Fundamentos de Sistemas Operacionais de Arquitetura Aberta. CST em Redes de Computadores

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1 Fundamentos de Sistemas Operacionais de Arquitetura Aberta CST em Redes de Computadores

2 Introdução

3 Computadores Computadores são compostos, basicamente, de CPU, memória e dispositivos de entrada e saída CPU - Processador: Busca instruções na memória e executa Memória: Responsável por manter os dados permanentes e temporários Dispositivos de entrada e saída: Permitem inserir dados e visualizar resultados 3

4 Sistema Operacional Um sistema operacional é um programa que permite a utilização do hardware através de uma interface simplificada para o usuário, dividido em núcleo e ferramentas Hardware Sistema Operacional Usuário 4

5 Unix & Linux Unix é um Sistema Operacional portável, multitarefa e multiusuário de código fechado e proprietário Linux é um Núcleo de Sistema Operacional com arquitetura aberta criado por Linus Torvalds, baseado nos conceitos do Unix Distribuições Linux são Sistemas Operacionais que incluem o Linux e vários outros programas acessórios afim de oferecer um ambiente favorável a seu usuário Exemplos: Ubuntu Linux,OpenSUSE, Elementary OS 5

6 Conceitos de Sistema Operacional

7 Estrutura do Sistema Operacional Os sistemas operacionais podem ter três tipos de estruturas base: Sistemas monolíticos Sistemas em camadas Sistemas clientes servidores 7

8 Sistema Monolítico Uma coleção de rotinas que podem chamar qualquer outra rotina disponível, sempre que for necessário Cada rotina possui uma interface bem definida para parâmetros e resultados Procedimento principal Procedimento de Serviços Procedimentos Utilitários 8

9 Funcionamento monolítico Os serviços principais - gerenciamento de processos, memória e do sistema de arquivos - são implementados por meio de System Calls (Chamadas de Sistema) em diversos módulos Todos os módulos executam no mesmo espaço de memória em modo núcleo, portanto bugs não tratados em um dos módulos podem derrubar o sistema todo Como vantagem existe uma forte integração interna entre os componentes que permite que o sistema seja mais eficiente Exemplos de Sistemas Monolíticos: Unix, Linux, MS-DOS 9

10 Sistema em camadas Organização hierárquica de camadas sobrepostas, cada camada oferece funções para módulos das camadas inferiores Exemplo de sistema em camadas: THE desenvolvido em 1968 Camada Função 5 Operador 4 Programas do usuário 3 Gerenciamento de entrada/saída 2 Comunicação operador-processo 1 Gerenciamento de memória 0 Alocação do processador 10

11 Sistemas cliente-servidor Utilizando uma arquitetura de envio de requisição e recebimento de respostas, num formato de cliente e servidor com as mensagens sendo transmitidas por um micronúcleo Os processos de usuários (cliente) requisitam um serviço a um processo servidor, que executa o trabalho e retorna a resposta Processo Cliente Processo Cliente Servidor de processos Servidor de arquivos Servidor de memória Modo usuário micronúcleo Modo núcleo Clientes enviam mensagens aos servidores e recebem respostas 11

12 Funcionamento cliente-servidor Micronúcleo responsável por tratar a comunicação entre clientes e servidores Vários serviços específicos para cada necessidade: Servidor de arquivos Servidor de processos Servidor de memória Se algum desses serviços tiver algum problema, o núcleo não é afetado, podendo reiniciar o serviço sem parar o sistema Pode ter serviços rodando em sistemas remotos, permitindo distribuir a carga de processamento 12

13 Cliente-servidor versus monolítico A estrutura cliente-servidor é mais elaborada Existe uma dificuldade ao tratar todas as mensagens de requisição e de resposta em tempo real e todas as complexidades de envio, processo e retorno de informação com eficiência de uso do hardware A implementação de um sistema monolítico é mais simples e direta, sendo a escolha mais comum pelos Sistemas Operacionais comercialmente ativos 13

14 Máquinas Virtuais

15 Conceito de máquinas virtuais Um programa que executa uma cópia isolada e protegida de um sistema físico Ao invés de serem necessárias várias máquinas reais para executar vários sistemas, pode-se utilizar uma máquina real executando vários sistemas através da virtualização do hardware Um exemplo de máquina virtual de código aberto é Oracle VM VirtualBox, disponível em 15

16 Conceitos de máquinas virtuais Camada de Software Aplicações Linux Aplicações Windows Aplicações Android Aplicações Maquina Virtual Aplicações Sistema Operacional Processador Memória Disco Camada de Hardware 16

17 VirtualBox Sistema aberto multiplataforma, funciona em Windows, Mac, Linux e Solaris Extende as funcionalidades da máquina permitindo executar programas de outros Sistemas Operacionais Interface simplificada para criação e manutenção de máquinas virtuais 17

18 VirtualBox 18

19 S.O. de Arquitetura Aberta

20 Ubuntu Linux Server Versão da distribuição Linux Ubuntu que já inclui vários serviços de rede, mas não possui interface gráfica precisando ser utilizada através da linha de comando Suporte comercial através da Canonical e seus parceiros Suporte da comunidade através da internet em vários fóruns específicos Disponível para download em 20

21 Instalando Ubuntu

22 Criando uma máquina virtual com Ubuntu 22

23 Memória Virtual 23

24 Disco 24

25 Disco 25

26 Disco 26

27 Máquina Virtual 27

28 Escolhendo Ubuntu Server 28

29 Escolhendo Ubuntu Server 29

30 Iniciando Ubuntu Server 30

31 Teclado 31

32 Teclado 32

33 Teclado 33

34 Nome da máquina 34

35 Timezone 35

36 Particionamento de disco 36

37 Particionamento de disco 37

38 Particionamento de disco 38

39 Particionamento de disco 39

40 Instalando 40

41 Usuário principal 41

42 Senha 42

43 Proxy de internet 43

44 Atualizações de segurança 44

45 Software adicional 45

46 Instalando software adicional 46

47 Gerenciador de boot 47

48 Reiniciar máquina virtual 48

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