Introdução à Computação

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INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO 18 - Software (Parte I)

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Page 1: Introdução à Computação

INTRODUÇÃO À COMPUTAÇÃO18 - Software (Parte I)

Page 2: Introdução à Computação

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Sistema de ComputaçãoSistema de Computação

SoftwaSoftwarere

HardwarHardwaree

PeoplewarPeoplewaree

Software – Conceitos Básicos

Page 3: Introdução à Computação

O que é Software?

Conjunto alterável de instruções, ordenadas e lógicas, fornecidas ao hardware para a execução de procedimentos necessários à solução dos problemas e tarefas do processamento de dados.

É o que torna possível os computadores terem uma variedade ilimitada de utilizações.

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Software – Conceitos Básicos

Page 4: Introdução à Computação

Software X Hardware

Software Ordena e controla todas as atitudes do

hardware Maleável - modificações fáceis, feitas por

programadores HardwareHardware

Depende do software para funcionarRígidoRígido - modificações difíceis, feitas

somente pelos fabricantes.4

Software – Conceitos Básicos

Page 5: Introdução à Computação

O que é Software?

Conjunto de instruções/funções/tarefas que definem o que o computador deve executar para chegar a um determinado resultado.

Instruções eletrônicas que em geral residem em um meio de armazenamento.

Um conjunto específico destas instruções é chamado Programa.. 5

Software – Conceitos BásicosSoftware – Conceitos Básicos

Page 6: Introdução à Computação

Programas

Partes componentes do software Armazenados em unidades de memória secundária. Desenvolvidos utilizando Linguagens de

Programação. Analistas de Sistemas e Programadores

Projetam e desenvolvem programas / software Engenharia de Software

Área de estudo que se preocupa com o desenvolvimento de software

Quando o computador está usando um programa em particular, dizemos que eles está rodando ou executando aquele programa.

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Software – Conceitos BásicosSoftware – Conceitos Básicos

Page 7: Introdução à Computação

Categorias de Software

Software Básico Sistema Operacional Software Utilitário

Software Aplicativo ou Sistema Aplicativo 7

SOFTWARESOFTWAREDO SISTEMADO SISTEMA

SOFTWARSOFTWAREE

APLICATIVAPLICATIVOO

Software – Conceitos BásicosSoftware – Conceitos Básicos

Outros autores ainda definem outra categoria: Software de Linguagem ou Linguagem de Programação

Page 8: Introdução à Computação

Componentes genéricos - sistema computacional

Hardware Recursos básicos (memória, dispositivos de E/ S, CPU).

Sistema operacional Controla e coordena o uso do hardware entre vários

programas aplicativos e usuários.

Programas aplicativos e de sistema Define como os recursos de hardware são empregados na

solução de um problema (compiladores, jogos, banco de dados,...)

Usuários Pessoas, máquinas, outros computadores,... 8

Software – Conceitos Básicos

Page 9: Introdução à Computação

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Diferentes visões- Sistema computacionalDiferentes visões- Sistema computacional

Software – Conceitos BásicosSoftware – Conceitos Básicos

Visão Usuário Final X Programador X Projetista de Sistema OperacionalVisão Usuário Final X Programador X Projetista de Sistema Operacional

Page 10: Introdução à Computação

DefiniçãoDefinição

O sistema operacional é softwareO sistema operacional é software: um conjunto de rotinas que são executadas pelo processador para facilitar o acesso aos componentes de hardware (processador, memória, dispositivos de E/S), e gerenciar o uso do sistema de computação (hardware e software).

Tradicionalmente os S.O. eram escritos em linguagem Assembly. Já faz um certo tempo que a maioria dos S.O. são escritos em linguagens de alto nívellinguagens de alto nível.

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Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 11: Introdução à Computação

Objetivos Objetivos

Tornar ao usuário a utilização do Tornar ao usuário a utilização do computador mais convenientecomputador mais conveniente Esconde detalhes internos Reduz o tempo necessário a construção de

programas

Utilizar o hardware do computador de Utilizar o hardware do computador de forma eficienteforma eficiente Significa mais trabalho obtido pelo mesmo

hardware Obtida por uma melhor distribuição/ uso dos

recursos11

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 12: Introdução à Computação

Sistema OperacionalSistema Operacional

Composto por um conjunto de programasprogramas e rotinasrotinas

Controla a execução de qualquer software utilizado em um computador

Gerencia os recursos do computador (hardware e software) de modo a:Possibilitar sua utilizaçãoAumentar sua eficiênciaPermitir a comunicação com outros

equipamentos. 12

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 13: Introdução à Computação

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Usuário Programas

Sistema de ArquivosHardware

SO

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 14: Introdução à Computação

Composição BásicaComposição Básica

Um sistema operacional consiste, basicamente, de um núcleonúcleo ((KernelKernel)) e alguns programas programas do sistemado sistema. Há ainda aplicações aplicações que executam diversas tarefas.

KernelKernel - coração do sistema operacional, composto pelas funções centrais do SO.

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Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

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Localização

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Residente no disco rígido do computador (maioria dos casos)

Possibilidade de armazenamento em um chip ROM (handhelds)

Computadores de diferentes portes possuem tipicamente diferentes sistemas operacionais

Tipos similares de computadores podem possuir sistemas operacionais diferentes

Diversos sistemas operacionais não são compatíveis entre si.

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 16: Introdução à Computação

Programas aplicativos devem ser desenvolvidos para serem executados em máquinas com sistemas operacionais específicos (e.g. um aplicativo para Mac requer o Mac OS)

Versão computadorizada de um guarda de trânsito posicionado entre o hardware do computador, os programas aplicativos e o usuário 16

Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

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Funções dos Sistemas Operacionais

Inicializaçãodo Computador

Gestão deProgramas

Gestão daMemória

Programaçãode Tarefas

Configuraçãode Dispositivos

Controle da Rede

Monitoraçãodo Desempenho

Interfaceamento com o Usuário

Page 18: Introdução à Computação

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Inicialização do Computador Gestão de Programas Gestão da Memória Programação de Tarefas Configuração de Dispositivos Acesso à Web Segurança do Sistema Controle da Rede Monitoração do Desempenho Interfaceamento com o Usuário

Funções dos Sistemas Operacionais

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BootingBooting

Processo de inicialização ou reinicialização de um computador

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 20: Introdução à Computação

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Residente na memória Permanece na memória

enquanto o computador estiver executando

O kernel é residente na memória

Não Residente na memória

Instruções permanecem no disco rígido até que sejam necessárias

Outras partes do SO são não residentes

Kernel - Núcleo de um SO Gestão de memória e

dispositivos

Manutenção dos relógios do computador

Inicialização de aplicativos

Compartilhamento de recursos computacionais (programas, dispositivos, dados, informação)

A cada inicialização do computador, o kernel e outras instruções de uso freqüente do SO são carregadas

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 21: Introdução à Computação

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Passo 1

A fonte de alimentação fornece energia elétrica para as diferentes partes do sistema

processador

BIO

S

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

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Passo 2

O processador procura o BIOS

BIOSBasic Input/Output System

Firmware que contém as instruções de inicialização do computador

processador

BIO

S

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

Page 23: Introdução à Computação

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Passo 3

A BIOS realiza o POST

POSTPower-On Self Test

Teste mediante o qual são verificados componentes tais como mouse, teclado, conectores e placas de expansão

processador

BIO S

placas deexpansão

conectores

teclado

drive deCD-ROM

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

Page 24: Introdução à Computação

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Passo 4

Os resultados do POST são comparados com os dados armazenados no chip CMOS

Chip CMOS

Complementary Metal Oxyde Semiconductor

Armazena informações de configuração do computador e também detecta novos dispositivos conectados

processador

BIO

S

placas deexpansão

conectores

drive de CD-ROM

chipCMO

S

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

Page 25: Introdução à Computação

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processador

BIO

S

placas deexpansão

conectores

drive de CD-ROM

chipCMOS

discorígido

drive dedisco flexível

Passo 5

O BIOS procura os arquivos do sistema no drive A (disco flexível) e, em seguida, no drive C (disco rígido)

Arquivos do sistema

Arquivos específicos do sistema operacional, carregados durante a inicialização

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

Page 26: Introdução à Computação

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Passo 6

O programa de boot carrega na RAM o kernel do SO (armazenado no HD), o qual assume, a partir de então, o controle do computador

processador

BIO

S

placas deexpansão

conectores

drive de CD-ROM

chipCMOS

discorígido

drive dedisco

flexível

módulos dememória RAM

Funções dos Sistemas Operacionais

Inicialização de um sistema computacional

Page 27: Introdução à Computação

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Inicialização de um sistema computacional

Passo 7

O SO carrega informações de configuração, exibe a área de trabalho (desktop) na tela e executa programas na pasta Iniciar (StartUp)

Pasta Iniciar (StartUp)

Contêiner de uma lista de programas que são automaticamente iniciados quando o computador é inicializado

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 28: Introdução à Computação

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Gestão da Memória Virtual

O SO aloca uma porção de um meio de armazenamento (usualmente o disco rígido) para atuar como RAM adicional

RAM(memória

física)

Disco(memória

virtual)

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 29: Introdução à Computação

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Gestão da Memória Virtual

Passo 1

O SO transfere os dados e as instruções de programas menos usados recentemente para o disco rígido, uma vez que a memória é necessária para outros propósitos

RAM(memória

física)

Disco(memória

virtual)

swap out de página

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 30: Introdução à Computação

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Gestão da Memória Virtual

Passo 2

O SO transfere os dados e as instruções de programas do disco rígido para a memória quando necessários

RAM(memória

física)

Disco(memória

virtual)

swap out de página

swap in de página

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 31: Introdução à Computação

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Comunicação SO - dispositivo de E/S

Driver de Dispositivo - Programa que possibilita a comunicação do SO com um dispositivo de E/S.

Cada dispositivo requer um driver próprio.

driver de dispositivo

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 32: Introdução à Computação

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Plug’n Play (PNP ou Plug and Play) Reconhecimento de novos dispositivos pelo

computador, instalação automática de drivers para esses dispositivos e verificação de conflitos com outros dispositivos

Suportado pela maioria dos dispositivos e SO atuais

Sistemas Operacionais

Page 33: Introdução à Computação

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Plug’n Play (PNP) Quando se liga um sistema Plug’n

Play, o principal árbitro entre osoftware e o hardware, oBIOS é oprimeiro

componentea assumir o controle.

Com base em identificadoresunívocos, códigos permanentementegravados nas ROM (memória apenas de leitura), o BIOS reconhece os dispositivos instalados

SO assume o controle dos dispositivos.

Sistemas Operacionais

Controladorde Disco

Placade Vídeo Controlador

SCSISCSI

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Interface com o Usuário Controle do modo de entrada de dados e do modo

de apresentação das informações na tela do monitor.

Interface orientada a caractere

Interface gráfica (GUI ou WIMP)

Funções dos Sistemas Operacionais

Page 35: Introdução à Computação

Interface com o UsuárioInterface com o Usuário

Do ponto de vista do usuário, o que faz ou prejudica um sistema operacional é a qualidade da interface com o usuário.

Às vezes, a interface com o usuário é denominada shellshell, sugerindo a idéia de que a interface com o usuário (o shell) “envolve” o sistema operacional (o kernel dentro do shell).

Os três tipos de interfaces com o usuário são: Interface de linha de comando, Interface baseada em menus e Interface gráfica.

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Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

Page 36: Introdução à Computação

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Funções dos Sistemas Operacionais

Usuário

Programa

SO

TecladoMouse

HDRAM

ModemImpressora

Hardware

Interface com o usuário

Interface com o programa