos Processadores
Sistema Computacional
Google Pixel 4 XL Samsung Galaxy Note 10+ Apple iPhone 11 Pro Max
DIMENSIONS AND 
WEIGHT
160.4 x 75.1 x 8.2 mm, 193 g 162.3 x 77.2 x 7.9 mm, 196 g 158 x 77.8 x 8.1 mm, 226 g
DISPLAY 6.3 inches, 1440 x 3040p 
(Quad HD+), P-OLED
6.8 inches, 1440 x 3040p (Quad 
HD+), Dynamic AMOLED
6.5 inches, 1242 x 2688p 
(Full HD+), Super Retina 
XDR OLED
PROCESSOR Qualcomm Snapdragon 855, 
octa-core 2.84 GHz
Samsung Exynos 9825, octa-core 
2.73 GHz
Apple A13 Bionic, hexa-core 
2.65 GHz
MEMORY 6 GB RAM, 128 GB – 6 GB 
RAM, 64 GB
12 GB RAM, 256 GB – 12 GB RAM, 
512 GB – micro SD slot
4 GB RAM, 64 GB – 4 GB 
RAM, 256 GB – 4 GB RAM, 
512 GB
SOFTWARE Android 10 Android 9 Pie, One UI iOS 13
https://www.gizmochina.com/2020/01/02/google-pixel-4-xl-vs-samsung-galaxy-note-10-v
s-iphone-11-pro-max-specs-comparison/
https://www.gizmochina.com/2020/01/02/google-pixel-4-xl-vs-samsung-galaxy-note-10-vs-iphone-11-pro-max-specs-comparison/
https://www.gizmochina.com/2020/01/02/google-pixel-4-xl-vs-samsung-galaxy-note-10-vs-iphone-11-pro-max-specs-comparison/
Sistema Computacional
https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_Texas_Instruments_graphing_calculators
https://en.wikipedia.org/wiki/Comparison_of_Texas_Instruments_graphing_calculators
Sistema Computacional
Sistema Computacional é um conjunto de circuitos eletrônico 
interligados, formado por diferentes dispositivos físicos. Todos esses 
dispositivos manipulam dados na forma digital, proporcionando 
confiabilidade na representação e transmissão de dados.
Todos os dispositivos podem ser divididos entre três tipos de unidades 
funcionais:
○ Processador ou Unidade Central de Processamento (CPU)
○ Memória principal
○ Dispositivos de Entrada/Saída (I/O)
Hardware - Modelo de Von Neumann
Unidade de 
Controle
Unidade Lógica e 
Aritmética
Registradores
Unidade Central de 
Processamento
Dispositivos 
de Entrada
Dispositivos 
de Saída
Monitor
Impressora
Teclado
Mouse
Memória 
Principal
Armazenamento
Memória 
Secundária
Barramentos
Computador
Máquina capaz de realizar diversos tipos de tratamento automático de 
informações ou processamento de dados.
Pode ser dividido em:
Software
○ Parte lógica do sistema de computação
○ Reconfigurável
Hardware
○ Parte física do sistema de computação
○ Geralmente não é reconfigurável
Hardwares
Softwares
Computador
Hardware
Usuário
Softwares de 
Aplicações
Softwares de 
Sistemas
Visão Geral
● Sistema Computacional
● Sistema Operacional
○ Funções Básicas
○ Máquina de Camadas
● Tipos de Sistemas Operacionais
○ Monoprogramáveis
○ Multiprogramáveis
○ com Múltiplos Processadores
Sistema Operacional
O SO é visto como uma máquina estendida, isto é, teoricamente mais 
fácil de programar que o hardware.
Camada de software acima do hardware, para gerenciar todos os 
componentes do sistema, apresentando aos usuário e programadores uma 
interface simples de entender e de programar.
Por exemplo, a maioria dos programadores não deseja envolver-se com 
detalhes da programação de uma unidade de disco rígido.
O SO deve ocultar o hardware. Esta abstração é o elemento-chave para 
gerenciar complexidade.
Sistema Operacional
Sistema operacional (em inglês: Operating System - OS) é um programa 
ou um conjunto de programas cuja função é gerenciar os recursos do 
sistema (por exemplo, definir qual programa recebe atenção do 
processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos etc.), 
fornecendo uma interface entre o computador e o usuário.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_operativo
https://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_operativo
Funções Básicas
Um sistema operacional, por mais 
complexo que possa parecer, é apenas um 
conjunto de rotinas executado pelo 
processador, de forma semelhante aos 
programas dos usuários.
Sua principal função é controlar o 
funcionamento de um computador, 
gerenciando a utilização e o 
compartilhamento dos seus diversos 
recursos, como processadores, memórias 
e dispositivos de entrada e saída.
Funções Básicas
Sem um sistema operacional, um 
usuário para interagir com o computador 
deveria conhecer profundamente 
diversos detalhes sobre hardware do 
equipamento, o que tornaria seu trabalho 
lento e com grandes possibilidades de 
erros.
As duas principais funções são 
facilidade de acesso aos recursos do 
sistema e compartilhamento de 
recursos de forma organizada e 
protegida.
Máquina de Camadas
O computador pode ser visualizado 
como uma máquina de níveis ou máquina 
de camadas, possuindo tantos níveis 
quanto forem necessários para adequar o 
usuário às suas diversas aplicações. 
Quando o usuário está trabalhando em 
um desses níveis, não necessita saber da 
existência das outras camadas. Com isso a 
interação entre usuário e computador 
apresenta-se mais simples, confiável e 
eficiente.
Visão Geral
Visão Geral
● Sistema Computacional
● Sistema Operacional
○ Funções Básicas
○ Máquina de Camadas
● Tipos de Sistemas Operacionais
○ Monoprogramáveis
○ Multiprogramáveis
○ com Múltiplos Processadores
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Monoprogramáveis
Os primeiros sistemas operacionais eram tipicamente voltados para a 
execução de um único programa. Qualquer outra aplicação, para ser 
executada, deveria aguardar o término do programa corrente.
Os sistemas monotarefa, como 
também são chamados, 
caracterizam-se por permitir que 
todos os recursos do sistema 
fiquem exclusivamente dedicados a 
uma única tarefa.
Sistemas Multiprogramáveis
Neste tipo de sistema, os 
recursos computacionais são 
compartilhados entre os diversos 
usuários e aplicações.
O sistema operacional se preocupa em gerenciar o acesso concorrente 
aos seus diversos recursos, como memória, processador e periféricos, de 
forma ordenada e protegida, entre os diversos programas
Sistemas Mono vs. Multi
A principal vantagem dos sistemas multiprogramáveis é a redução de 
custos em função da possibilidade do compartilhamento dos diversos 
recursos entre as diferentes aplicações. Além disso, sistemas 
multiprogramáveis possibilitam na média a redução total do tempo de 
execução das aplicações. Os sistemas multiprogramáveis, apesar de mais 
eficientes que os monoprogramáveis, são de implementação muito mais 
complexa.
Sistemas Multi – Gerência de Usuários
Podemos classificar os sistemas multiprogramáveis como monousuário 
ou multiusuário. 
Sistemas multiprogramáveis monousuário são encontrados em 
computadores pessoais e estações de trabalho, onde há apenas um único 
usuário interagindo com o sistema. Neste caso existe a possibilidade da 
execução de diversas tarefas ao mesmo tempo, como a edição de um 
texto, uma impressão e o acesso à Internet.
Sistemas multiprogramáveis multiusuário são ambientes interativos que 
possibilitam a diversos usuários conectarem-se ao sistema 
simultaneamente.
Sistemas Multi – Gerência de Aplicações
Sistemas Batch
Os sistemas batch foram os primeiros tipos de sistemas operacionais 
multiprogramáveis a serem implementados na década de 1960.
O processamento batch tem a característica de não exigir a interação do 
usuário com a aplicação. Todas as entradas e saídas de dados da aplicação 
são implementadas por algum tipo de memória secundária. Alguns 
exemplos de aplicações originalmente processadas em batch são 
programas envolvendo cálculos numéricos, compilações, ordenações, 
backups e todos aqueles onde não é necessária a interaçãocom o usuário.
Atualmente, os sistemas operacionais implementam ou simulam o 
processamento batch, não existindo sistemas exclusivamente dedicados a 
este tipo de processamento.
Sistemas de Tempo Compartilhado
 Os sistemas de tempo compartilhado (time-sharing) permitem que 
diversos programas sejam executados a partir da divisão do tempo do 
processador em pequenos intervalos, denominados fatia de tempo 
(time-slice).
 Caso a fatia de tempo não seja suficiente para a conclusão do 
programa, ele é interrompido pelo sistema operacional e substituído por 
um outro, enquanto fica aguardando por uma nova fatia de tempo.
 A maioria das aplicações comerciais atualmente é processada em 
sistemas de tempo compartilhado, pois elas oferecem tempos de 
respostas razoáveis a seus usuários e custos mais baixos, em função da 
utilização compartilhada dos diversos recursos do sistema.
Sistemas de Tempo Real
 Enquanto em sistemas de tempo compartilhado o tempo de 
processamento pode variar sem comprometer as aplicações em execução, 
nos sistemas de tempo real (real-time) os tempos de processamento 
devem estar dentro de limites rígidos, que devem ser obedecidos, caso 
contrário poderão ocorrer problemas irreparáveis. 
 Nos sistemas de tempo real não existe a ideia de fatia de tempo, 
implementada nos sistemas de tempo compartilhado. Um programa utiliza 
o processador o tempo que for necessário ou até que apareça outro mais 
prioritário.
Visão Geral
● Sistema Computacional
● Sistema Operacional
○ Funções Básicas
○ Máquina de Camadas
● Tipos de Sistemas Operacionais
○ Monoprogramáveis
○ Multiprogramáveis
○ com Múltiplos Processadores
Sistemas com Múltiplos Processadores
Os sistemas com múltiplos processadores caracterizam-se por possuir 
duas ou mais UCPs interligadas e trabalhando em conjunto. A vantagem 
deste 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 simultaneamente em mais de um processador.
Os conceitos aplicados ao projeto de sistemas com múltiplos 
processadores incorporam os mesmos princípios básicos e benefícios 
apresentados na multiprogramação, além de outras características e 
vantagens específicas como escalabilidade, disponibilidade e 
balanceamento de carga.
Tipos de Sistemas com Múltiplos Processadores
 Um fator-chave no desenvolvimento de sistemas operacionais com 
múltiplos processadores é a forma de comunicação entre as UCPs e o grau 
de compartilhamento da memória e dos dispositivos de entrada e saída. 
Em função desses fatores, podemos classificar os sistemas com múltiplos 
processadores em fortemente acoplados ou fracamente acoplados.
Sistemas Fortemente Acoplados
 Nos sistemas fortemente acoplados (tightly coupled) existem vários 
processadores compartilhando uma única memória física (shared memory) 
e dispositivos de entrada/saída sendo gerenciados por apenas um sistema 
operacional. Os sistemas fortemente acoplados podem ser divididos em 
Simétricos e Assimétricos.
Atualmente, a grande maioria dos sistemas operacionais, como o Unix e 
o Microsoft Windows, implementa esta funcionalidade.
Sistemas Fracamente Acoplados
 Os sistemas fracamente acoplados (loosely coupled) caracterizam-se 
por possuir dois ou mais sistemas computacionais conectados através de 
linhas de comunicação. Cada sistema funciona de forma independente, 
possuindo seu próprio sistema operacional e gerenciando seus próprios 
recursos, como UCP, memória e dispositivos de entrada/saída.
Podemos dividir os sistemas fracamente acoplados em Sistemas 
Operacionais de Rede e Sistemas Distribuídos.
1. Quais os tipos de sistemas operacionais existentes?
2. Por que se pode dizer que existe uma subutilização de recursos em 
sistemas monoprogamáveis?
3. Qual a grande diferença entre sistemas monoprogamáveis e 
sistemas multiprogramáveis?
4. Quais as vantagens dos sistemas multiprogramáveis?
5. Quais são os tipos de sistemas multiprogramáveis?
6. Como funcionam os sistemas de tempo compartilhado?
Exercícios