Curso Técnico de Informática de Sistemas

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1 Curso Técnico de Informática de Sistemas Módulo: 772 Sistemas Operativos Formador: Henrique Fidalgo Objectivos da UFCD: Instalar e configurar sistemas operativos. Instalar e configurar utilitários sobre sistemas operativos. 1

2 O que é um sistema operativo? Um sistema operativo (Operating System - OS) é um programa ou um conjunto de programas cuja função é gerir os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do processador, gerir a memória, criar um sistema de ficheiros, etc.), além de fornecer um interface entre o computador e o utilizador. O que é um sistema operativo? É o primeiro programa que a máquina executa no momento em que é ligada (num processo chamado de bootstrapping) e, a partir de então, não deixa de funcionar até que o computador seja desligado. O sistema operativo alterna sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando, controlando e orquestrando todo o processamento de informação. 2

3 3

4 O que é um sistema operativo? O S.O. trabalha estritamente com o hardware do computador e com os programas aplicativos. A parte do S.O. que faz a interligação com o hardware chama-se kernel. O software aplicativo é desenvolvido para funcionar num S.O. específico. O que é um sistema operativo? Analisa a seguinte situação: O trânsito num cruzamento do centro de uma grande cidade pode ser comparado ao que se passa no interior de um computador. Os electrões vibram a uma grande velocidade, deslocando-se de um lado para o outro, o equivalente electrónico dos carros. Os programas e periféricos impacientes tocam buzinas electrónicas, tentando atrair a atenção do guarda para os poder atender. 4

5 O que é um sistema operativo? Resumindo Um sistema operativo é o principal software de um computador. Sem ele o computador não funciona. Cria uma interligação entre o hardware do computador e o utilizador. Permite também que outro software funcione interagindo com o hardware instalado, para que possa executar funções, programar e abrir programas. Nos anos 50 os computadores não tinham sistema operativo. Os sistemas operativos gerem um conjunto de funções básicas que têm evoluído ao longo dos tempos: Gestão de programas; Controlo de recursos de hardware: Gestão do microprocessador; Gestão da memória; Gestão dos periféricos de entrada e saída. Meios de interacção do computador com o utilizador (Interface); Segurança. 5

6 A evolução dos Sistemas Operativos Gestão dos programas A função mais importante de um sistema operativo, e que afecta directamente a sua fiabilidade, é o método como este gere a execução dos programas. Um S.O. pode ser classificado em dois tipos diferentes: Monotarefa; Multitarefa. Gestão dos programas Monotarefa No caso dos sistemas operativos classificados por monotarefa estes executam apenas uma tarefa de cada vez. Exemplo: Se estamos a utilizar um editor de texto e temos necessidade de ir buscar informação a uma folha de cálculo, é necessário, primeiro sair do editor de texto, e só depois abrir a folha de cálculo. O mesmo tem de ser feito para voltar ao editor de texto. 6

7 Gestão dos programas Multitarefa Um sistema operativo multitarefa permite que um utilizador trabalhe com dois ou mais programas em simultâneo. Na prática o microprocessador não executa os diversos programas de uma só vez, mas reserva uma fracção de tempo para cada um dos programas. Existem diferentes técnicas de gestão da multitarefa: Multitarefa cooperativa; Multitarefa preempetiva; Multitarefa multithreading. Gestão dos programas Multitarefa cooperativa Neste caso de multitarefa, os utilizadores podem executar dois ou mais programas, mas o programa que se encontra em primeiro plano ganha o controlo sobre o microprocessador e mantém esse controlo até que a tarefa termine. Só depois o microprocessador é libertado para se ocupar com os restantes programas. 7

8 Gestão dos programas Multitarefa preempetiva É melhor que a anterior pois, permite que o sistema operativo recupere o controlo caso um aplicativo interrompa a sua execução. O utilizador perde todos os trabalhos que não tinham sido guardados no programa que falhou, mas a falha neste aplicativo não vai influenciar o funcionamento do restante sistema. Gestão dos programas Multitarefa multithreading Permite que o computador execute mais do que uma tarefa de um único programa. Os programas são divididos em tarefas distintas, denominadas por threads. Com este tipo de multitarefa o utilizador pode estar a executar uma tarefa de um programa aplicativo e em simultâneo podem estar a ser executadas outras tarefas desse programa. 8

9 Controlo dos recursos de hardware Gestão do microprocessador No caso da multitarefa preempetiva e multithreading, o sistema operativo tem que gerir quanto tempo cada tarefa vai ocupar o microprocessador. Por exemplo, quando mandamos imprimir um documento e de imediato continuamos a escrever, o sistema operativo atribui uma fracção de tempo a cada tarefa. Este tipo de processamento, de partilha do tempo é conhecido por pseudoparalelismo. Controlo dos recursos de hardware Gestão do microprocessador 9

10 Controlo dos recursos de hardware Gestão de memória O sistema operativo atribui a cada programa que se encontra em execução uma fatia de memória. Os sistemas operativos mais evoluídos implementam a memória virtual, que é um método de utilizar o disco rígido do computador como uma extensão da memória RAM. Na memória virtual, as instruções e os dados do programa são divididos em unidades de tamanho fixo, designadas por páginas. Se a memória RAM estiver cheia, o sistema operativo armazena as páginas num ficheiro do disco rígido (swap file). Controlo dos recursos de hardware Gestão dos periféricos de entrada e saída Os periféricos que são ligados ao computador têm de ser geridos pelo sistema operativo. Cada periférico gera interrupções, que são sinais enviados para o microprocessador. Exemplo: Se o utilizador pressionar uma tecla ou se mover o rato, geram-se interrupções e o sistema operativo vai dar ordem para executar o programa respectivo a cada pedido de interrupção. 10

11 Controlo dos recursos de hardware Gestão dos periféricos de entrada e saída Dado que cada dispositivo, de um modelo de uma determinada marca tem as suas próprias características, o sistema operativo necessita do drive desse periférico. Os drivers dos periféricos são programas que contêm informações específicas destes e que são responsáveis pela interligação do periférico com o sistema operativo. Interface Do ponto de vista do utilizador de um computador, o que influencia a facilidade de utilização é a qualidade da interface do sistema operativo e o conhecimento que o utilizador tem dela. A parte do sistema operativo que faz a interface com o utilizador é designada por shell. Há três tipos de interface: Interface de linha de comandos; Interface baseada em menus; Interface gráfica. 11

12 Interface Interface de linha de comandos Este tipo de interface exige que o utilizador saiba os comandos e as respectivas regras de sintaxe. O utilizador tem de digitar esses comandos num determinado local, conhecido por linha de comandos. 12

13 Interface Interface baseada em menus As interfaces baseadas em menus evitam que o utilizador tenha necessidade de memorizar os comandos e a sintaxe de escrita. Os menus baseados em texto no ecrã mostram todas as opções existentes num determinado ponto. Os comandos podem ser seleccionados com o auxílio das teclas de seta e de seguida pressionando Enter, ou com o rato. 13

14 Interface Interface gráfica É a interface mais intuitiva e mais fácil de utilizar. Na interface gráfica (Graphical User Interface GUI) os recursos do computador são representados por ícones. Os programas são executados em janelas dimensionáveis facilitando a mudança entre programas. Os sistemas operativos com interface gráfica exigem hardware mais evoluído e consequentemente mais caro, pois é necessário um maior processamento. 14

15 Tipos de Sistemas Operativos SO s para Mainframes Capacidade para lidar com muitas transações de dados Acesso remoto de milhares de utilizadores Desempenho de múltiplas operações de I/O Utilizados em companhias aéreas, bancos, seguradoras, etc. Exemplos: { IBM OS/390 (um descendente do OS/360) Tipos de Sistemas Operativos SO s para Servidores Oferecem um conjunto de serviços numa rede de computadores local (LAN Local Area Network) Partilha de ficheiros e periféricos (e.g. impressoras) Acesso a internet Exemplos: Unix, Windows NT/2000, Linux 15

16 Tipos de Sistemas Operativos SO s para Computadores Pessoais Oferecem um conjunto de serviços a um único utilizador e (em geral) uma interface gráfica amigável. Exemplos: Windows 95/98/ME/2000/XP, Linux, MAC-OS SO Desktop e SO Servidor 16

17 Tipos de Sistemas Operativos SO s para Multiprocessadores Capacidade de permitirem a ligação entre diversos CPUs de um sistema Exemplos: Unix, Windows NT/2000, Linux Tipos de Sistemas Operativos SO s em Tempo real Utilizados para controlo de processos nos quais o tempo e o factor mais importante. Exemplos: VxWorks, QNX 17

18 Tipos de Sistemas Operativos SO s Implantados (Embedded SOs) Controlo de pequenos dispositivos (PDAs, telemóveis). Controlo de electrodomésticos (e.g., televisão). Exemplos: PalmOS, Windows CE Classificação de SO s Multi-utilizador O tempo de processamento do CPU de um computador pode ser partilhado por mais do que um utilizador de forma interactiva. Exemplos: Unix, Linux. 18

19 Classificação de SO s Mono-utilizador O CPU so pode estar dedicado de forma interactiva a um conjunto de processos do mesmo utilizador Exemplos: MS-DOS, todos os Windows. Classificação de SO s Multi-programação Capacidade de correr vários programas simultaneamente (em concorrência) Exemplos:Unix, Linux, todos os Windows. 19

20 Classificação de SO s Mono-programação / Processamento por lotes Cada programa monopoliza o processador até terminar Exemplos: Spectrum, DOS (a parte dos programas residentes) Classificação de SO s Dedicado Sistema Operativo projectado para aplicações específicas Exemplos: Controlo de uma linha de montagem SO s em tempo real; Gestão de transacções numa companhia aérea - SOs para Mainframes Interface para um telemóvel - SO embedded 20

21 Classificação de SO s Uso geral Projectados para uma fácil utilização Permitem a execução de uma grande variedade de programas Reconhecem uma grande diversidade de periféricos Sistemas Actualmente existentes Windows XP Windows 7 Windows Vista MAC OS Linux Windows

22 Análise da utilização do mercado de SO s 2010 Win7 Vista Win2003 WinXP W2000 Linux Mac October 26.8% 9.9% 1.1% 48.9% 0.3% 4.7% 7.6% September 24.3% 10.0% 1.1% 51.7% 0.3% 4.6% 7.2% August 22.3% 10.5% 1.3% 53.1% 0.4% 4.9% 6.7% July 20.6% 10.9% 1.3% 54.6% 0.4% 4.8% 6.5% June 19.8% 11.7% 1.3% 54.6% 0.4% 4.8% 6.8% May 18.9% 12.4% 1.3% 55.3% 0.4% 4.5% 6.7% April 16.7% 13.2% 1.3% 56.1% 0.5% 4.5% 7.1% March 14.7% 13.7% 1.4% 57.8% 0.5% 4.5% 6.9% February 13.0% 14.4% 1.4% 58.4% 0.6% 4.6% 7.1% January 11.3% 15.4% 1.4% 59.4% 0.6% 4.6% 6.8% 60,00% Utilização de Sistemas Operativos ,00% 40,00% 30,00% 20,00% Win7 Vista Win2003 WinXP W2000 Linux Mac 10,00% 0,00% 22

23 Utilização SO's - Outubro de 2010 W2000 0% Linux 5% Mac 8% Win7 27% Vista 10% WinXP 49% Win2003 1% 23

24 Tarefa Os sistemas operativos necessitam de requisitos mínimos para funcionar. Identifique quais os requisitos mínimos para o funcionamento dos seguintes sistemas operativos: Windows 7 Windows Vista Windows XP Linux Caixa Mágica Linux Ubuntu

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