SO I 2007

Sistemas Operacionais I

Parte I – Introdução

Prof. Gregorio Perez

[email protected]

2007

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2007 Sistemas Operacionais I - parte I - Introdução - prof. Gregorio Perez 2

Roteiro

1 Introdução

• 1.1 O que é um Sistema Operacional ?

• 1.2 Motivações

2 Breve História

• 2.1 Décadas de 1940s e 1950s

• 2.2 Década de 1960




• 2.6 2000 e além

Questões

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Objetivos da Parte I

Entender o que é um Sistema Operacional

Conhecer um pouco da história dos S.O.s

Entender a Classificação dos Sistemas Operacionais

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1.1 Introdução

Crescimento da computação sem precedentes

nas últimas décadas

Estações de trabalho (workstations) executam

bilhões de instruções por segundo (BIPS)

Supercomputadores podem executar acima de

1 trilhão de instruções por segundo

Hoje, os computadores são utilizados em quase

todos os aspectos da vida

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Introdução

O que é um Sistema Operacional ?

Definição inicial

O Software que controla o Hardware

Evolução dos sistemas baseados em computadores requer

uma definição mais completa

Programas - Softwares

elo entre homem (elemento abstrato)

e máquina (código binário)

• Aplicativos: resolvem problemas para o usuário

• Sistemas: manipulam a operação do computador

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Introdução

O que é um Sistema Operacional ?

• É um programa que gerencia software E hardware para produzir

o resultado desejado

Sistemas Operacionais são basicamente

Gerenciadores de Recursos

• Processadores, Memória e Periféricos (E/S, comunicação, ...)

• Cada programa tem um tempo com o recurso

• Cada programa tem um espaço no recurso

Provedor de Abstrações ou Extensão de Máquina

• Mecanismos de Gerenciamento de Processos

• Interpretar e traduzir as instruções das Aplicações

• Oculta os detalhes complicados que têm quer ser executados

HardwareHardware

SoftwareSoftware

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Introdução

Motivações para Estudar S.O.

Projetar e / ou modificar aplicações para SO específicos

Especificar SO mais adequados para determinado Sistema ou

Corporação

Melhorar a interface com o Usuário

Melhorar a interface com o Programador

Melhorar a construção de software com as técnicas usadas nos SO

Melhorar a relação custo / benefício do desenvolvimento

Aumentar a eficiência global do sistema

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História dos Sistemas Operacionais

No início eram as trevas ... 40´s e 50´s

Computadores são uma ciência experimental e exótica

1940´s

• Primeiros computadores não possuíam Sistemas Operacionais

• Usuário com acesso direto à máquina

• Instruções introduzidas manualmente

(chaveamento de circuitos)

Computadores são caros !

Pessoas são baratas !

UNIVAC I ENIAC

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1950´s (1a

Geração)

• Executa um trabalho por vez

• Tecnologia para permitir transações suaves entre tarefas

• Processamento em Lotes (Batch)

• Programas e Dados submetidos

consecutivamente no sistema

• Era das válvulas e painéis de programação

FMS – Fortran Monitor System

IBSYS – IBM Operating System


IBSYS – IBM Operating System

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Antigo sistema em lote

• traz os cartões para o 1401

• lê os cartões para a fita

• coloca a fita no 7094 que executa o processamento

• coloca a fita no 1401 que imprime a saída

A.S. Tanenbaum

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Década de 60

1960´s (2a

Geração)

• Transistores e ainda Processamento em Lote

• Salas especiais – pessoal altamente qualificado

• Programador – Operador – Computador

• Aplicações Científicas OU Aplicações Comercias

• Processamento de múltiplas

tarefas (jobs) ao mesmo tempo

• Multiprogramação

• Uma tarefa usa o processador

enquanto outra usa um

periférico


MCP (1963) – Burroughs 5000


MCP (1963) – Burroughs 5000

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Década de 60

1964 (3a

Geração)

• IBM anuncia a família de computadores System/360

• Permite aplicações científicas E comerciais

Multiprogramação (/360)

• Grau de multiprogramação indica quantos

jobs podem ser gerenciados ao mesmo tempo

Técnica de spooling

(simultaneous peripherical operation on line)

• Tempo de Retorno foi reduzido para minutos ou segundos

(tempo entre a submissão de serviços e o retorno dos resultados)

/ 360 - IBM/ 360 - IBM

Era dos CIsEra dos CIs

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Década de 60

Sistemas de Tempo Compartilhado (Timesharing)

• Desenvolvido para suportar diversos usuários interagindo

simultaneamente

Sistemas em Tempo Real (Real-time systems)

• Resposta dentro de estreitos limites de tempo

Memória Virtual

• Melhorar os métodos e o tempo de desenvolvimento

• Aloca mais endereços de memória do que realmente existem

CTSS (Compatible Time-Sharing System) – MIT

TSS (Time Sharing System) – IBM Multics (escrito em EPL)

MIT, GE e Bell labs

CP / CMS (Control program / Conversational Monitor System)

VM (Virtual Machine) - IBM

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Década de 70

Sistemas multimodo de Tempo Compartilhado

• Processamento em lote

• Processamento em tempo compartilhado

• Aplicações em tempo real

• Computador Pessoal (PC - Personal Computing)

• Em estágios iniciais

• Adotados nos primeiros desenvolvimentos de microprocessores

TCP/IP

• Desenvolvido pelo Departamento de Defesa dos EUA (DOD)

• Padrão de Protocolo de Comunicação

• Amplamente utilizado para fins militares e universitários

• Redes Locais (LANs) se tornam práticas e econômicas

• Padrão Ethernet desenvolvido na PARC da Xerox

• Problemas de segurança

• Volume de informação crescente em linhas de comunicação

Multics ( projetistas criam a linguagem C ) - UNIX, Linux e BSD

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Década de 80

1980s (4a Geração)

• Década dos PCs e Workstation

• Computação Distribuída

Interface Gráfica com o Usuário

• Graphical User Interfaces (GUI)

• Palo Alto Research Center (PARC) da Xerox

• Macintosh - Apple (1984)

• PCs se tornam fáceis de aprender e usar

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Década de 80

1980s (4a Geração)

• Transferência de Informação via rede

se torna viável (prática e econômica)

• Disseminação do modelo Cliente / Servidor

• Cliente são computadores que requisitam serviços

• Servidores são computadores que executam os serviços requisitados

Engenharia de Software evoluindo

• Reutilização de Código

• Alto grau de abstração nas Linguagens de Programação

• Multitarefa

• múltiplas tarefas podem ser executadas independentemente

DOS – Microsoft

( Intel 8088, 80286, 80386 e 80486)

UNIX

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Década de 90

Performance do Hardware cresce exponencialmente

• Redução do custo de processamento e armazenamento

• Acelera-se o direcionamento para a computação distribuída

Sistemas Operacionais que suportam tarefas em rede se

tornam padrão

• Aumento da produtividade e comunicação

Microsoft Corporation se torna dominante

• Sistema Operacional Windows

• Utiliza muitos dos conceitos usados nos primeiros Sistemas

Operacionais Macintosh

• Usuários navegam facilmente por várias aplicações concorrentes

Windows 95

UNIX

Windows 95

UNIX

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Década de 90

Tecnologia de “Objetos” se torna popular em computação

• Muitos aplicativos escritos com Linguagens de Programação OO

• Sistemas Operacionais Orientados a Objetos (OOOS)

• Conceitos como herança e interface

• Explorados para o desenvolvimento de SO modulares

• Facilidade de manutenção e extensão

Maioria dos softwares comerciais vendidos como código objeto

• Código fonte não incluso

• Escondem informação proprietária e técnicas de programação

Software Livre (free) e Código Aberto (open-source)

• Software open-source distribuído com o código fonte

• Permite examinar e modificar o software

Richard Stallman inicia o projeto GNU

• Recria e estende ferramentas para o SO UNIX da AT&T

• Discorda de pagar pela permissão de usar o software

LinuxLinux

Apache Web ServerApache Web Server

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Década de 90

Inicativa Open Source (Open Source Initiative - OSI)

• Fundada para acrescer benefícios à programação open-source

• Facilita avanços no produto software

• Permite a qualquer um testar, corrigir e melhorar o aplicativo

• Aumenta a chance de uma falha ser encontrada e corrigida

• Crucial para erros de segurança que precisam ser corrigidos rápido

• Indivíduos e corporações podem modificar a fonte

• Software personalizado para as necessidades de determinado ambiente

Sistemas Operacionais se tornam incrivelmente Amigáveis

• Capacidade GUI originada pela Apple amplamente usada

• Capacidade “Plug-and-play” construída em Sistemas Operacionais

• Permite a adição e remoção dinâmica de componentes de hardware

• Sem necessidade de re-configuração manual do Sistema Operacional

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2000 e além ...

Middleware

• Conecta duas aplicações separadas

• Freqüentemente entre máquinas incompatíveis sobre uma rede

• Particularmente importantes para serviços na Web

• Simplifica comunicação entre múltiplas arquiteturas

Serviços Web

• Engloba conjunto de padrões relacionados

• “Pedaços de Software” prontos para uso na Internet

• Permite quaisquer duas aplicações se comunicarem e trocarem

dados

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Silberschatz, et al.Silberschatz, et al.

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Parte I - Introdução aos Sistemas Operacionais

Questões

Sistemas Operacionais gerenciam apenas o hardware.

Esta afirmação é verdadeira ou falsa ? Explique.

Qual o principal propósito do Sistema Operacional ?

O que limitava o tamanho e a capacidade dos programas na

década de 50 ?

Qual conceito foi incorporado pelos sistemas TSS, MULTICS e

CP/CMS ?

Qual aspecto dos computadores pessoais, popularizado pelo

Macintosh da Apple, tornou-os especialmente fáceis de utilizar

e aprender ?

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Parte I - Introdução aos Sistemas Operacionais

Questões

Quais são as principais diferenças entre os sistemas

operacionais para mainframes e PCs?

Enfatizamos a necessidade de que um sistema operacional

faça uso eficaz do hardware de computação. Quando é

apropriado que um sistema operacional abandone esse

princípio e “desperdice” recursos? Por que esse sistema não é

realmente desperdiçador?

Qual (is) o(s) benefício(s) do desenvolvimento Open-Source ?

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Referência Bibliográfica

Sistemas Operacionais

• Deitel, Deitel e Choffnes; Ed. Pearson

• www.prenhall.com/deitel_br

Sistemas Operacionais, Conceitos e Aplicações

• A. Silberschatz, P. Galvin, G. Gagne; Ed. Campus

• www.wiley.com/college/

silberschatz6e/0471417432/slides/slides.html

• (existe versão em português)

Sistemas Operacionais Modernos

• Andrew Tanenbaum; Ed. Pearson

• www.prenhall.com/tanenbaum_br

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