Sistemas Operacionais Arquitetura e organização de sistemas operacionais: Introdução. Prof. MSc. Hugo Souza

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1 Sistemas Operacionais Arquitetura e organização de sistemas operacionais: Introdução Prof. MSc. Hugo Souza

2 Começando nossa disciplina sobre os sistemas operacionais modernos iremos abordar inicialmente o Módulo 1. Para essa primeira parte dos nossos estudos veremos os seguintes assuntos: Arquitetura e organização de sistemas operacionais: Introdução; Arquitetura e organização de sistemas operacionais: Uma visão estrutural hardware& software; Minitestes de avaliação; Exercícios;

3 É difícil estipular com precisão uma denominação específica para um sistema operacional, além de dizer que é um software que executa atividades de alto nível para um usuário; Essas atividades de alto nível, segundo explica Tanenbaum, abordam duas funções essenciais para formatarem uma visão sobre a arquitetura e a organização dos sistemas operacionais atuais: Sistema operacional como uma máquina estendida; Sistema operacional como um gerenciador de recursos; Onde cada função é responsável basicamente por:

4 Sistema operacional como máquina: a arquitetura (conjunto de instruções, memória, E/S, barramentos, etc.) das máquinas é algo difícil de ser programado; O conhecimento dos programadores em relação ao tempo, esforço e a precisão de gerenciar algo em um nível crítico seria inviável por vários aspectos: Criticidade das operações de um hardware; Pontualidade em estabelecer segurança, precisão e autonomia das operações; Identificação com a linguagem de máquina; Limitações funcionais e não funcionais (desempenho, adaptabilidade, melhorias, manutenção, otimização do hardware);

5 Sistema operacional como gerenciador de recursos: nesse contexto percebe-se que os sistemas operacionais são mediadores de outros aplicativos multitarefas; Os aplicativos (software) que utilizamos hoje em dia exigem compartilhamento de espaço de máquina (hardware) para efetuarem com eficácia seus serviços; Imaginemos vários tipos de computadores diferentes com diferentes: Máquina móvel, web, desktop, servidores; Arquiteturas de software de baixo e alto nível: C, Assembler, Perl, Java, Android;

6 Desta forma, podemos concluir que: Um sistema operacional é uma coleção de rotinas, APIS, extensões e demais arquivos que formatam um software completo e funcional capaz de gerenciar os dispositivos de hardware em comum comunicação com os dispositivos de software ambos de maneira independente;

7 Os sistemas operacionais modernos têm passado por um processo gradual de evolução ao longo dos últimos sessenta anos; A evolução dos dispositivos físicos (hardware) influenciou diretamente nessa evolução à medida que as gerações dos computadores digitais foram sendo constituídas; As principais, segundo explica Tanenbaum, foram: Primeira geração( ); Segunda geração( ); Terceira geração( ); Quarta geração(1980 dias atuais);

8 A primeira geração ficou conhecida como geração dos computadores com o uso de válvulas elétricas; Alguns utilizavam sistemas binários, alguns eram programáveis, mas todos eram primitivos e levavam segundos para calcular operações simples; O software daquela época era projetado, construído, programado e operado por um mesmo grupo de pessoas. Toda a programação era realizada com código de máquina absoluto através de plugs cabeados diretamente no painéis do computador; Não havia linguagens de programação e muito menos os sistemas operacionais haviam sido inventados;

9 válvulas em 30 toneladas de equipamento

10 A segunda geração obteve como característica principal a substituição das válvulas pelos transistores; Os computadores começaram a ser fabricados e comercializados com a expectativa de que poderiam funcionar em universidades e grandes empresas; As tarefas eram depositadas em cartões magnéticos para serem lidas por dispositivos mecânicos através de sistemas de lotes(batch) com fitas magnéticas; A linguagem típica da época era o FORTRAN. Os programas eram gravados nas fitas para serem lidos posteriormente pelos cartões;

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12 A terceira geração subsidiou a evolução em larga escala tanto no quesito hardware quanto no quesito software com a criação dos circuitos integrados e a multiprogramação; O surgimento de grandes empresas como a IBM e a General Eletric (GE) projetavam seus primeiros escopos de sistemas operacionais em assembley com até três tarefas na memória; O primeiro sistema operacional de tempo compartilhado ficou conhecido como CTSS (compatible time sharing system), em seguida os MULTICS, UNIX, POSIX, MINIX, e finalmente o Linux ;

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14 Por fim a quarta geração ficou conhecida como geração dos computadores pessoais ou dos microcomputadores; Os sistemas operacionais começaram a ser lançados como produtos no mercado da informática ao mesmo tempo que as arquiteturas dos microprocessadores, memória, discos rígidos e outros periféricos evoluíam; Os conceitos de multitarefas e multiusuários sucederam as principais demandas, além da comunicação através das redes de computadores que surgiam através dos primeiros projetos pilotos; Windows, MacOs, Gnome, KDE e portabilidade;

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16 Há alguns autores que acreditam que o surgimento da quinta geração já está em andamento com a criação das novas tecnologias que invadiram o mercadoapartirdosanosde2007,2008e2009; A portabilidade com novos sistemas operacionais em smartphones, tablets, e os novos formatos de computadores embarcados quebraram paradigmas de acesso e expansão mantidos por várias décadas; Os smarts irão substituir os microcomputadores? Quem serão os substitutos desses dispositivos que utilizamos no nosso dia-a-dia?

17 Portanto, é importante termos em mente que: Os sistemas operacionais evoluíram proporcionalmente ao avanço das tecnologias de hardware; Em síntese, um sistema operacional é constituído por rotinas, métodos e aplicativos que formalizam um serviço oferecido para gerenciar as operações de hardware e software em comum comunicação; Os primeiros sistemas operacionais foram projetados a partir da década de sessenta, evoluindo gradativamente ao longo dos anos em paralelo ao surgimento das linguagens de programação; As principais demandas que regeram a evolução dos sistemas operacionais foram: multitarefas, multiusuários, comunicação em rede;

18 O material para os estudos já está disponível no site da disciplina em: Também já está disponível a descrição do primeiro miniteste: O que são os sistemas operacionais modernos e qual a importância da evolução desses sistemas para as tecnologias atuais? ; Nas próximas aulas veremos a estrutura dos sistemas operacionais;