Roteiro Introduo Histrico dos Sistemas Operacionais Kernel
Processos e Seu Ciclo de Vida Entrada e Sada Gerncia de Memria
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Introduo O que se espera de um sistema computacional? Execuo de
programas de usurio Permitir a soluo de problemas O sistema
operacional um programa colocado entre os programas de usurio e o
hardware do computador de forma a atingir esses objetivos Orientao
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Componentes de um sistema computacional Hardware CPU, Memria,
Recursos de entrada e sada. Sistema Operacional Controla o uso do
hardware Programas aplicativos e de sistema Definem como os
recursos de hardware so empregados na soluo de um problema Usurios
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Componentes de um sistema computacional Orientao a Objetos
Vilmar Santos
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Sistema Operacional Conceitos: programa que controla a execuo
de programas aplicativos Interface entre aplicativos e hardware
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Sistemas Operacionais Objetivos: Tornar mais CONVENIENTE o uso
de um computador Tornar mais EFICIENTE a utilizao de um computador
Criar novos aplicativos com independncia do hardware Orientao a
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Sistemas Operacionais Intefarces entre usurios e computador
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Histrico Primrdios Sistema Operacional Inexistente Usurio o
programador e operador da mquina Evoluo foi motivada por: Melhor
utilizao de recursos Avanos Tecnolgicos Orientao a Objetos Vilmar
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Histrico Sistemas em lote Batch Introduo de operadores
profissionais Job Programa a ser compilado e executado Jobs so
realizados em lote Passagem entre Jobs continua sendo manual
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Histrico Monitor residente Evoluo Sequenciamento automtico de
Jobs Sistema operacional rudimentar Execuo de um programa por vez
Perda de tempo de E/S Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Histrico Multiprogramao Manter mais de um programa em execuo
simultaneamente. Inovaes de hardware: Interrupes Sinalizao de
eventos Discos magnticos Acesso aleatrio a diferentes Jobs no disco
Melhor desempenho em acessos de leitura e escrita Orientao a
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Histrico Sistemas Monousurio Projetados para suportar um usurio
Ex.: MS-DOS, Windows 3.x,... Sistemas Multiusurio Projetados para
suportar vrios usurios Ex.: Unix, Windows NT (2000),... Orientao a
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Histrico Sistema Monotarefa Capazes de executar apenas uma
tarefa por vez Ex.: MS-DOS Sistema Multitarefa Capazes de executar
vrias tarefas simultaneamente Windows, Linux,... Orientao a Objetos
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Histrico Sistemas Distribudos Distribuir a execuo das tarefas
por vrios computadores Deve ser feito e forma transparente para o
usurio do sistema Sistemas Paralelos Distribuir as tarefas por
vrios processadores Compartilham recursos de um mesmo computador -
Memria Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Histrico Sistemas de Tempo Real Empregado para sistemas que
devem responder dentro de um determinado intervalo de tempo Dois
tipos: Hard real time Tarefas crticas so completadas dentro de um
intervalo de tempo. Soft real time Tarefas crticas possuem mais
prioridades que outras. Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Kernel Ncleo do Sistema operacional Responsvel por realizar as
chamadas de sistema O Kernel composto por mdulos, que so carregados
a medida que os programas utilitrios precisam. Ex.: Mdulo grfico,
Rede, Teclado,... Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Processos O que um programa? O que um processo? Orientao a
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Processos Um programa pode ter vrias instncias em execuo Mesmo
cdigo, porm dados e momentos de execuo diferentes. Orientao a
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Ciclo de vida de um processo Executando Apto Bloqueado Criao
Destruio Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Ciclo de vida Criao Momento inicial pr-execuo Programa
carregado na memria Apto Aps a criao do processo ele se torna apto
a entrar em execuo Execuo Programa entra em execuo, ocupando o
processador Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Ciclo de vida Bloqueado Processo a espera de uma chamada de
entrada/sada CPU mais rpido que chamadas de entrada/sada Destruio O
processo trmina sua execuo Sada por Erro Orientao a Objetos Vilmar
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Entrada e Sada O que um perifrico? Dispositivo conectado ao
computador possibilitando sua comunicao com o mundo externo.
Conectados atravs de uma INTERFACE de hardware Interfaces se
conectam com o computador atravs do Barramento Processador dedicado
controladores (Device Drivers) Orientao a Objetos Vilmar
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Entrada e Sada Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Entrada e Sada Tipos de interface de comunicao Interface Serial
Apenas uma linha de transferncia de dados bit a bit Interface
Paralela Mais de uma linha para transferncia de dados Ex.: n*8bits
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Entrada e Sada O que so controladores (Device Drivers)?
Conjunto de estruturas de dados que controlam um ou mais
dispositivos interagindo com o Kernel via uma interface bem
definida. Como controladores e sistema operacional conversam?
Recebem ordens do processador Fornecem os estados das operaes de
entrada e sada Leitura e Escrita dos dados para o perifrico
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Entrada e Sada Programada Toda iterao entre processador e
controlador responsabilidade do programador Desvantagem Desperdcio
de tempo do processador para verificar continuamente o estado de
uma operao de entrada e sada Orientada a Interrupo Quando a operao
de entrada e sada trmina o processador avisado No h desperdcio de
processamento Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Entrada e Sada Gerenciamento de entrada e sada: Problema:
Entrada e sada extremamente lenta se comparada com a velocidade de
processamento Objetivo: Tornar o processo mais eficiente Orientao a
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Memria Qualquer SO possui gerncia de memria Monotarefa Gerncia
Simples Multitarefa Complexa Sistemas de memria Memria Principal
Acessada pela CPU Memria Secundria Discos Programas armazenados em
discos Executar trazer da memria secundria para principal Orientao
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Memria Memria Lgica Acessada pelo processo Endereos lgicos
Memria Fsica Circuitos integrados Posio real na memria Orientao a
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Memria Endereo Lgico X Endereo Fsico Lgico: Gerados pela CPU
Fsico: Endereos na memria RAM Programas enxergam apenas endereos
lgicos Endereos lgicos so transformados para endereo fsico durante
a execuo do processo Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Memria MMU Memory Management Unit Hardware que faz o mapeamento
entre endereo lgico e endereo fsico. Orientao a Objetos Vilmar
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Memria MMU Exemplos: Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Memria Um programa deve ser transformado em processo para ser
executado Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Memria Mecanismos para alocao de memria Orientao a Objetos
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Memria Alocao Contgua Simples Sistemas mais simples Memria
Pricipal dividida Sistema Operacional Processo do usurio Usurio tem
controle total da memria Problema de violao de acesso Ex.: DOS
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Memria Alocao Contgua Particionada Existncia de multiplas
parties Diviso da memria em blocos Cada Partio => Um processo
Parties Fixas Variveis Orientao a Objetos Vilmar Santos
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Memria Alocao Contgua Particionada O SO responsvel pelo
controle das parties Parties alocadas Parties Livres Tamanho das
Parties Orientao a Objetos Vilmar Santos