Sistemas operacionais 1

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Histórico e Conceitos de Sistemas
Operacionais
Abordar a origem dos computadores, sua evolução e conceituar os Sistemas
Operacionais (SO)
    
Introdução
O homem sempre buscou por alternativas para
facilitar suas atividades cotidianas. A história
conta inúmeros descobrimentos (utilizados até os
dias atuais) para esse fim, tais como: descoberta
do fogo, desenvolvimento de armas para caça,
invenção da roda, utilização de animais para
transporte, etc.
Nos últimos 100 anos ocorreu uma grande
evolução da eletrônica, esta deu um grande salto.
A área de informática sempre esteve diretamente
NESTE TÓPICO
 Introdução 
 SISTEMA
OPERACIONAL
(SO)
 Referências 

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relacionada à eletrônica, ambas resultam no
fantástico mundo tecnológico. Essa união
vencedora fez surgir os computadores.
Alguns historiadores divergem exatamente com
respeito a qual foi o 1o computador inventado,
não vamos aqui tentar solucionar essa questão,
antes vamos expor os dois "candidatos":
1 - Concebido em 1930 por dois alunos de pós-
graduação em Física Teórica na Universidade de
Harvard,  Grace Hopper e
Howard. ASCC (Automatic Sequence Controlled Calculator)
ficou conhecido como Mark I, a ideia era construir
uma calculadora digital de larga escala.
Posteriormente, em 1944 (durante a 2a Guerra
Mundial) foi desenvolvido e construído  numa
parceria entre a Universidade de Harvard e a IBM.
Era eletromecânico e pesava cerca de 5 toneladas
e foi a primeira e
maior  calculadora  digital  desenvolvida
nos Estados Unidos da América.
IBM ASCC - Mark I: considerado por muitos como o primeiro computador inventado
pelo homem.
Fonte: https://www.flickr.com/photos/taedc/16640248576/in/photolist-roBtnz-
qrXemk-roBtCz-rmrCaw
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2 - Criado em 1946 por dois  cientistas
da  Electronic Control Company,  John
Eckert  e  John Mauchly, foi chamado de ENIAC
(Electronic Numerical Integrator and Computer).
Foi o primeiro computador totalmente eletrônico
digital  de grande escala. Desenvolvido
inicialmente em 1943 durante a 2a Guerra
Mundial, seu objetivo era executar cálculos
balísticos, porém só se tornou operacional após o
final da guerra. Pesava cerca de 30 toneladas,
possuia quase 17.500  válvulas  e
conseguia processar 5.000 operações por segundo,
ou seja, era imenso e ocupava um grande espaço
físico.
ENIAC: Primeiro computador completamente eletrônico digital.
Fonte: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4e/Eniac.jpg
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Considerado o "Pai da Ciência da Computação",
Alan Mathison Turing  foi
um  matemático,  lógico,  criptoanalista, pioneiro
em inteligência artificial  e  cientista da
computação  britânico. Foi influente no
desenvolvimento do conceito de  algoritmo  e
computação com uma máquina que ele construiu,
chamada de "Máquina de Turing". Essa máquina
embasou conceitos para o desenvolvimento dos
computadores modernos.
Durante a  Segunda Guerra Mundial, Turing
trabalhou para a inteligência britânica como
chefe da seção responsável pela  criptoanálise  da
frota naval alemã. Sua missão era
descriptografar  os códigos alemães da  máquina
Enigma (máquina alemã que criptografava
mensagens). Faleceu em  junho  de  1954,
aparentemente, cometeu suicídio.
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Alan Turing
Fonte:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/Alan_Turing_Aged_16.jpg
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Máquina de Turing.
Fonte:
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/23/TuringBombeBletchleyPark.jpg
Evolução
Baseados nesses inventos, os computadores
evoluíram. 
A computação, comprovadamente baseada na
eletrônica, possui uma evolução constante e
certamente, nunca parará:
Crescimento sem precedentes da computação
durante as últimas décadas, na sequência:
Mainframes, Microcomputadores, Servidores,
Celulares, Tablets;
Surgem estações de trabalho (workstation) de 2
tipos:
Workstations de mesa: computadores om
capacidades superiores aos de utilização
doméstica (executam bilhões de instruções
por segundo: BIPS);
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Nas empresas: quando os micro
computadores passaram a ser uma
ferramenta de trabalho comum, cada
funcionário utiliza uma workstation para
desenvolver suas atividades;
Computadores que executam mais de um
trilhão de instruções por segundo, geralmente
essa informação é medida em MIPS (Millions of
Instructions Per Second: milhões de
informações por segundo). Os mips sugerem o
preço de um mainframe, pois, quanto mais
mips mais velocidade de processamento o
computador possui, logo, mais caro será;
Os computadores atualmente estão sendo
empregados em quase todas as situações da
vida.
 
Conceitos
 
1 - Hardware
Segundo Machado (2007, p.24), sistema
computacional é um conjunto de circuitos
eletrônicos interligados, formado por
processadores, memória, registradores,
barramentos, monitores de vídeo, impressoras,
mouse, discos magnéticos, além de outros
dispositivos físicos. Os componentes são
agrupados em três subsistemas; conhecidos como
unidade funcional: processador ou unidade
central de processamento (UCP), memória
principal e dispositivos de Entrada / Saída (Input /
Output).
 
2 - Processador
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Também chamado de Unidade Central de
Processamento (UCP), gerencia todo o sistema
computacional, controlando as operações
realizadas por unidade funcional. Sua principal
função é controlar e executar instruções que se
encontram na memória principal, por meio de
operações básicas como somar, subtrair, comparar
e movimentar dados. Cada processador é
composto por: 
Unidade de Controle (UC): responsável por
gerenciar as atividades de todos os
componentes do computador, como a gravação
de dados em discos ou a busca de instruções na
memória;
Unidade Lógica Aritmética (ULA): responsável
pela realização de operações lógicas (testes e
comparações) e aritméticas (soma e subtração). 
Os registradores têm a função principal de
armazenar dados temporariamente. O número de
registradores e sua capacidade de armazenamento
variam em função da arquitetura de cada
processador. Há registradores específicos que são
responsáveis por armazenar informações de
controle de processador e Sistema Operacional,
entre eles: 
Contador de Instruções (CI) ou program
counter (PC), contém o endereço da próxima
instrução que o processador deve buscar e
executar. Sempre que o processador busca nova
instrução, esse registrador é atualizado com o
endereço de memória da instrução seguinte a
ser realizada;
Apontador da pilha (AP) ou stack Pointer (SP):
contém o endereço de memória do topo da
pilha, que é a estrutura de dados de onde o
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sistema mantém as informações sobre
programas que estão sendo executados e
tiveram que ser interrompidos;
Registrador de status ou program status Word
(PSW): é responsável por armazenar
informações sobre execução de instruções,
como a ocorrência de overflow. A maioria das
instruções, quando executadas, altera o
registrador de status conforme o resultado. 
 
3 - Memória Principal
Composta por unidades de acesso chamadas
células, sendo cada célula composta por um
determinado número de bits (0 ou 1). O acesso ao
conteúdo da célula é realizado por meio da
especificação de um número chamado endereço.
Trata-se de uma referência única, que se pode
fazer a uma célula de memória. Para que o
programa acesse a célulade memória, é
necessário informar o endereço de memória
desejado.
A especificação do endereço é realizada por meio
de um registrador denominado registrador de
endereço de memória (Memory Address Register –
MAR). Por meio do conteúdo desse registrador, a
unidade de controle sabe qual célula de memória
será acessada. 
 
3.1 - Memória Cache
Trata-se de uma memória volátil (que se perde)
de alta velocidade, porém com pequena
capacidade de armazenamento. Seu tempo de
acesso a um dado nela contido é muito menor que
se o mesmo estivesse na memória principal. 
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A maioria dos processadores trabalha com uma
arquitetura de memória cache com múltiplos
níveis. O funcionamento dessa arquitetura tem
como base o princípio de quanto menor for a
capacidade de armazenamento da memória cache,
mais rápido será o acesso dos dados; contudo a
probabilidade da ocorrência de cachê  hits (se o
dado estiver armazenado na memória cache).
Caso a informação não estiver na cachê, será
obrigatório o acesso à memória principal (cachê
miss).
Segundo Machado (2007, pg. 28), um processador
pode ser projetado com diversos níveis de cachê,
conforme especificação do fabricante. Como
exemplos, o processador da Motorola Power PC
G4 possui cachê de nível 2, enquanto o
processador Intel Xeon MP possui cachê de nível
3. 
 
4 - Dispositivos de Entrada e Saída (Input /
Output)
São dispositivos utilizados para a comunicação
entre o sistema computacional e o mundo
externo, como por exemplo: teclado, impressora e
mouse.
 
5 - Software 
Para que o hardware tenha utilidade, deve existir
o software, que segundo Machado (2007, p.34), é
um conjunto de programas utilizado como
interface entre as necessidades do usuário e as
capacidades do hardware. A utilização de
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softwares adequados às diversas tarefas e
aplicações torna o trabalho dos usuários muito
mais simples e eficiente.    
Para gerenciar tudo isso foi necessário o
desenvolvimento de um software (programa) que
foi batizado com o nome de Sistema Operacional
(SO).
SISTEMA OPERACIONAL (SO)
 
1 - Função do SO
O sistema operacional separa as aplicações do
hardware por elas acessado, ele gerencia o
software e o hardware para gerar os resultados
desejados. O sistema operacional é,
primordialmente, um gerenciador de recursos:
Hardware;
Aplicações de software.
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Onde o SO atua no computador
Fonte: Apresentação de Tanenbaum - SO - Cap 01.
Como gerenciador de recursos o SO:
Permite que múltiplos programas sejam
executados ao mesmo tempo;
Gerencia e proteje a memória, os dispositivos
de entrada e saída e outros recursos;
Inclui a multiplexação (partilha) de recursos de
duas maneiras diferentes:
No tempo;
No espaço.
 
2 - História dos SO
 
Décadas de 40, 50 e 60
Conforme já comentamos, o primeiro computador
considerado digital e eletrônico foi o ENIAC, era
imenso pois utilizava muitas válvulas (tecnologia
eletrônica da época). Para manuseá-lo, era
indispensável o conhecimento de hardware, pois
não existia sistema operacional, e a programação
era realizada por meio de painéis, nos quais se
utilizava a linguagem de máquina (binária 0 e 1
em interruptores, ou seja, ligado ou desligado).
Na década de 1950, com a chegada do transistor,
houve o aumento de velocidade e confiabilidade
no processamento das informações, à memória
magnética e o acesso mais rápido às informações.
O tamanho físico dimiuiu, porém ainda eram
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computadores muito grandes (ocupavam grandes
espaços). Surgem as primeiras linguagens de
programação FORTRAN, ALGOL e COBOL, dessa
forma, os programas deixaram de ter relação
direta com o hardware, agilizando o
desenvolvimento e manutenção das rotinas.
A década de 1960 foi importante. Podemos
afirmar que nasceram técnicas utilizadas até hoje
em sistemas operacionais, como a
multiprogramação, pois até então em todas as
tarefas (Jobs), quando se realizavam operações de
entrada/saída, o processador ficava ocioso,
aguardando o término da operação. Em 1964, a
IBM lançou a família System/360, que
revolucionaria a história dos computadores, pois
permitia a compatibilidade entre diferentes
modelos  de máquinas; para esses computadores
foi desenvolvido o sistema operacional  OS/360.
Apesar de os sistemas batch implementarem o
conceito de multiprogramação, como o OS/360, o
trabalho de desenvolvimento e depuração das
aplicações ainda era moroso. O próximo desafio
foi desenvolver rotinas, nas quais se
proporcionasse aos usuários o tempo de respostas
menores e uma interface que permitisse interagir
rapidamente com o sistema. Para esse objetivo,
cada programa poderia utilizar o processador por
pequenos intervalos de tempo. A esse sistema de
divisão de tempo chamou-se de tempo
compartilhado (time-sharing). Também era 
necessário melhorar a interface entre o
computador e os usuários, e para isso foram 
introduzidos novos dispositivos de entrada/saída,
como o terminal de vídeo e  teclado.
 
Décadas de 70, 80 e 90
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Na década de 1970, surgem as redes distribuídas
(wide area network – WANs), permitindo acesso a
outros sistemas computacionais
independentemente da distância geográfica. O
primeiro Personal Computer (PC) foi criado na
década de 70, porém sua utilização corporativa
veio acontecer somente na década de 80.
Na década de 1980, a IBM lança IBM PC (Personal
Computer), criando a era dos computadores
pessoais. O primeiro PC utilizava o processador
Intel 8088 de 16 bits e Sistema Operacional DOS
(Disk Operating System), da Microsoft.
Surgem também as estações de trabalho
(Workstations) que permitiam a execução de
diversas tarefas concorrentemente (multitarefa).
A família Intel evoluiu e apareceram os primeiros
sistemas operacionais comerciais que oferecem
interface gráfica, como o Microsoft Windows e
OS/2. O software de rede passa a estar fortemente
relacionado ao sistema operacional e surgem
sistemas operacionais de rede, com destaque para
Novell Netware e o Microsoft LAN Manager
(Machado, 2007, p. 13).
Com o crescimento da internet, o protocolo
TCP/IP (criado pelo Departamento de Defesa dos
EUA) passou a ser um padrão de mercado,
obrigando os fabricantes de sistemas operacionais
a oferecer suporte para ele.
 
Década de 2000 em diante
Como tudo na informática evolui,  os novos
sistemas operacionais receberam mecanismos
automáticos de detecção e correção de erros.
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Surgiram os sistemas em cluster. Nesses sistemas,
computadores são agrupados de forma a oferecer
serviços como se fossem um único sistema
centralizado. Além de melhorar a disponibilidade,
sistemas em cluster permitem aumentar o
desempenho e a escabilidade das aplicações
(Machado, 2007, p. 14).
É difundido o conceito de processamento
distribuído, em que as aplicações são espalhadas
por vários processadores por meio de redes locais
e distribuídas.
A família Microsoft evolui com a linha do
Windows. Os sistemas Windows 2000 e Windows
XP, lançados no início de 2000, evoluíram para o
Windows 2003 e o Windows Vista e Windows 7.
A comunidade de software livre adota o sistema
operacional Linux como referência para o
desenvolvimento de novas aplicações gratuitas ou
de baixo custo.
 
Chegamos ao final deste tópico, esperamos que
você tenha conseguido entender como tudo
começou na área de informática.
Pratique e verifique seu conhecimento fazendo os
exercícios propostos.
Vamos em frente que a TI (Tecnologia da
Informação) não para!
Bom estudo!
Quiz
Exercício Final
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Histórico e Conceitos de Sistemas Operacionais
INICIAR 
Referências
DEITEL, H. M.; DEITEL, P. J.; CHOFFNES, D. R. Sistemas operacionais. 3.
ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2005.
MACHADO, F. B.; MAIA, L. P. Arquitetura de sistemas operacionais. 2. ed.
São Paulo: LTC, 2002.
TANENBAUM, A. S. Sistemas operacionais modernos. 2. ed. São Paulo:
Pearson Prentice Hall, 2005.
Site IBM, História. Disponível em: <www-03.ibm.com/ibm (http://www-
03.ibm.com/ibm/history/exhibits/markI/markI_intro.html)>. Acesso em
17/03/2016.
Site Historia-da-tecnologia, historia-do-primeiro-computador. Exército dos
EUA. Disponível em: <sites.google.com/site/historiasobreossitesdebusca
(https://sites.google.com/site/historiasobreossitesdebusca/Historia-da-
tecnologia/historia-do-primeiro-computador)>. Acesso em 17/03/2016.
Site Alan Turing. Disponível em: <www.alanturing.org.uk
(http://www.alanturing.org.uk)>. Acesso em 17/03/2016.

http://www-03.ibm.com/ibm/history/exhibits/markI/markI_intro.html
https://sites.google.com/site/historiasobreossitesdebusca/Historia-da-tecnologia/historia-do-primeiro-computador
http://www.alanturing.org.uk/
28/04/2021 AVA UNINOVE
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
Site Goodreads, Alan Turing. Disponível em : <www.goodreads.com
(http://www.goodreads.com/book/show/150731.Alan_Turing)>. Acesso em
17/03/2016.
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