Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 02. Cursos de Computação

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1 Cursos de Computação Sistemas Operacionais Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 02 Referência: MACHADO, F.B. ; MAIA, L.P. Arquitetura de Sistemas Operacionais. 4.ed. LTC, 2007.

2 Tipos e características das memórias ROM (Read Only Memory): Programável: não pode ser modificada; Rápida e barata Não volátil; Flash RAM, PROM (Programmable ROM), EPROM (Erasable PROM), EEPROM (Electrically EPROM) Não voláteis; Podem ser apagadas e reescritas;

3 Tipos e características das memórias CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) Volátil; Utilizada para gravar hora/data correntes Possui uma bateria; Também grava parâmetros de configuração do sistema, como por exemplo qual é o disco de boot.

4 ROM, EEPROM, CMOS ROM (Read Memory Only) memória apenas para leitura. Usada para guardar dados que não precisarão ser alterados (BIOS). Exemplos de memória ROM: EPROM; EEPROM (Electric Enhanced Programable Read-Only Memory) É um tipo de memória não volátil, que pode ser "desgravada" com uma carga elétrica, podendo ser posteriormente reprogramada. CMOS (Complementary Metal Oxide Semicondutor) é uma pequena área de memória volátil, alimentada por uma bateria, que é usada para gravar as configurações do Setup da placa-mãe. Referências:

5 Dispositivos de E/S Memória secundária Discos Fitas magnéticas Interface usuário-máquina Teclados Monitores Impressoras Plotters Touchpad Touchstrip (identificador de digital)

6 Dispositivos de E/S Controladoras chipset (conjunto de chips) conectado à placa mãe que controla os dispositivos físicos aceitando comandos do SO; Controle é feito por meio de uma interface: driver Sistema Operacional manipula os controladores (parte eletrônica dos dispositivos) Comandos especiais são carregados nos registradores das controladoras; Sinais elétricos acionam os dispositivos; DMA Acesso Direto a Memória: permite troca de dados entre memória e dispositivos físicos sem a intervenção do processador

7 BIOS (Basic Input Output System) Contém configurações de software de E/S de baixo nível (Flash Ram). Ao ligar o PC e executada a seguinte sequência: Checa memória RAM; Checa teclado, monitor, mouse; Checa barramentos para detectar outros dispositivos conectados; Checa disco de boot na CMOS lista de boot; Lê o primeiro setor de boot na memória e o executa. Esse setor normalmente contém um programa que examina a tabela de partições para saber qual partição está ativa; Checa informações de configuração; Checa os drivers disponíveis; SO é iniciado e carrega drivers no kernel.

8 Barramento UCP x memória x E/S UCP Memória Principal Barramento processador-memória Adaptador Adaptador Barramento de E/ S Barramento de E/ S

9 Tipos de barramento ISA (Industry Standard Architecture) Velocidade de 8,33MHz Taxa de Transferência de 2bytes (16 bits) por ciclo 16,67Mb/seg PCI (Peripheral Component Interconnect) Sucessor do ISA; Intel Velocidade de 66MHz Taxa de Transferência de 8bytes (64 bits) por ciclo 528Mb/seg AGP disponível para vídeo e outros: SCSI, IDE, USB, etc.

10 Barramento ISA O barramento ISA (Industry Standard Architecture) foi originado no IBM PC. Possui as seguintes características: Transferência em grupos de 8 ou 16 bits; Clock de 8 MHz; Placas de expansão ISA de 16 bits (placas de som) devem ser conectadas em slots ISA de 16 bits, mas as placas de expansão ISA de 8 bits (placas fax/modem), podem ser conectadas, tanto em slots de 8 como o de 16 bits. Referências:

11 Barramento PCI Ao desenvolver o microprocessador Pentium, a Intel criou também um novo barramento. Trata-se do barramento PCI (Peripheral Component Interconect). Possui as seguintes características: Opera com 32 ou 64 bits; Apresenta taxas de transferências de até 132 MB/s, com 32 bits; Possui suporte para o padrão PnP (Plug and Play). Exemplos de periféricos: placa de vídeo, modem, placa de rede, etc Referências:

12 Barramento PCI Express PCI-X é uma evolução do PCI de 64 bits, mantém a compatibilidade com as placas PCI atuais. Possui as seguintes características: Clock de 100 e 133 MHz; Apresenta taxas de transferências de até 1064 MB/s (133 MHz). PCI-X 2.0 engloba dois novos padrões do PCI-X. Possui as seguintes características: Opera com clock de 266 MHz e 512 MHz; Taxas de transferências de 2128 MB/s e 4256 MB/s, respectivamente. Referências:

13 Barramento AGP - (Accelerated Graphics Port). Com o objetivo de aumentar a taxa de transferência entre a placa de vídeo e a CPU foi desenvolvido o barramento AGP pela Intel. O padrão AGP inicial não chegou a ser muito usado. Em seguida, surgiu o AGP 4X e o 8X, com taxas de 4 a 8 transferências por ciclo, atingindo taxas de transferência teóricas de 1066 e 2133 MB/s. Outra vantagem do AGP é que o barramento é reservado unicamente à placa de vídeo, enquanto os 133 MB/s do barramento PCI são compartilhados por todas as placas PCI instaladas. Referências:

14 Pipelining P1 P2 P3 P4 Unidade de busca da instrução Analisador da instrução Unidade de busca dos dados Unidade de execução da instrução P1 Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6 Instr.7 P2 Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 Instr.6 P3 Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 Instr.5 P4 Instr.1 Instr.2 Instr.3 Instr.4 tempo

15 Arquiteturas RISC e CISC Máquina de níveis RISC (Reduced Instruction Set Computer) poucas instruções de máquina que são executadas diretamente pelo hardware CISC (Complex Instruction Set Computers) possuem instruções complexas que são executadas por microprogramas. Para cada instrução existe um microprograma associado. Arquitetura RISC Aplicativos Utiltários Sistema Operacional Linguagem de Máquina Microprogramação Circuitos Eletrônicos

16 Processador RISC O padrão RISC (Reduced Instruction Set Computer, ou "computador com um conjunto reduzido de instruções"). São capazes de executar apenas algumas poucas instruções simples. Referências:

17 Processador CISC Um processador CISC (Complex Instruction Set Computer, ou "computador com um conjunto complexo de instruções"), é capaz de executar várias centenas de instruções complexas diferentes, sendo extremamente versátil. Referências:

18 Software Nos primeiros computadores, o ato de programar envolvia possuir conhecimento da arquitetura da máquina e programar através de painéis de fios. Os programas eram carregados diretamente para a memória principal para execução. Com o surgimento das linguagens de programação, boa parte da complexidade de acesso ao hardware é encapsulada. Porém, os programas-fonte escritos nestas linguagens não estão prontos para serem executados. Para isto eles devem ser traduzidos.

19 Tradutor: montador e compilador programa fonte Tradutor programa objeto Compilador

20 Interpretador Não gera módulo-objeto Traduz cada comando e executa Desvantagem: tempo na tradução Vantagem: dados dinâmicos Exemplos: Basic e Perl Sistemas de Gestão Integrada (ERP) com linguagem própria. Exemplo: Protheus da Microsiga (Totvs)

21 Linker ou linkeditor Linker junta os módulos objetos e bibliotecas em um programa executável, resolvendo todas as referências simbólicas existentes entre os módulos.

22 Loader Carregar na memória principal um programa para ser executado Loader absoluto posição fixa em memória Loader relocável o programa pode ser carragado em qualquer posição da memória.

23 Depurador Permite acompanhar a execução de um programa e detectar erros Visualização e alteração de variáveis Breakpoints Watchpoints

24 Interpretador de comandos Interpretador de comandos ou shell permite ao usuário interagir com o sistema Linguagem de controle são os comandos disponíveis pelo interpretador Pode-se elaborar scripts de comandos

25 Ativação / Desativação do SO Sistema Operacional boot Área do Sistema Operacional Disco Memória Principal

26 Cursos de Computação Sistemas Operacionais Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 02 Obrigado e bons estudos!

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