Sistemas Operacionais Professor Marcelo Gasparin.

Sistemas Operacionais

Professor Marcelo Gasparin

Introdução

O que é um Sistema Operacional?É um programa que atua como um

intermediário entre o usuário e o hardware do computador.

Permite que o computador seja utilizado de uma forma conveniente e eficiente.

O que é um Sistema Operacional ?

Camada de software entre o hardware e as aplicações dos usuários

Compiladores Editores Interpretadorde comandos

Sistema Bancário

Sistema Operacional

Linguagem de máquina

Microarquitetura

Dispositivos físicos

Programas de aplicaçãoOffice BrowserI.Explorer

Programasde Sistema

Hardware

Introdução

O que se espera de um sistema de computação?Execução de programas de usuários.Permitir a solução de problemas.

Introdução

Sistema operacional é um programa colocado entre o hardware do computador e os programas dos usuários.

Programas

Sistema Operacional

Hardware

Funções do S. O.

A partir da máquina real ( hardware), criar uma máquina estendida (“abstrata” ou “virtual”). É uma visão top-down, na qual o sistema operacional

é uma extensão do hardware que implementa uma interface para as aplicações

Gerenciar os recursos de hardware disponíveis às aplicações. É uma visão bottom-up, na qual o sistema

operacional é um controlador dos recursos do sistema.

Funções do Sistema Operacional

A partir da máquina real (hardware), criar uma máquina estendida (abstrata).

Gerenciar os recursos de hardware disponíveis às aplicações.

O SO como máquina estendida

Ocultar a complexidade do hardware. Oferecer interfaces padronizadas de

acesso ao hardware. Permitir uma visão homogênea de

dispositivos distintos.

O SO como Máquina Estendida

Clicar em um arquivo

open(file);read(file, ch);...close(file);

Move head to sector 123 in FATread 256 bytes to mem 36234Hmove head to sector 4684753read 1024 bytes to mem 578567...

Ocultar a complexidade do hardware. Oferecer interfaces padronizadas de acesso

ao hardware. Permitir uma visão homogênea de

dispositivos distintos.

O SO como máquina abstrata

S.O.

aplicação

Clicar em um arquivo

Assign(file, “D:\README.TXT”);open(file);read(file, ch);…close(file);

Move head to sector 123 in FATread 256 bytes to mem 36234Hmove head to sector 4684753read 1024 bytes to mem 578567...

O SO como Gerente de Recursos

Recursos da máquina processadores espaço em memória arquivos conexões de rede dispositivos externos

Controle de acesso equilibrar uso evitar conflitos (e.g. impressão)

Recursos da máquina processadores espaço em memória arquivos conexões de rede dispositivos externos

O SO como Gerenciador de Recursos

Controle de acessoequilibrar usoevitar conflitos

O SO como Gerenciador de Recursos

aplicação aplicação aplicação

source app source app source app

sdgf jhgsdfj dsjhfkhj khjHKjhkjghj hgjhgj jgh jhg jhg jhg jhg kjhgjhgj hg jhgkjhkjhgjhg jhg jhg jhg jhkjhjkhgjhgjhkgjhgjhgjhgj

Sistema Operacional

Serviços de Sistemas Operacionais

Cada S.O. oferece serviços e programas específicos, porém apresentam funções em comum.

Execução de programas: capacidade de carregar, executar e encerar um programa.

Operações de I/O: deve fornecer meios para controlar arquivos ou dispositivos de I/O.

Manipulação do sistema de arquivos: ler, gravar, criar e excluir arquivos.

Comunicação: comunicação de processos.

Detecção de erros: notar falhas de CPU, memória ou dispositivos de I/O e tomar medidas adequadas.

Serviços de Sistemas Operacionais

Alocação de recursos: gerenciar recursos de memória, CPU ou dispositivos I/O.

Contabilização: manter um registro dos usuários que utilizam os recursos do computador referente a quantidade e que tipo de recursos.

Proteção: A proteção visa garantir que todo acesso aos recursos do sistema seja controlado, evitando conflitos e integridade dos dados.

Entendendo o Sistema Operacional

HardwareHardware

Usuário

Usuário controlando o Hardware


HardwareHardware

Usuário

Software

Programa controlando o Hardware


HardwareHardware

Usuário

SistemaOperacional

Interpretador de Comando (Shell) ou Interface Gráfica


HardwareHardware

Usuário SistemaOperacional

Software

Programas fazendo solicitação ao Sistema Operacional, que as repassa ao hardware.


HardwareHardware

Usuário SistemaOperacional

Software

Interpretador de Comando ou Interface Gráfica

Alguns programas podemacessar diretamente o

Hardware

Capacidade de execução de tarefas

TIPO DEFINIÇÃO SUBDIVISÃO CARACTERÍSTICAS

Monotarefa

O sistema operacional tem capacidade de executar apenas um programa ou tarefa de cada vez.Exemplo: CP/M, MS-DOS

Não tem

Multitarefaou

Multipro-gramável

Sistemas Operacionais que tem a capacidade de executar mais de uma tarefa ou programa simultaneamente: Exemplo: Unix, Windows, Linux, OS/400.

Cooperativa

O S.O. define uma fatia de tempo (time-slice) para cada programa.Ex.: Windows até 3.1

Preemptiva

O S.O define prioridades conforme a necessidade momentânea de cada programa.

Sistema Operacional Multitarefa

HardwareHardware

Usuários S. O.Coop. ou Preemp.

Software

Interpretador de Comando ou Interface Gráfica

Software

Os sistemas multiprogramados podem ser classificados de acordo com a forma que interagem com os usuários, podendo ser divididos em sistemas batch, de tempo compartilhado e de tempo real.

S. O. Multitarefa / Multiprogramável

Sistemas Batch: Os sistemas batch (lote) caracterizam-se por terem seus programas armazenados em disco ou fita, onde esperam para ser executados seqüencialmente. Quando um programa é iniciado ele tem a posse total do sistema até que sua execução termine. Quando um programa termina, um outro programa (também chamado Job) é colocado em execução imediatamente.

· Os programas que são executados em batch não precisam de interação com o usuário. Eles lêem e gravam seus dados de discos ou fitas.

Sistemas de Tempo Compartilhado:

Os sistemas de tempo compartilhado (time–sharing) permitem a interação dos usuários com o sistema, basicamente através de terminais de vídeo e teclado (interação on–line). Dessa forma, o usuário pode interagir em cada fase do desenvolvimento de suas aplicações e , se preciso, modificá-las imediatamente.

· Para cada usuário, o sistema operacional aloca uma fatia de tempo do processador. Nesses sistemas, não só o processador é compartilhado mas também a memória e os periféricos. O sistema cria para cada usuário um ambiente de trabalho próprio, dando a impressão de que todo o sistema está dedicado, exclusivamente, a ele.


Sistemas de Tempo Real (real time): são bem semelhantes em implementação aos sistemas de tempo compartilhado. A maior diferença é o tempo de resposta exigido na execução das tarefas. Enquanto em sistemas de tempo compartilhado o tempo de resposta pode variar sem comprometer as aplicações em execução, nos sistemas de tempo real os tempos de resposta devem estar dentro de limites rígidos, que devem ser obedecidos, caso contrário, poderão ocorrer problemas irreparáveis.

· Nos sistemas de tempo real não existe a idéia de fatia de tempo, utilizada pelos sistemas time-sharing. Um programa executa o tempo que for necessário, ou até que apareça outro prioritário em função de sua importância no sistema. Esta importância ou prioridade de execução é controlada pela própria aplicação e não pelo sistema operacional.

· Esses sistemas são normalmente usados em controle de processos, como no monitoramento de refinarias de petróleo, controle de tráfego aéreo, usinas nucleares, etc.


Monousuário X Multiusuário

Pode fornecer programas/serviços para vários usuários, porém este programas serão executados na máquina

solicitante (cliente).

O Sistema atende diversos usuários com a possibilidade de

executar os programas no próprio servidor.

O S. O. quanto aos usuários

Sistemas Operacionais são estudados dividindo-se suas principais funcionalidades. Tipicamente divide-se a funcionalidade de um sistema operacional em:

· Gerência de processos

· Gerência de memória: responsável pelo controle e alocação de memória aos processos ativos.

· Sistema de arquivo: responsável pelo acesso e integridade dos dados residentes em memória secundária (por exemplo disco, fita, etc).

· Controle de I/O (controle de entrada / saída): responsável pelo controle e execução de operações de Entrada/Saída, bem como da otimização do uso dos periféricos.

Estrutura de um sistema operacional

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