SISTEMA OPERACIONAL • Definição (MACHADO/MAIA, 2007)
– Conjunto de rotinas executadas pelo processador
– Controlar o funcionamento de um computador, gerenciando a utilização e o compartilhamento dos seus recursos: • Processadores
• Memórias
• Dispositivos de Entrada e Saída
• Definição (TANANBAUM, 2003)
– Programa de computador que age como intermediário entre o usuário e o hardware
SISTEMA OPERACIONAL • Definição (MACHADO/MAIA, 2007)
– Conjunto de rotinas executadas pelo processador
– Controlar o funcionamento de um computador, gerenciando a utilização e o compartilhamento dos seus recursos: • Processadores
• Memórias
• Dispositivos de Entrada e Saída
• Definição (TANANBAUM, 2003)
– Programa de computador que age como intermediário entre o usuário e o hardware
SISTEMA OPERACIONAL • Por quê utilizar um Sistema Operacional
– Aproveitamento de hardware – Executar programas e facilitar a solução de problemas – Usar o hardware de maneira eficiente
• Funções Básicas
– Interface com o usuário (shell, ambiente) – Gerenciamento de processos – Gerenciamento de memória – Tratamento de interrupções – Gerenciamento do sistema de arquivos – Operações de entrada/saída
VISÃO DO SISTEMA COMPUTACIONAL • Sistema Computacional consiste em
– Hardware
– Programas do Sistema
– Programas de Aplicação
TANENABUM, fig.1.1, pag 1 – Um sistema computacional
MÁQUINA DE NÍVEIS
• Máquina de Camadas
– Ótica do hardware e software
• Máquina Virtual
– Visão modular
MACHADO, fig.1.2, pag 6 – Visão do computador pelo usuário
HISTÓRICO • Antes de 1940
– Computadores eram grandes calculadoras
– 1642 – Pascaline
– 1673 – Máquina de somar e multiplicar
– 1820 – Máquina realiza as 4 operações
– 1833 – Máquina analítica
– 1854 – Lógica booleana
– 1890 – Leitor de Cartões perfurados
– 1930 – Z1 (Computador com reles)
– 1937 – Máquina Universal (Turing) • Executava algoritmos e processamento de
símbolos
• Base de toda a ciência da computação moderna
HISTÓRICO
• Década de 40
– 1943 – ENIGMA (decifrar códigos de guerra)
– 1944 – Colossus (IBM)
– 1946 – ENIAC
– 1949 – EDSAC, EDVAC, IAS, MARK1 ...
HISTÓRICO • Década de 50
– Transistor – + velocidade de processamento
– Memórias magnéticas – acesso + rápido
– 1951 – Whirtwind 1º computador (processamento real)
– 1953 – IBM 701 1º Sistema Operacional
– Processamento em Bath
HISTÓRICO
• Década de 60
– Circuito Integrado – CI
– 1964 – IBM System 360
– OS/360 – Multiprogramação, Time-sharing, On-line
– 1965 – MULTICS – múltiplos processadores
– 1969 – UNIX – Versão do MULTICS (Ken Tompson)
HISTÓRICO
• Década de 70 – Circuitos Integrados de Larga Escala – LSI
– PDP-11, VAX-VMS
– 1971 – ALTAIR – Processador 8008, Pascal e C
– 1976 – APPLE II – Steve Jobs e Steve Wozniak
– Fundação da Apple e da Microsoft
– CM/P – Sistema Operacional da Digital Research
HISTÓRICO • Década de 80
– IBM PC – Processador 8080 de 16 bits
– UNIX Berkeley = BSD
– 1982 – Sun Microsystem (RISC com SunOS e Solaris)
– Microsoft Windows, IBM OS/2, Novell Netware, Microsoft Lan Manager
HISTÓRICO • Década de 90
– Sistemas especialistas, multimídia, BD distribuídos
– IA, Redes Neurais
– Processadores + rápidos, Memórias + baratas
– Unidades de E/S menores
– UNIX (HP VX e IBM AIX), Microsoft Windows, Linux
HISTÓRICO • Momento Atual (2007 ...)
– Evolução mais rápida do hardware
– Novas interfaces
• Linguagens naturais, som, realidade virtual
– Processamento Distribuído
– Sistemas Operacionais Embarcados
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS OPERACIONAIS
• 1ª FASE (1945-1955) – ENIAC – Programação painéis - linguagem de máquina – Não existia o conceito de SO e LP
• 2ª FASE (1956-1965)
– Primeiras LP, cartões perfurados, SO processamento Bath, Input/Output
• 3ª FASE (1966-1980)
– IBM OS/360 – Multiprogramação, Sistemas de Tempo Compartilhado – Surgimento do UNIX (1969) – Primeiros Microcomputadores de 8 bits da Apple – SO CP/M
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS OPERACIONAIS
• 4ª FASE (1981-1990) – Miniaturização de equipamentos – Personal Computer (PC) 16 bits da IBM – Microsoft MS-DOS – Sistemas Multitarefas: 1-Preemptivos e 2-Cooperativos – Sistemas Operacionais de Rede (SOR)
• 5ª FASE (1990-...)
– Sistemas para arquiteturas paralelas – Sistemas de processamento distribuído – Arquitetura Cliente/Servidor – Interfaces Gráficas Amigáveis – Software Livre
TIPOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
• Evolução do hardware e de aplicações suportados pelo Sistema Operacional
– Job Processo Thread Tipos de
Sistemas Operacionais
SistemasMonoprogramáveis/
Monotarefa
Sistemascom MúltiplosProcessadores
SistemasMultiprogramáveis/
Multitarefa
MACHADO, fig.1.5, pag 15 – Tipos de sistemas operacionais
• Primeiros SOs
• Processador, memória e periféricos dedicados à execução de um único programa
• Surgimento dos primeiros computadores (1960)
• Computadores pessoais (PC - 1970)
• Simples implementação
SO MONOPROGRAMÁVEIS/MONOTAREFA
MACHADO, fig.1.6, pag 16 – Sistemas monoprogramáveis / monotarefa
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA • Evolução dos SOs mono-programáveis • Recurso computacionais compartilhados entre os usuários • Outros programas são executados durante período de
espera por aplicações
• Vantagens – Redução do tempo de resposta de aplicações – Compartilhamento de Recursos
• Multiprogramáveis
– Monousuários – computadores pessoais, estações de trabalho, interação no SO
– Multiusuários – ambiente interativo, usuários simultâneos
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA
MACHADO, fig.1.7, pag 17 – Sistemas multiprogramáveis / multitarefa
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA
• Classificam-se conforme as aplicações são gerenciadas
MACHADO, fig.1.8, pag 18 – Tipos de sistemas multiprogramáveis / multitarefa
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA
• Sistemas Bath (Lote) – 2ª Fase SO – Grupo de programas é submetido ao processamento – Diminui o tempo entre a execução dos programas – Permitindo melhor desempenho de processamento – Exemplo
• 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
TANENBAUM, fig.1.2, pag 5 – Um sistema em lote
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA
• Sistemas Time Sharing (Tempo Compartilhado) – Arquitetura complexa e de propósito geral – Interação de vários usuários com o sistema por meio de
terminais de vídeo – Computador pode ser usado por vários usuários ao mesmo
tempo – Divide o poder computacional do computador entre os
usuários – Time-Slice ou Quanta = Tempo do processador – Exemplo
• UNIX • OS2 IBM • Windows NT (200X)
SO MULTIPROGRAMÁVEIS/MULTITAREFA
• Sistemas Operacionais Real Time (Tempo Real)
– Dedicados à sistemas de controle e medição, com monitoramento contínuo de instrumentos
• Controle industrial, robóticos, realidade virtual
• Sistemas Operacionais de propósito geral
• Multimídia, realidade virtual, robótica
SISTEMAS COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES
• Duas ou mais CPUs trabalham em conjunto • Vários programas são executados ao mesmo tempo ou o
programa é dividido em tarefas
• Escalabilidade – Capacidade de ampliar o poder computacional adicionando novos processadores
• Disponibilidade – Capacidade de manter o sistema em operação em caso de falhas
• Balanceamento de Carga – Capacidade de atribuir processamento entre os diversos processadores
• Classificação – Sistemas Fortemente Acoplados – Sistemas Fracamente Acoplados
• Sistemas Fortemente Acoplados
– Vários processadores e uma única memória física e dispositivos de E/S são gerenciados por um único SO
– Multiprocessadores
– SMP – Simetric Multiprocessors
– NUMA – Nom Univorm Memory Access
SISTEMAS COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES
MACHADO, fig.1.10, pag 21 – Sistemas fortemente acoplados
• Sistemas Fracamente Acoplados
– Dois ou mais sistemas computacionais conectados através de linhas de comunicação independentes
– Gerenciam seus próprios recursos
– Multicomputadores
– SOR – Sistemas Operacionais de Rede
– SD – Sistemas Distribuídos
SISTEMAS COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES
MACHADO, fig.1.11, pag 21 – Sistemas fracamente acoplados
SISTEMAS DISTRIBUÍDOS
• Sistema formado por um conjunto de módulos, compostos pelo menos por processador-memória, interligados através de um subsistema de comunicação
• O hardware deve oferecer facilidades de comunicação entre processadores cooperando sob um controle descentralizado, possibilitando a execução de programas de aplicação
• Exemplo – UNIX
– Amoeba
SISTEMAS PARALELOS • Sistemas atuando em mais de uma CPU de modo colaborativo
• Paralelismo de hardware de sistemas multiprocessados
• Compartilham a mesma memória física, barramento, relógio
• Sistemas Distribuídos Fortemente Acoplados
• É uma classificação dos sistemas multiprocessados
• Dependendo como estão conectados e compartilhados pode ser: – Paralelo – Multicomputador – Multiprocessador
SISTEMAS OPERACIONAIS DE SERVIDORES
• Executados em servidores, estações de trabalho, computadores de grande porte
• Controlam múltiplos usuários
• Compartilham recursos e dados
• Exemplo – UNIX
– Windows 200X Server
– Linux
– IBM AIX
– Sun Solaris
SISTEMAS OPERACIONAIS DE COMPUTADORES PESSOAIS
• Surgiram na 4ª Fase dos SO em 1981 para computadores de 16 bits (IBM e MS-DOS)
• Oferece interface para único usuário
• Dispositivos: mouse, teclado, impressora, monitor
• Microprocessador – Conceito de multitarefa (time sharing) – Multitarefa – múltiplas tarefas são executadas aparentemente de
forma simultânea em uma única CPU
• Exemplo – Windows NT – Linux – Windows 9x – MacOS
SISTEMAS OPERACIONAIS EMBARCADOS
• Sistemas adaptados para dispositivos móveis
• Equipamentos como PDAs, celulares, MP3 Player, Câmeras
• Memória limitada, processador mais lento
• Exemplo – PalmOS
– Windows Mobile
Sistemas Operacionais Adaptada do material original do Prof. Marcio A. Artero
BIBLIOGRAFIA BÁSICA
DEITEL, Harvery M.; DEITEL, Paul J.; CHOFFNES, David R.. Sistemas Operacionais. 3ª ed. São Paulo: Pearson Education,2005. TANENBAUM, Andrew S. Sistemas Operacionais Modernos. 2ª ed. São Paulo: Pearson Prentice Hall, 2008.
Sistemas Operacionais
BIBLIOGRAFIA COMPLEMETAR
SILBERSCHATZ, Abraham; GALVIN, Peter Baer; GAGNE, Greg. Fundamentos de Sistemas Operacionais. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. SILBERSCHATZ, A.. Sistemas Operacionais. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. OLIVEIRA, Rômulo Silva de; CARISSIMI, Alexandre da Silva; TOSCANI, Simão Sirineo. Sistemas Operacionais. 3ª ed. Porto Alegre: Sagra Luzzatto, 2004.
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