Sistemas Operacionais

Transcrição

1 Sistemas Operacionais 01 Introdução e Conceitos

2 Definição: É um software que atua como intermediário entre o usuário e o hardware do computador e, serve também como intermediário entre os softwares aplicativos e o hardware. Objetivo: Tornar o uso do sistema de computação conveniente. Uma meta secundária é usar o hardware do computador de forma eficiente.

3 Exemplos de S.O s:

4 Sistema Operacional - Funções Facilidade de acesso aos recursos do sistema: A utilização dos diversos dispositivos ( impressoras, scanners, mouse, etc...) é abstraída dos usuários. programadores e analistas usuários Usuários programas, sistemas e aplicativos Sistema Operacional Compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida - Execução de diversas tarefas ao mesmo tempo memória UCP impressoras Hardware discos fitas monitores

5 Sistema Operacional Máquina de Camadas (Abstração de recursos) Cada hardware tem sua particularidade Cabe ao sistema operacional gerenciar as particularidades do hardware - Um processador de texto não deve deter o conhecimento de como gravar um arquivo (disquetes, pen drive, hd s).

6 Sistema Operacional

7 Sistema Operacional -responsabilidades Gerencia de Processos Chamamos de programas em execução de processos; Escalonamento de processos; O S.O. dar suporte aos processos da seguinte forma: - Criando e destruindo processos; - Alterando a prioridade; - Comunicação entre processos; - Sincronização entre processos;

8 Sistema Operacional -responsabilidades Gerencia de Memória Evitar desperdício de memória; O S.O. atende as solicitações de alocação e liberação de memória: - Solicitação de memória adicional; - Liberar memória de volta para o S.O. - Solicitar áreas de memória para serem compartilhadas entre processos;

9 Sistema Operacional -responsabilidades Gerencia de Dispositivos de E/S Esses dispositivos quase sempre são utilizados entre vários processos; Ao gerenciá-los, fornece serviços aos processos, tipo: - Abrir ou associar um dispositivo a um processo; - Ler ou gravar dados de um dispositivo; - Fechar e liberar um dispositivo;

10 Sistema Operacional -responsabilidades Gerencia do Sistema de arquivos Ao gerenciá-los, fornece serviços de: - Abertura e leitura de um arquivo; - Gravação e fechamento de um arquivo; - Leitura ou modificação dos metadados de arquivos (nome, tamanho, propriedade e etc.)

11 Sistema Operacional -responsabilidades Gerencia de Segurança O S.O. não pode permitir que um processo encerre o outro; Que um processo não grave no espaço de memória do outro; As aplicações podem solicitar: - Configura politicas de segurança; - Autenticar-se em um sistema remoto; - Criptografar e decriptografar mensagens; (transmitidas em redes

12 Sistema Operacional - Histórico Primeira Geração: Surgimento computadores digitais (300 válvulas);computador Z3 relés; Mark; Eniac; primitivos e lentos levavam segundos para efetuarem cálculos simples; - A manutenção desses equipamentos era feita em código de maquina (nem mesmo assembly existia); - Inicio década de 50 introdução perfuradoras de cartão;

13 Sistema Operacional - Histórico Segunda Geração: Transistores e Sistemas em lote (batch) - Mainframes; - Execução de tarefas - Surgimento Fortan ou Assembly; - Desperdício de recursos e tempo - Sistemas em lote (batch)

14 Sistema Operacional - Histórico Terceira Geração: Circuitos integrados - Multiprogramação (spooling, timesharing) - Gerenciamento de memória (O sistema deve alocar e liberar a memória para vários jobs/programas). - Escalonamento da CPU (O sistema deve escolher entre os vários jobs/programas qual está pronto para ser executado). - Alocação dos dispositivos

15 Sistema Operacional - Histórico Quarta Geração: 1980 presente - Chips com milhares de transistores; - Computadores pessoais; - Sistemas operacionais de Redes; - Sistemas Operacionais distribuídos;

16 Sistema Operacional - Tipos - Os tipos e suas evoluções, estão associados diretamente com as evoluções de hardware e das aplicações por eles suportadas Tipos de S.O s Monoprogramáveis/ Monotarefas Multiprogramáveis / Multitarefas Com múltiplos processadores

17 Sistema Operacional - Tipos 1 - Sistemas Monoprogramáveis / Monotarefas -Primeiros sistemas, voltados para a execução de um único programa; -Dedicação exclusiva dos recursos de hardware (memória, processador, etc...), a um único programa;

18 Sistema Operacional - Tipos 2 - Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefas -Evolução dos sistemas monoprogramáveis; -Recursos computacionais compartilhados entre usuários e aplicações (gerenciamento de recursos); -Redução de custos porém implementação mais complexa

19 Sistema Operacional - Tipos 2 - Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefas - Redução total do tempo de execução das aplicações; - A partir do número de usuários, podemos classificar como monousuário ou multiusuário; -Multiprogramáveis monousuários: computadores pessoais, estações de trabalho, apenas um usuário interagindo com o sistema; -Multiprogramáveis multiusuários: diversos usuários conectam-se ao sistema simultaneamente;

20 Sistema Operacional - Tipos - Sistemas Multiprogramáveis podem ser classificados pela forma com que suas aplicações são gerenciadas; Sistemas Multiprogramáveis Sistemas Batch Sistemas Tempo Compartilhado Sistemas Tempo Real

21 Sistema Operacional - Tipos Sistemas Batch - Foram os primeiros multiprogramáveis (década de 60); - Programas chamados de Jobs (cartões perfurados); - Podem ser bastante eficientes (melhor utilização do processador); Sistemas de Tempo Compartilhado (time-sharing) - Execução diversos programas a partir da divisão do tempo do processado em pequenos intervalos, fatia de tempo (time-slice);

22 Sistema Operacional - Tipos Sistemas Tempo Real (real time) - Similar aos sistemas de tempo compartilhado, porém o tempo exigido no processamento das aplicações, podem comprometer a execução das mesmas; - Tempo de processamento dentro de limites rígidos; - Não existe fatia de tempo; Aplicação é a prioridade. -Ex.: Refinarias de petróleo, Sistemas hospitalares;

23 Sistema Operacional - Tipos 3 - Sistemas com múltiplos processadores - Duas ou mais CPU s interligadas e trabalhando em conjunto; - Vários programas sendo executados ao mesmo tempo, ou um mesmo programa seja dividido em partes; -Ex.: Processamento científico, desenvolvimento aeroespacial, empresas petrolíferas;

24 Sistema Operacional - Tipos 3 - Sistemas com múltiplos processadores - Características: Escalabilidade: ampliar poder computacional adicionando novo processadores; Disponibilidade: manter o sistema em operação mesmo em caso de falhas; Balanceamento de carga: distribuição do processamento entre os diversos processadores.

25 Sistema Operacional - Tipos 3 - Sistemas com múltiplos processadores - Tipos: A forma de comunicação entre as UCP s e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de E/S, possibilita uma sub-divisão Sistemas c/ Múltiplos Processadores Sistemas Fortemente Acoplados Sistemas Fracamente Acoplados

26 Sistema Operacional - Tipos 3.1- Sistemas fortemente acoplados (multiprocessadores) - vários processadores compartilhando uma única memória física e dispositivos de E/S;

27 Sistema Operacional - Tipos 3.1- Sistemas fortemente acoplados (multiprocessadores) - Exemplos:

28 Sistema Operacional - Tipos 3.1- Sistemas fracamente acoplados - possuem dois ou mais sistemas computacionais conectados através de linhas de comunicação; - Cada sistema funciona de forma independente (S.O. gerenciando seus próprios recursos

29 Sistema Operacional - Tipos 3.1- Sistemas fracamente acoplados - Exemplo:

30 Sistema Operacional - Tipos Tipos de S.O s Multiprogramáveis / Multitarefas Monoprogramáveis/ Monotarefas Com múltiplos processadores Batch Tempo Compartilhado Tempo Real Fortemente Acoplados Fracamente Acoplados

31 Exercícios 1- Quais as principais dificuldades que um programador teria no desenvolvimento de uma aplicação em um ambiente sem SO? 2- Defina o conceito de uma máquina de camadas. 3- Cite 3 tipos de SO s e explique. 4- Explique a diferença entre sistemas mono e multiprogramáveis. 5- Por que dizemos que existe subutilização de recursos em sistemas monoprogramáveis? 6- Um sistema monousuário pode ser um sistema multiprogramável? Explique. 7- Explique a diferença entre sistemas fracamente acoplados e sistemas fortemente acoplados.