1 Introdução - UFRGS

1 Introdução

Usuário1

Usuário2

Usuário3

Usuárion. . .

Compilador Editor detexto

Browser Quake

Sistema operacional

Hardware

Figura 1.1 - Sistema computacional.

Hardware

Microkernel

Kernel

Aplicaçõeschamadas de

sistemaserviços domicrokernel

Figura 1.2 – Organização do sistema em kernel e microkernel.

2 Multiprogramação

Programa Usuário 2

Programa Usuário 1

Sistema Operacional

Programa Usuário 3(32 Kbytes)

(64 Kbytes)

(256 Kbytes)

(160 Kbytes)

00000 H

3FFFF H40000 H

67FFF H68000 H

77FFF H78000 H

7FFFF H

Memória Principal Endereços

Figura 2.1 - Memória em um sistema com multiprogramação.

P1

P3 P4P2

P6 P7P5 P8 P9 P10

Figura 2.2 - Hierarquia de processos.

.

Sistemas Operacionais – Rômulo de Oliveira, Alexandre Carissimi, Simão Toscani 4

Processador

Processo 1 Processo 3Processo 2

Figura 2.3 - Fila de processos esperando pelo processador.

Criação Apto Executando Destruição

Bloqueado

Ocorrênciade evento

(interrupçao)

Seleção Término

Chamada desistema

Figura 2.4 - Diagrama de estados de um processo.

Criação Apto Executando Destruição

Bloqueado

Ocorrênciade evento

(interrupçao)

Seleção Término

Tempo

Chamada desistema

Retornoimediato

Erro

Figura 2.5 – Novo diagrama de estados de um processo

Capítulo 3 – Programação Concorrente 5

Processador

Processo 1

Impressora

Disco - unidade 0

Disco - unidade 1

Processo 3Processo 2

Processo 5Processo 4

Processo 6

Figura 2.6 - Filas do sistema operacional

Tempo

+ Periférico

Esc revec omando

Processador

Controlador

Exec utaLêresultado

Exec uta

Status LivreOcupado

Interrupç ão

Figura 2.7 - Linha de tempo quando interrupção é usada para implementar E/S.


Programa original

Tratador do tipo 10

Tratador do tipo 5

TempoEsperando

Executando

Int 10 Int 5

Figura 2.8 - Ativação em cascata de tratadores de interrupção.

Memória PrincipalVetores de Interrupção

1

2

0

3

Tipoxxx

xxxyyy

yyy

TratadorTipo 0

TratadorTipo 1

Figura 2.9 - Tabela dos vetores de interrupção.

Sistema Operacionalem Modo Supervisor

Processo de Usuárioem Modo Usuário

Instrução "passa p/ modo usuário" (retorno de interrupção)

Interrupção de software (chamada de sistema)

Interrupção (periférico)

Interrupção (proteção)

Figura 2.10 - Modos de operação do processador.


Processo Usuário 2

Processo Usuário 1

Sistema Operacional

Processo Usuário 3

00000 H

3FFFF H40000 H

67FFF H68000 H

77FFF H78000 H

7FFFF H

Memória Principal

Registrador Limite Inferior

Registrador Limite Superior

68000 H

77FFF H

Figura 2.11 - Proteção de memória com registradores de limite.

Processador

Registrador LimiteInferior

Registrador LimiteSuperior

Memória< >

Interrupção(Endereço Ilegal)


Figura 2.12 - Hardware para verificação dos endereços.


3 Programação Concorrente

Arquivo Processo Impressorafísica

Figura 3.1 - Programa seqüencial acessando arquivo e impressora.

Disco

Processo

Impressora

TempoEsperando

Executando

Enviando dados

Figura 3.2 - Linha de tempo do programa seqüencial da Figura 3.1.


Arquivo Processo

Impressorafísica

Processo

Leitor

Impressor

Buffer

Figura 3.3 - Programa concorrente acessando arquivo e impressora.

Disco

Processo

Impressora

TempoEsperando

Executando

Enviando dados

Processo

Leitor

Impressor

Figura 3.4 - Linha de tempo do programa concorrente da Figura 3.3.

PCPC PC

Usuários Servidor de Impressão

Figura 3.5 - Rede local incluindo um servidor de impressão dedicado.

.


Receptor Transmissor

Protocolo

Escritor

Leitor Impressor

Figura 3.6 - Servidor de impressão como programa concorrente.

Figura 3.7 - Exemplo contendo os comandos create_process, exit e wait_process.

.

/* Programa principal */main(){

int f1; /* Identifica processo filho 1*/int f2; /* Identifica processo filho 2*/

printf("Alo do pai\n");

f1 = create_process( codigo_do_filho ); /* Cria filho 1 */

f2 = create_process( codigo_do_filho ); /* Cria filho 2 */

wait_process( f1);printf("Filho 1 morreu\n");

wait_process( f2);printf("Filho 2 morreu\n");

exit();}

/* Funcao executada pelos dois processos filhos */codigo_do_filho(){

printf("Alo do filho\n");exit();

}


Figura 3.8 - Diagrama de tempo associado com o programa da Figura 3.7.

Figura 3.9 - Diagrama de tempo associado com o programa da Figura 3.7.


A lo d o p a i

c r e a te _ p r o c e s s

c r e a te _ p r o c e s s A lo d o f i lh o

e x it A lo d o f i lh o

e x i tw a i t_ p r o c e s s f 1

f i lh o 1 m o r r e u

w a i t_ p r o c e s s f 2

f i lh o 2 m o r r e u

e x i t

Figura 3.10 – Grafo de precedência para o programa da Figura 3.7.

Figura 3.11 - Programa do exemplo 3.7 alterado.


int f1; /* Identifica processo filho 1*/int f2; /* Identifica processo filho 2*/


f1 = create_process( codigo_do_filho ); /* Cria filho 1 */wait_process( f1);printf("Filho 1 morreu\n");

f2 = create_process( codigo_do_filho ); /* Cria filho 2 */wait_process( f2);printf("Filho 2 morreu\n");

exit();}

/* Funcao executada pelos dois processos filho */codigo_do_filho(){

printf("Alo do filho\n");exit();

}


Figura 3.12 - Exemplo contendo os comandos Parbegin e Parend.



Parbegin /* Define conjunto de execuções paralelas */codigo_do_filho(); /* Cria um filho */codigo_do_filho(); /* Cria outro filho */

Parend;

printf("Filho 1 morreu\n");printf("Filho 2 morreu\n");

}

/* Funcao executada pelos dois processos filho */codigo_do_filho(){

printf("Alo do filho\n");}


Processo 1 Processo 2 Processo 1 Processo 2

(a) Compartilhamento total (b) Compartilhamento parcial

memória física

memórialógica

memórialógica

memórialógica

memórialógica

memória física

Figura 3.13 – Compartilhamento de memória.

Figura 3.14 - Código do processo Escritor.

void escritor( void){

struct registro *registro_novo;

... /* Novo registro é apontado por "registro_novo" */

/* Novo nome é sempre inserido no fim da fila */registro_novo->proximo = NULL;

if( inicio == NULL ){ /* Fila vazia */

inicio = registro_novo;fim = registro_novo;

}else

{ /* Fila não vazia */fim->proximo = registro_novo;fim = registro_novo;

}}


Figura 3.15 - Código do processo Leitor.

inicio

fim

inicio

fim

inicio

fim

novo

inicio

fim

novo

(A)

(B)

(C)

(D)

abc

abc

abc

abc

Figura 3.16 - Diversos momentos da fila de nomes.

void leitor( void){

struct registro *ler;

...

/* Espera até existir algum nome na fila */while( inicio == NULL )

;

/* Retira o primeiro nome da fila */ler = inicio;inicio = inicio->proximo;

/* Se era o único, acerta apontador de fim da fila */if( inicio == NULL )

fim = NULL;

... /* Lê o arquivo cujo nome é indicado por "ler" */}


X: ACC de P1: ACC de P2:0 ?

P1 executa MOVE X,ACC

X: ACC de P1: ACC de P2:0 0 ?

P1 executa INC ACC

X: ACC de P1: ACC de P2:0 1 ?

P2 executa MOVE X,ACC

X: ACC de P1: ACC de P2:0 1 0

P2 executa INC ACC


P2 executa MOVE ACC,X


P1 executa MOVE ACC,X


?

Figura 3.17 - Problema de seção crítica envolvendo uma única variável.

Pró xim a inse rç ã o

Pró xim a re m o ç ã o

Dado 1

Dado 2Dado 3

Dado 4

Figura 3.18 - Buffer circular com 4 entradas ocupadas.


Figura 3.19 - Problema do Produtor-Consumidor com semáforos.

struct tipo_dado buffer[N];int proxima_insercao = 0;int proxima_remocao = 0;...semaphore exclusao_mutua = 1;semaphore espera_vaga = N;semaphore espera_dado = 0;...void produtor( void){ ...

P( espera_vaga );P( exclusao_mutua );buffer[ proxima_insercao ] = dado_produzido;proxima_insercao = ( proxima_insercao + 1 ) % N;V( exclusao_mutua );V( espera_dado );...

}...void consumidor( void){ ...

P( espera_dado );P( exclusao_mutua );dado_a_consumir = buffer[ proxima_remocao ];proxima_remocao = ( proxima_remocao + 1 ) % N;V( exclusao_mutua );V( espera_vaga );...

}

produtor_esperando = falseconsumidor_esperando = false

while( true ){ Receive( &id_processo_remetente, mensagem )

if( id_processo_remetente == id_processo_produtor ) /* do produtor */if( consumidor_esperando )

{ consumidor_esperando = falseSend( id_processo_consumidor, mensagem )Send( id_processo_produtor, confirmacao )}

else{ coloca mensagem no buffer circularif( buffer cheio )

produtor_esperando = trueelse Send( id_processo_produtor, confirmacao)}

else if( produtor_esperando ) /* do consumidor */{ Retira dado do buffer circular

Send( id_processo_consumidor, dado_do_buffer )produtor_esperando = falseSend( id_processo_produtor, confirmacao )}

else{ if( buffer vazio )consumidor_esperando = true

else{ Retira dado do buffer circularSend( id_processo_consumidor, dado_do_buffer)}

}


Figura 3.20 - Processo intermediário no problema dos produtores e consumidores.

P4

P3

P5

P2P1

R1 R2 R3

Figura 3.21 - Gráfico representando processos e recursos.

4 Gerência do Processador

A

0 12 20 35 40

BCD

Figura 4.1 – Diagrama de tempo usando FIFO.

A

0 40

BCD

5 13 25 Figura 4.2 – Diagrama de tempo usando SJF.

.

Processo Prioridade Duração do próximo ciclo de processador A 3 12 (Unidades de tempo) B 4 8 " C 2 15 " D 1 5 "


A

0 40

BCD

5 20 32 Figura 4.3 – Diagrama de tempo usando prioridades.

A

0 40

BCD

3 6 9 12 15 18 2823 34 Figura 4.4 – Diagrama de tempo usando fatias de tempo


5 Entrada e Saída

driverteclado

driverSCSI

driverEIDE

driverfloppy

driverrede

Hardware

E/S independente do dispositivo

E/S nível de usuário

Interface padrão para drivers de dispositivos (API)

Software

Sist

ema

oper

acio

nal

Figura 5.1 – Estrutura em camadas do subsistema de entrada e saída.

Figura 5.2 - Organização física do disco magnético.

Capítulo 5 – Entrada e Saída 25

CilindroImaginário

Setor

Trilha

Figura 5.3 - Organização lógica da unidade de disco.

Cabeçoteleitura/escrita

Seek time

Trilha

Setor

Transfertime

Latencytime

Figura 5.4 – Componentes do tempo de acesso a um disco.


01

234

56

8 79

1011

1213

1415 0

1

23

4

5

6

8

7

9

10 11

12

13

14

15

Fator de entrelaçamento = 0Disco 1 Disco 2

Fator de entrelaçamento = 2

Figura 5.5 - Trilha com 16 setores e diferentes fatores de entrelaçamento.

1A

1B

1C

1DDisco 1 Disco 2

RAID 1

1A

1B

1C

1D

2A

2B

2C

2D

3A

3B

3C

3D

4A

4B

4C

4DDisco 1 Disco 2 Disco 3 Disco 4

RAID 0

1A

1B

1C

1D

1A

1B

1C

1D

2A

2B

2C

2D

3A

3B

3C

3D

AP

BP

cP

DPDisco 1 Disco 2 Disco 3 Disco 4

RAID 3

1A

1B

1C

DP

2A

2B

cP

1D

3A

BP

2C

2D

AP

3B

3C

3DDisco 1 Disco 2 Disco 3 Disco 4

RAID 5

Figura 5.6 – Configurações RAID mais comuns.

6 Gerência de Memória

.

MemóriaMMU

Endereço EndereçoLógico Físico

Processador

Figura 6.1 - Diagrama incluindo a MMU entre o processador e a memória.

.


Processador

Registrador LimiteInferior

Registrador LimiteSuperior

Memória< >



123 123

100 799

sim

não não

sim

Figura 6.2 - Mecanismo de proteção para a memória com registradores de limite.

Processador

Registrador de Limite Registrador de Base

Memória> +


123 623

200 500

sim

não

Figura 6.3 - Mecanismo de proteção para a memória com registradores de base e limite.

Memória Física

Sistema Operacional - 225 Kbytes

Partição 1 - 200 Kbytes




Figura 6.4 - Memória física dividida em partições fixas.

Capítulo 6 – Gerência de Memória 29

.


Memória Física

Sistema Operacional

Processo 1 - 174 Kbytes



Lacuna - 80 Kbytes

Processo 4

85 Kbytes225 Kbytes

Memória Física

Sistema Operacional




Lacuna - 80 Kbytes

225 Kbytes

(a ) (b )

Lacuna - 13 Kbytes

Figura 6.5 - Memória física dividida em partições variáveis.


.

Memória Lógica Memória Física000 00000 01000 10000 11001 00001 01001 10001 11010 00010 01010 10010 11

000 00000 01000 10000 11001 00001 01001 10001 11010 00010 01010 10010 11

100 00100 01100 10100 11

011 00011 01011 10011 11

101 00101 01101 10101 11

X1X2X3X4Y1Y2Y3Y4Z1Z2Z3Z4

X1X2X3X4

Y1Y2Y3Y4

Z1Z2Z3Z4

Tabela de PáginasPág.Lógica Pág.Física

000

001

010

010

101

000

End.Lógico de Y2

001

End.Físico de Y2

101 01 01

Figura 6.6 - Mecanismo básico de paginação.


.

.


dpt dp.f.

Diretório das Tabelasde Páginas

Tabela de Páginas

Tabela de Páginas

Figura 6.7 - Tabela de páginas organizada em dois níveis.

Memória LógicaMemória Física

000000000100010000110010000101

000000000100010000110010000101001100011101000010010101001011

10000100011001010011

01100011010111001111

10100101011011010111

C1C2C3C4

P1P2P3

D1D2D3D4

Tabela de SegmentosSegmento Base

00

01

10

01000

00000

10100

C1C2C3C4C5C6

Limite

C5C6

0110

0100

0011

00000000010001000011

D1D2D3D4

000000000100010

P1P2P3

Segmento 00 - Código

Segmento 01 - Dados

Segmento 10 - Pilha


Figura 6.8 - Gerência de memória baseada em segmentos.

dps dp.f.

Tabela de Segmentos

Tabela de Páginas

Tabela de Páginas

do Segmento 0

do Segmento 3

Figura 6.9 - Esquema clássico para segmentação paginada.

.

7 Memória Virtual

Memória Lógica

A

B

C

D

E

F

G

H

Memória Física

C

D

G

Disco

A

B

C

D

E

F

G

H

Tabela de Páginas

01234567 0

1234567

0123456789

101112131415

i

i

i

i

i

v

v

v10

3

4

Figura 7.1 - Mecanismo básico da paginação por demanda.


Memória Lógica

A

B

C

D

Memória Física

E

G

Disco

A

B

C

D

Tabela de Páginas

0123

0123

012345

i

v

v

0

5

Memória Lógica

E

F

G

H

0123

do Processo 1

do Processo 2Tabela de Páginas

0123 i

v

v4

3

do Processo 2

do Processo 1

E

F

G

H

F

A

B

D

1

v

2

v

Figura 7.2 - Sistema hipotético com dois processos.

Memória Lógica

A

B

C

D

Memória Física

E

H

Disco

A

B

C

D

Tabela de Páginas

0123

0123

012345

i

v

v

0

5

Memória Lógica

E

F

G

H

0123

do Processo 1

do Processo 2Tabela de Páginas

0123

i

v

v4

3

do Processo 2

do Processo 1

E

F

G

H

F

A

B

D

1

v

2

v

Figura 7.3 - Sistema da Figura 7.2 após uma substituição de página.

Capítulo 8 – Sistema de Arquivos 37

String referência 2 3 1 a b 3 1 1 c d 1 a Página física 0 2 2 2 2 b b b b b b b a Página física 1 3 3 3 3 3 3 3 c c c c Página física 2 1 1 1 1 1 1 1 d d d Página física 3 a a a a a a a 1 1

Página lógica a ser substituída 2 2 2 2 3 3 3 3 1 a b c tempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Figura 7.4 – Algoritmo FIFO para substituição de páginas.

String referência 2 3 1 a b 3 1 1 c d 1 a Página física 0 2 2 2 2 b b b b b d d d Página física 1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 a Página física 2 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Página física 3 a a a a a c c c c

Página lógica a ser substituída 2 2 2 2 3 1 a a b 3 3 c tempo 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Figura 7.5 – Algoritmo LRU para substituição de páginas.


Histórico dos Bits de Referência após cada amostragem

Tempo

P0P1P2P3P4P5P6P7

Amostra

P3 P1

Amostra AmostraAmostra

P3 P1 P2 P0 P1 P2 P7 P2 P7 P0 P6

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

0

1

0

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

0

0

1

0

1

1

1

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

0

0

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

Páginas Acessadas

P0P1P2P3P4P5P6P7

P0P1P2P3P4P5P6P7

P0P1P2P3P4P5P6P7

Figura 7.6 - Construção do histórico de bits de referência.

.

...2 6 1 5 7 7 7 7 5 1 6 2 2 6 1 2 3 4 4 4 4 3 4 3 4 4 4 1 3 2 3 4...

t1 t2Páginas {1, 2, 5, 6, 7} Páginas ={ 3,4}

τ = 10

Figura 7.7 – Algoritmo ótimo (local).

.

...2 6 1 5 7 7 7 7 5 1 6 2 2 6 1 2 3 4 4 4 4 3 4 3 4 4 4 1 3 2 3 4...

t1 t2Working set={1, 2, 5, 6, 7} Working set ={ 1,2,3,4}

τ = 10

Figura 7.8 – Algoritmo local Working set.

.


Seletor Deslocamento16 bits 32 bits

Índice T RPL1 bit 2 bits13 bits

0 = Seletor da GDT (Global Descriptor Table)1 = Seletor da LDT (Local Descriptor Table)

Figura 7.9 - Formato de um seletor no Intel 386.


Registrador GDT

Registrador LDT

Base GDT Limite GDT

32 bits 16 bits

Seletor p/LDT Descritor da LDT16 bits

Registrador CS Seletor p/CS Descritor do CS16 bits

Registrador DS Seletor p/DS Descritor do DS

Registrador SS Seletor p/SS Descritor do SS

Registrador ES Seletor p/ES Descritor do ES

Registrador FS Seletor p/FS Descritor do FS

Registrador GS Seletor p/GS Descritor do GS

Registrador Sombra

Registrador Sombra

Figura 7.10 - Registradores sombra no Intel 386.

P DPL 1 1 C R A

Byte de acesso para Segmento de Código

P DPL 1 0 ED W A

Byte de acesso para Segmento de Dados

Figura 7.11 - Byte associado com controle de acesso em segmentos de código e de dados.


Endereço Linear10 bits 10 bits 12 bits

deslocamentopáginatabela

CR3

Diretório de Páginas

Tabela de Páginas

Tabela de Páginas

20 bits 12 bitsdeslocamentopágina física

Endereço Físico

Figura 7.12 - Esquema de paginação do 80386.


8 Sistema de Arquivos

Arquivo

A

B

C

D

E

F

Ler Arquivo...

A

Ler ArquivoB

Ler ArquivoC

Figura 8.1 - Acesso seqüencial.

.


Arquivo

A

B

C

D

E

F

Ler Arquivo, posição 2...

C

Ler Arquivo, posição 4E

Ler Arquivo, posição 0A

Figura 8.2 - Acesso relativo.

Arquivo

A

B

C

D

E

F

Le rA i

...

C

Le rA i

E

Le rA i

A

Po sic io n a r e m 4



Figura 8.3 - Acesso relativo usando o conceito de posição corrente.


TDAAPos. Cor. 12Leitura

TAAP do processo 0

Pos. Cor. 10Leitura

TAAP do processo 1

Pos. Cor. 55Leit. & Escr.

Arquivo A

Arquivo B

0

1

2

3

0

2

2 4

0

1

0

Figura 8.4 - Emprego conjunto das tabelas TAAP e da tabela TDAA.


ab

cd

ef

gh

ij

Posição

Arquivo no DiscoREAD( Handle, Var, 4 )

Correntecd

ef

gh

Memória do Memória doSistema Operacional Processo

defg

Var:

Figura 8.5 - Montagem e desmontagem de blocos lógicos.


.


DiscoBlocoFísico 0

123456789

10

1211

13

BL 0

BL 1

BL 2

BL 3

BL 4

BL 5

DescritorInício: 3

Tamanho: 6

Figura 8.6 - Alocação contígua de arquivos.

DiscoBlocoFísico 0

123456789

10

1211

13

BL 0

BL 1

BL 2

BL 3

BL 4

BL 5

DescritorInício: 3

Tamanho: 68

5

1

7

11

-1

Figura 8.7 - Alocação encadeada de arquivos.


DiscoBlocoFísico 0

123456789

10

1211

13

BL 0

BL 1

BL 2

BL 3

BL 4

BL 5

Descritor

Indices:

Tamanho: 6

8

5

1

7

11

30123456789

Figura 8.8 - Alocação indexada de arquivos.


0123456789

101112

... ...

Bloco de dados (4 Kbytes)

... Bloco de apontadores( 1024 apontadores de 4 bytes)

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

...

1024 * 4K

1024 * 1024 * 4K

...

...

1024 * 1024 * 1024 * 4K

...

10 * 4K

... ...

Figura 8.9 - Emprego de apontadores diretos e indiretos.


DiscoBlocoFísico 0

123456789

10

1211

13

BL 0

BL 1

BL 2

BL 3

BL 4

BL 5 DescritorTamanho: 6

10

0 1

2

30123456789

3

End. N. Blocos

Figura 8.10 - Alocação indexada-contígua de arquivos.


Tabela com descritores virtuaisdos arquivos abertos

tipocontador de usodados dependentes

. . .

tipocontador de usodados dependentes

. . .

. . .

Descritor do S.A. 1openreadwrite

dados

tab. descritores. . . Tab. descritores

Sist. Arq. 1tamanholocalizaçãodireitosetc

. . .

. . .

Descritor do S.A. 2openreadwrite

dados

tab. descritores. . . Tab. descritores

Sist. Arq. 2tamanholocalizaçãodireitosetc

. . .

. . .

Figura 8.11 - Estrutura de dados para suportar múltiplos sistemas de arquivos.

HASH( partiç ão, número do b loc o )

conteúdo do blocoinformações adicionais

LRU - iníc io LRU - fim


Figura 8.12 - Cache do sistema de arquivos.

DiscoBlocoFísico

0123456789

10

1211

13

Mapa de Bits.

1415

0 0 1 0 1 0 1 0

0 0 1 1 0 0 0 0

Figura 8.13 - Gerência do espaço livre através de mapa de bits.

DiscoBlocoFísico

0123456789

10

1211

131415

2467

89

1011

1415

Figura 8.14 - Gerência do espaço livre através de lista de endereços.


usretc bin

whols Mailpasswd mariajoao

so teste

hosts

trabteste

trab2trab1

Figura 8.15 - Diretório organizado na forma de árvore.

usretc bin whols Mail

passwd

mariajoão

so testehosts

trabteste

trab2trab1

Partição 1 Partição 3Partição 2

Figura 8.16 - Montagem de uma partição em um subdiretório.


"etc"

"usr"

"bin"

atributoslocalização



conteúdo doarquivo "/usr"

conteúdo doarquivo "/bin"

"passwd"

"hosts"



conteúdo doarquivo "/etc/passwd"

conteúdo doarquivo "/etc/hosts"

Figura 8.17 - Diretórios contendo descritores de arquivos.

"etc"

"usr"

"bin"2

3

conteúdo doarquivo "/usr"

conteúdo doarquivo "/bin"

"passwd"

"hosts"4

5

conteúdo do "/"

conteúdo do "/etc"atributoslocalização






0

1

2

3

4

5

conteúdo doarquivo "/etc/passwd"

conteúdo doarquivo "/etc/hosts"

1

sistema de arquivos flat

Figura 8.18 - Diretórios contendo apenas nomes e endereços de descritores de arquivos

9 Linux

.

deslocamentoNivel_2 Nivel_3Nivel_1

Endereço virtual

Diretóriointermediário

Tabela depáginas

PáginaDiretórioglobal

Figura 9.1 – Paginação a três níveis


64K32K

32K

16K

16K

0

1

2

3

4

5

6

7

Free_area (antes)

0

1

2

3

4

5

6

7

Free_area (depois)

Figura 9.2 – Alocação de memória (página física) no Linux.

Bloco deboot grupo 0 grupo n

Superbloco

Descritoresde grupo

Bitmapbloco dados

Bitmapi-nodos

Tabelade i-nodos Blocos de dados

1 bloco n blocos 1 bloco 1 bloco n blocos n blocos

Figura 9.3 – Organização de blocos em uma partição ext2.

Capítulo 9 - Linux 57

Indireção duplaIndireção tripla

Indireção simples

blocos diretos

Timestamps Tamanho

Informações Modo

Dados

Dados

Dados

DadosDados

Dados

Dados

Figura 9.4 – Estrutura de i-nodos do sistema de arquivos ext2.

Impressora Disco IDE Disco IDEtty0 tty1

Drivertty

Driverimpressora

Driverdisco

Dispositivos blocoDispositivos caractere

Virtual File System

Chamadas de sistema (API)

Processo 1 Processo 2 Processo n

Figura 9.5 – Organização em camadas da gerência de entrada e saída.


Nome Tipo Major Minor Descrição

/dev/fd0 bloco 2 0 Unidade de disquete 0 (driver A)

/dev/fd1 bloco 2 1 Unidade de disquete 1 (driver B)

/dev/hda bloco 3 0 Disco IDE primário

/dev/hda1 bloco 3 1 Primeira partição do disco IDE primário

/dev/hda2 bloco 3 2 Segunda partição do disco IDE primário

/dev/hdb bloco 3 64 Segundo disco IDE

/dev/hdb1 bloco 3 65 Primeira partição do disco IDE secundário

/dev/tty0 caractere 3 0 terminal

/dev/lp1 caractere 4 1 Impressora paralela

/dev/console caractere 1 1 teclado

Tabela 9.1 – Exemplos de arquivos de dispositivo.

10

Windows 2000

Modo Kernel

Modo Usuário

Controlador deServiços

WinLogon

Gerenciador deSessão

Processos do Sistema

Replicador

Alerta

RPC

Serviços

Registro deEventos

POSIX

OS/2

Win32

Subsistemas do ambiente

ActiveDirectory

NT5

Aplicações

Usuários

DLLs

Interfaces de hardware (barramento, I/O, interrupções, temporizadores, etc.)

Executivo

HAL: Hardware Abstraction Layer

Drivers de dispositivos Núcleo

Sist. deArquivos

Gerência deE/S

API do Executivo

Gerenciador de Objetos/Bibliotecas do Executivo

Gerênciade LPC

Gerênciade

MemóriaVirtual

Gerênciade

Processos

Plug&Play(E/S)

NT5

Monitor deSegurança

Gerência deEnergia

NT5

Gerência deJanelas

Driver dedispostivo gráfico

Figura 10.1 – Componentes da estrutura do Windows 2000


Término

Ativo

ExecuçãoAptoPreempção

Chaveamento decontexto

Escalonamento

EsperaTransição Término

Bloquear/suspender

Desbloquear(recurso não disponível)

Desbloquear(recurso disponível)

Recursodisponível

Figura 10.2 – Diagrama de estados de threads no Windows 2000

�

�

Prioridade 0

Prioridade 15

Prioridade 14

Prioridade 16

Prioridade 31

Prioridade 30

�

�

ClasseTempo real

Classevariável

Figura 10.3 – O esquema de prioridade do Windows 2000

Capítulo 10 – Windows 2000 61

FFFFFFFF

7FFFFFFF80000000

00000000

Espaço de endereçamentodefault do Windows 2000

Espaço destinadoao

Processo usuário

Espaço destinadoao

Sistema Operacional

Processo 1 Processo 1 Processo n

iii

Figura 10.4 – Layout do espaço de endereçamento virtual do Windows 2000

Índice do diretório depágina

Índice da tabela depágina

Índice o byte

Diretório de página:um por processo,1024 entradas.

Bloco descritorde processo

Page Frame Num.

Entrada do diretóriode página

Tabelas de página: até512 tabelas para

processo e até 512tabelas para osistema, 1024

entradas por tabela.

Page Frame Num.

Entrada databela de

página Memória física(paginada)

Páginadesejada

Bytedesejado

Figura 10.5 – Esquema de tradução de endereço virtual para endereço físico em arquiteturas Intel

Anexo A Montadores, Ligadores e

Carregadores

Fonte Montador/Carregador Memória

Figura A.1 - Montador/Carregador.

Fonte

Montador

Executável Carregador (SO) Memória

Figura A.2 - Montador e Carregador independentes.


Módulo A

Montador

Executável Carregador (SO) Memória

Objeto A

Módulo B

Montador

Objeto B Objeto C

Ligador

Figura A.3 - Montador, Ligador e Carregador independentes.

.

Opcode

Endereço do operando

Opcode

Endereço do primeiro operando

Opcode

Endereço do segundo operando

Formato 1:

Formato 2:

Formato 3:

Figura A.4 – Formatos de instruções da máquina hipotética.

Capítulo 10 – Windows 2000 65

Opcode Simbólico

Opcode Numérico

Tamanho Número de Operandos

Ação

ADD 01 2 1 ACC ← ACC + mem(OP) SUB 02 2 1 ACC ← ACC − mem(OP) MUL 03 2 1 ACC ← ACC × mem(OP) DIV 04 2 1 ACC ← ACC ÷ mem(OP) JMP 05 2 1 PC ← OP JMPN 06 2 1 se ACC<0 então PC← OP JMPP 07 2 1 se ACC>0 então PC← OP JMPZ 08 2 1 se ACC=0 então PC← OP COPY 09 3 2 mem(OP2) ← mem(OP1) LOAD 10 2 1 ACC ← mem(OP) STORE 11 2 1 mem(OP) ← ACC INPUT 12 2 1 mem(OP) ← entrada OUTPUT 13 2 1 saída ← mem(OP) STOP 14 1 0 Suspende execução

Tabela A.1 – Conjunto de instruções da máquina hipotética.

Fonte com macros

Processador de Macros

Fonte sem macros Montador

Figura A.5 - Processador de macros.


Módulo A

CALL SUBROT

. . .

. . .

Módulo B

SUBROT:

. . .

. . .

Figura A.6 - Exemplo de referência cruzada.

1 Introdução - UFRGS

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