SO-01 - Introdução

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Sistemas Operacionais

01 IntroduoPARTE - I

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Sistemas Operacionais Sumrio da Introduo Aspectos Gerais Viso Bsica de S.O.Integraes entre HW, SW Bsico e SW Aplicativo; Dispositivos fsicos; Micro Arquitetura; Linguagem de Mquina; Software Bsico Softwrare Aplicativo

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O que um sistema operacional Conceitos de sistemas operacionaisObjetivos de um sistema operacional O S.O. como mquina virtual Mquina virtual: serviosCriao de programas Execuo de programas Acesso a dispositivos de E/S Acesso controlado a arquivos Acesso ao sistema Deteco e correo de erros Contabilidade

O S.O. como gerenciador de recursos Caractersticas desejveis de S.O


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Sistemas Operacionais Aspectos Gerais

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Gerenciador de componentes Fornece uma interface de hardware mais simples para o usurio ocultando a complexidade do sistema Direciona o processador no uso dos recursos do sistema e sobre o momento de executar outros programas SO libera o processador para que outros programas possam executar suas rotinas. 4www.souzalima.info/portal [email protected] 4

Sistemas Operacionais Viso Bsica de S.O.

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Integraes entre HW, SW Bsico e SW Aplicativo.Sistemas Bancrios Compiladores Web Browsers Editores JogosInterpretadores de Comando (Shell)

Software Aplicativo

Software Bsico

Sistema Operacional Linguagem de Mquina Micro arquitetura Dispositivos Fsicos Hardware

Sistema Computacional

Mquina de Nveis/Camadas

Um usurio trabalhando em um desses nveis, no necessita saber da 5 existncia dos demais.www.souzalima.info/portal [email protected] 5


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Dispositivos fsicos: Circuitos (chips) Cabos Transistores Memria Disco rgido etc...6www.souzalima.info/portal [email protected] 6


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Micro Arquitetura: Os dispositivos fsicos so agrupados para formar unidades funcionais CPU processamento; UAL (Unidade Aritmtica Lgica) operaes aritmticas. Essas operaes podem ser controladas por SW (micro programas) ou por circuitos de HW.7www.souzalima.info/portal [email protected] 7


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Linguagem de Mquina Conjunto de instrues interpretadas pelos dispositivos que compem a micro arquitetura. Cada processador possui um conjunto de instrues de mquina, definidas pelo fabricante. Possui entre 50 e 300 instrues Realiza operaes por meio de registradores* Baixo nvel de abstrao Ex.: Assembler8www.souzalima.info/portal [email protected] 8


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Software Bsico uma camada de SW que trabalha em um nvel intermedirio de acesso com o SO. So os SW fundamentais para utilizao do

microcomputador. Um SW bsico pode ter as seguintes finalidades:

Controle do HW (EX: SO) Construo de SW (EX: Tradutores) Auxlio a tarefas de produtividade (EX: Editores e planilhaswww.souzalima.info/portal [email protected]

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Software Bsico A grande diferena entre o SO e os SW bsicos que o SO roda em um modo chamado KERNEL (supervisor).

O modo KERNEL* do processador permite ao SW acesso aos HW, onde j os outros SW que rodam em modo usurio no tem essa permisso.


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SHELL conhecido como o interpretador de comando do usurio, ele faz a interao entre o usurio e o SO. Quando um comando digitado pelo usurio, faz chamadas de rotinas do SO. uma interface interativa com o usurio EX: o Shell

interpreta, verifica a sua sintaxe, envia mensagens de erro e

UNIX

sh, csh, ksh e bash cmd.exe (ms-dos) e [email protected] 11

Windows



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Software Aplicativo So programas escritos para solucionar problemas especficos So as ferramentas desenvolvidas utilizando as

funcionalidades disponveis pelo SO.

Jogos Conta pagar Controle de Estoque Sistemas bancrios


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Modo supervisor ou ncleo e modo usurioModo Supervisor ou ncleo Parte mais interna do sistema operacional protegido do usurio pelo hardware

Modo Usurio Interpretadores de comando Shell Sistemas de janelas [email protected] 13


O que um sistema operacional LOGO uma mquina virtual ou estendida Esconde os detalhes de implementao. Apresenta ao usurio uma mquina virtual, mais fcil de usar.

um gerente de recursos Cada programa aloca algum tempo ou espao com um recurso


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O S.O. como mquina virtual

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Ao invs de programar cada detalhe de funcionamento do hardware, o sistema operacional fornece uma mquina virtual mais simples de ser utilizada. Por exemplo, para ler um arquivo em disco usamos apenas um comando read ao invs de especificar detalhes da leitura. Ou seja, usurio interage diretamente com o Sistema Operacional, como se o hardware no existisse, esta viso chamada de Mquina Virtual.www.souzalima.info/portal [email protected] 15

Mquina virtual: serviosCriao de programas Execuo de programas Acesso a dispositivos de E/S Acesso controlado a arquivos Acesso ao sistema Deteco e correo de erros Contabilidade

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Mquina virtual: serviosCriao de programas

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SO oferece facilidades: editores e depuradores tipicamente estes servios no so parte do SO e sim dos utilitrios contudo, so acessveis atravs do SO


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Mquina virtual: serviosExecuo de programas

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carregamento do programa em memria arquivos e dispositivos de E/S devem ser iniciados outros recursos devem ser preparados SO gerencia estas aes para o usurio


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Mquina virtual: serviosAcesso a dispositivos de E/S cada dispositivo tem seu prprio conjunto de instrues ou sinais de controle SO esconde estas aes e usurio s executa leituras e escritas

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Mquina virtual: serviosAcesso controlado a arquivos

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usurio no se preocupa com a natureza do dispositivo de E/S (disco, fita, ...) usurio no se preocupa com formato do arquivo no dispositivo mecanismos de proteo em caso de mltiplos usurios


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Mquina virtual: serviosAcesso ao sistema SO controla acesso ao sistema como um todo e a recursos especficos em particular i.e., proteo contra acesso no autorizado i.e., resoluo de conflitos em caso de disputa

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Mquina virtual: serviosDeteco e correo de erroserros de h/w: memria, dispositivos, ... erros de s/w: estouro aritmtico, acesso proibido a certas posies de memria correo da situao com mnimo de impacto no sistema

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Mquina virtual: serviosContabilidadecoleta de estatsticas monitoramento de desempenho uso: melhoria de desempenho, melhorias futuras tarifao em um sistema multiusurio

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LOGO O S.O. como gerenciador de recursos

Sistema computacional (ncleo do) SO

Dispositivos de E/S

controlador de E/S controlador de E/S controlador de E/S memria

programas e dados

processador

processador


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O S.O. gerencia as partes de um sistema complexo. Processador, memria, discos, mouse, teclado, interfaces de rede, impressoras e etc. O que aconteceria se vrios programas enviassem simultaneamente sadas para um impressora sem um gerenciador?


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Gerenciamento de:Impresso Usurios, redes, memria, programas, compartilhamento de arquivos entre outros

Compartilhamento de recursos:Compartilhamento ou (multiplexao) no tempo e no espao.


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Compartilhamento no tempo:CPU (1 CPU para vrios programas) Impressora

Compartilhamento no espao:Memria principal (vrios programas podem residir na memria ao mesmo tempo, mas em espaos distintos) HD - (pode ser gerenciado para diferentes usurios)


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Conceitos de Sistema OperacionalConceito Geral:

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um programa, ou conjunto de programas, especialmente desenvolvido para oferecer, da forma mais simples e transparente possvel, os recursos de um sistema computacional aos seus usurios, controlando e organizando o uso destes recursos de maneira que se obtenha um sistema eficiente e seguro.


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LOGO Conceitos de Sistema Operacional (1)

Outros Autores (Deitel):Vemos um sistema operacional como os programas, implementados como software ou firmware, que tornam o hardware utilizvel. O hardware oferece capacidade computacional bruta. Os sistemas operacionais disponibilizam convenientemente tais capacidades aos usurios, gerenciando cuidadosamente o hardware para que se obtenha uma performance adequada.


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Outros Autores (Stallings):Um sistema operacional um programa que controla a execuo dos programas de aplicaao e atua como uma interface entre o usurio do computador o hardware do computador. Um sistema operacional pode ser pensado como tendo dois objetivos ou desempenhando duas funes: convenincia, pois faz o sistema computacional mais conveniente de usar; e eficincia, pois permite que os recursos do sistema computacional sejam usados de maneira eficiente.www.souzalima.info/portal [email protected] 30


Outros Autores (Silberschatz):Utiliza praticamente a mesma definio, indicando que um sistema operacional um ambiente intermedirio entre o usurio e o hardware do computador no qual programas podem ser executados de forma conveniente e eficiente.


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Outros Autores (Tanenbaum):O mais fundamental de todos os programas do sistema o sistema operacional que controla todos os recursos computacionais e prov uma base sobre a qual programas de aplicao podem ser escritos.


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Conceitos de Sistema OperacionalPodemos dizer:

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Os sistemas operacionais so uma camada de software que envolve os componentes fsicos de um computador, intermediando as interaes entre estes componentes e os usurios ou os programas dos usurios. Neste sentido apropriado considerar que os sistemas operacionais podem ser vistos como uma extenso do prprio computador ou como gerenciadores dos recursos existentes neste computador.www.souzalima.info/portal [email protected] 33

LOGO Objetivos de um sistema operacional

A despeito do tipo, sofisticao ou capacidades do computador, um sistema operacional deve atender aos seguintes princpios:1. Oferecer os recursos do sistema de forma simples e transparente; 2. Gerenciar a utilizao dos recursos existentes buscando seu uso eficiente em termos do sistema; 3. Garantir a integridade e a segurana dos dados armazenados e processados no sistema e tambm de seus recursos fsicos.www.souzalima.info/portal [email protected] 34

Objetivos de um sistema operacional (1)LOGOBreve comentrio:Alm destes objetivos, um sistema operacional tambm deve proporcionar uma interface adequada para que ele possa ser utilizado pelos seus usurios. Historicamente as primeiras interfaces dos sistemas operacionais eram baseadas em um conjunto de palavras-chave (comandos) e mensagens de dilogo que permitiam a execuo de tarefas e a comunicao entre homem (o operador) e mquina. Estes comandos e mensagens definiam a Interface Humano-Computador (IHC) daquele sistema. Atualmente as interfaces baseadas em modo texto esto em desuso, sendo substitudas por interfaces grficas mais modernas e simples que buscam facilitar a utilizao do computador atravs de sua aparncia atraente e uso intuitivo.www.souzalima.info/portal [email protected] 35

Caractersticas desejveis de S.O.Eficincia

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Baixo tempo de resposta, pouca ociosidade da UCP e alta taxa de processamento.

ConfiabilidadePouca incidncia de falhas e exatido dos dados computados.

MantenabilidadeFacilidade de correo ou incorporao de novas caractersticas.

Pequena dimensoSimplicidade e baixa ocupao da memria

ConcorrnciaCapacidade de manuteno de tarefas concorrentes

Compartilhamento de recursosGerencia de recursos de hardware e software compartilhadoswww.souzalima.info/portal [email protected] 36

Caractersticas desejveis de S.O. (1)Ncleo

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Responsvel pela gerncia do processador, tratamento de interrupes, comunicao e sincronizao de processos.

Gerente de MemriaResponsvel pelo controle e alocao de memria aos processos ativos.

Sistema de E/SResponsvel pelo controle e execuo de operaes de E/S e otimizao do uso dos perifricos.

Sistema de ArquivosResponsvel pelo acesso e integridade dos dados residentes na memria secundria.

Processador de Comandos / Interface com o UsurioResponsvel pela interface conversacional com o usurio.


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Histria dos sistemas operacionaisA histria dos sistemas operacionais est intimamente ligada a evoluo dos computadores

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