Sistemas Operacionais

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1 Sistemas Operacionais Aula 3 Software Prof.: Edilberto M. Silva SO - Prof. Edilberto Silva

2 Barramento Sistemas Operacionais Interliga os dispositivos de E/S (I/O), memória principal e UCP. É também chamado de via de comunicação, onde trafegam dados, endereços e/ou sinais de controle. De acordo com a transmissão, podem ser unidirecionais (um só sentido) ou bidirecionais (em dois sentidos). Barramento de Dados: transmite informações entre as unidades funcionais (MBR). Barramento de Endereços: especifica o endereço da célula a ser acessada (MAR). Barramento de Controle: sinais relativos a leitura/gravação. SO - Prof. Edilberto Silva 2

3 Barramento Sistemas Operacionais Alguns exemplos de barramentos. VESA PCI PCMCIA USB IRDA Bluetooth SO - Prof. Edilberto Silva 3

4 Boot Inicialização do Sistema Ao ligar o computador é necessário que o SO seja transferido da memória secundária para a principal. É realizado geralmente por um programa localizado numa posição específica do disco, geralmente o primeiro bloco (setor 0 do disco, boot block, Master Boot Record) com um programa chamado bootstrap. SO - Prof. Edilberto Silva 4

5 Quais são as etapas anteriores à carga do sistema operacional em um microcomputador? Quando o microcomputador é ligado, realiza o POST (Power On Self Test) que consiste em um conjunto de testes para determinar se o hardware está funcionando corretamente (verificação da RAM, vídeo e outros dispositivos; localizaçãoda unidade de disco de inicialização; etc.). Estes testes são realizados a partir do BIOS (Basic Input Output System), podendo variar conforme cada fabricante. SO - Prof. Edilberto Silva 5

6 Quais são as etapas anteriores à carga do sistema operacional em um microcomputador? Se o BIOS for compatível com a tecnologia Plug and Play, algumas rotinas adicionais serão realizadas para reconhecimento dos dispositivos. Após a inicialização dos dispositivos, o computador localiza e lê o setor de inicialização, contendo o arquivo carregador, que será carregado para a memória principal e passará a controlar a carga do sistema operacional (boot). SO - Prof. Edilberto Silva 6

7 Pipelining Sistemas Operacionais processamento pipeline pode ser associado à uma linha de montagem, onde uma tarefa é dividida em uma seqüência de subtarefas, executadas em diferentes estágios, dentro da linha de produção. A UCP executa a instrução em uma série de pequenos passos. SO - Prof. Edilberto Silva 7

8 Processamento Pipelining SO - Prof. Edilberto Silva 8

9 Arquitetura CISC x RISC um processador com arquitetura CISC (Complex Instruction Set Computer) se caracteriza por possuir instruções complexas que são interpretadas pelo nível de microprogramação, onde são convertidas em microinstruções. O número de registradores é pequeno e qualquer instrução pode referenciar a memória principal. Exemplos de processadores dessa arquitetura: VAX (DEC), 80x86 e o Pentium (INTEL), 68xxx (Motorola), além da série 360 e todos os mainframes IBM. SO - Prof. Edilberto Silva 9

10 Arquitetura CISC x RISC Já um processador de arquitetura RISC (Reduced Instruction Set Computer) se caracteriza por possuir poucas instruções de máquina, em geral bastante simples, que são executadas diretamente pelo hardware, sem a necessidade da camada de interpretação. Na sua maioria, estas instruções não acessam a memória principal, trabalhando principalmente com registradores que, neste tipo de processador, se apresentam em grande número. Estas características, além se ajudarem as instruções serem executadas em alta velocidade, facilitam a implementação de pipeline. Exemplos de processadores dessa arquitetura: Sparc (SUN), RS (IBM), Alpha AXP (DEC) SO - Prof. Edilberto Silva 10

11 Software Sistemas Operacionais Trata da camada lógica dos sistemas computacionais. Torna o hardware útil SO - Prof. Edilberto Silva 11

12 Elementos de Software Tradutor Programas escritos em linguagem de alto nível Menor preocupação com aspectos de hardware (endereços de memória para carga e variáveis). Não executado diretamente, precisam ser traduzidos para um módulo chamado objeto (linguagem de máquina, mas ainda não executável na maioria dos casos, pois podem necessitar de rotinas externas). SO - Prof. Edilberto Silva 12

13 Elementos de Software Tradutor Toda representação simbólica é traduzida para a linguagem de máquina. Montador: linguagem de montagem (mnemônicos) associada à linguagem de máquina do processador. Ligada diretamente ao processador, diferente, portanto, para cada fabricante. (linguagem assembly). Compilador: linguagem de alto nível, independente de implementação (portável). SO - Prof. Edilberto Silva 13

14 Elementos de Software Interpretador Traduz mas não gera código objeto. Traduz e executa a instrução logo a seguir. Tempo de execução elevado na tradução das instruções, já que não gera código executável. Exemplos: Basic e dbase. SO - Prof. Edilberto Silva 14

15 Elementos de Software Linker Gera, a partir de um ou mais códigos objetos, um único código executável. Resolve referências externas utilizando-se de bibliotecas (módulos objetos ou definições de símbolos). Determina a região da memória onde o programa será carregado para ser executado (relocação). Código absoluto: os endereços são resolvidos em tempo de linkedição (inviável em ambientes multiprogamáveis). Código relocável: os endereços serão resolvidos no momento da carga. SO - Prof. Edilberto Silva 15

16 SO - Prof. Edilberto Silva 16

17 Elementos de Software Loader Ou carregador, coloca fisicamente o programa na memória. O procedimento varia de acordo com o código gerado pelo linker. Se absoluto: deve ser conhecido o endereço de memória inicial e o tamanho do módulo. Se relocável: pode ser carregado em qualquer lugar da memória. A execução é iniciada logo após a carga. SO - Prof. Edilberto Silva 17

18 Elementos de Software Depurador Utilizado para encontrar erros de lógica. Permite ao usuário: Acompanhar a execução do programa instrução à instrução. Verificar e alterar valores de variáveis. Criar pontos de parada (breakpoints). Determinar o envio de mensagens quando da alteração de uma variável (watchpoints). SO - Prof. Edilberto Silva 18

19 Elementos de Software Linguagem de Controle Forma mais direta de se comunicar com o SO. Comandos interpretados pelo shell (interpretador de comandos). Seqüência de comandos em um arquivo (tipo batch). SO - Prof. Edilberto Silva 19

20 Elementos de Software Linguagem de Máquina Linguagem que o computador realmente consegue entender. Codificada em formato binário. Programas longos com maiores chances de erros. Conjunto de instruções é específico de cada processador. SO - Prof. Edilberto Silva 20

21 Elementos de Software Microprogramação Para cada instrução em linguagem de máquina, existe um microprograma associado. Normalmente existem 25 microinstruções básicas interpretadas pelos circuitos eletrônicos. Computadores microprogramáveis permitem a criação de novas instruções de máquina com novos microprogramas. Em PC os microprogramas estão gravados em ROM. SO - Prof. Edilberto Silva 21

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