Introdução aos Sistemas Operacionais. Disciplina: Sistemas Operacionais Prof. Filipe Arantes Fernandes

Transcrição

1 Introdução aos Sistemas Operacionais Disciplina: Sistemas Operacionais Prof. Filipe Arantes Fernandes

2 Agenda O que é um Sistema Operacional? As Gerações dos Computadores

3 O que é Sistema Operacional? Sistema Operacional é um software que habilita as aplicações a interagir com um hardware de computador [DEITEL et al., 2013]; O software que contém os componentes centrais do Sistemas Operacionais é denominado núcleo [DEITEL et al., 2013];

4 Exemplos de SOs

5 Exemplos mais conhecidos Para Computadores:

6 Exemplos mais conhecidos Para Smart Phones:

7 Exemplos mais conhecidos Para Smart TVs:

8 Exemplos mais conhecidos E para carros?

9 Exemplos mais conhecidos Quais outros dispositivos que possuem SO?

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11 O primeiro PC verdadeiramente digital foi projetado pelo matemático inglês Charles Babbage ( ); A máquina não tinha um Sistema Operacional; Babbage percebeu que sua máquina precisava de um software;

12 Então contratou Ada Lovelace para criar um programa sua máquina; Conhecida como a primeira programadora do mundo; A linguagem Ada recebeu este nome em homenagem a ela;

13 História dos SOs

14 As gerações dos computadores A primeira geração ( ): válvulas; A segunda geração ( ): transistores e sistemas em lote (batch); A terceira geração ( ): Cis e multiprogramação; A quarta geração (1980-presente): computadores pessoais

15 A Primeira Geração ( )

16 A Primeira Geração ( ) Depois de Babbage, pouco progresso ocorreu; A partir da Segunda Guerra Mundial, houve uma explosão de atividades; O prof. John Atanasoff e seu aluno de graduação Clifford Berry construíram o que hoje em dia é considerado o primeiro computador digital funcional; Construído na Universidade do Estado de Iowa; O computador usava 300 válvulas;

17 Primeiro computador digital funcional

18 A Primeira Geração ( ) Aproximadamente na mesma época, Konrad Zuse em Berlim construiu o computador Z3 a partir de relés eletromagnéticos;

19 A Primeira Geração ( ) Em 1944, Colossus foi construído e programado por um grupo de cientistas (incluindo Alan Turing) em Bletchley Park, Inglaterra; Assista ao filma O Jogo da Imitação;

20 A Primeira Geração ( ) O Mark I foi construído por Howard Aiken, em Havard;

21 A Primeira Geração ( ) E o ENIAC foi construído por William Mauchley e seu aluno de graduação J. Presper Eckert na Universidade de Pensilvânica.

22 A Primeira Geração ( ) Alguns eram binários, outros usavam válvulas e ainda outros eram programáveis; Mas todos eram muito primitivos e levavam segundos para realizar cálculos simples;

23 A Primeira Geração ( ) No início, um único grupo de pessoas (normalmente engenheiros): projetava, construía, programava, operava, e mantinha cada máquina.

24 A Primeira Geração ( ) Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez;

25 A Primeira Geração ( ) Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez; O que é bit?

26 A Primeira Geração ( ) Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez; O que é bit?...proveniente das palavras dígito binário, ou BInary digit, é a menor unidade de medida de transmissão de dados usada na computação e informática. Um bit tem um único valor, zero ou um, verdadeiro ou falso. Fonte:

27 Exemplo de Código Binário

28 Exemplo de Código Binário Boa noite!

29 A Primeira Geração ( ) Para evitar a programação em binário, as linguagens de montagem (assembly) foram desenvolvidas para acelerar o processo de programação; Assembly usa abreviaturas parecidas com palavras em inglês para representar as operações lógicas do computador;

30 Boa noite!

31 Assembly Boa noite!

32 Linguagem de Máquina Código Binário

33 Linguagem de Máquina Linguagem Intermediária Código Binário Assembly

34 Linguagem de Máquina Linguagem Intermediária Linguagem Natural Código Binário Assembly Português, Inglês etc

35 A Primeira Geração ( ) Mesmo com a linguagem binária e de montagem, ninguém tinha ouvido falar de Sistemas Operacionais; O modo usual de operação consistia: reversa pelo programador de um bloco de tempo na ficha de registro na parede; descer até a sala das máquinas; inserir seu painel de programação no computador; e passar horas torcendo para que nenhuma das cerca de válvulas queimasse durante a operação.

36 A Primeira Geração ( ) Virtualmente todos os problemas eram cálculos numéricos e matemáticos diretos e simples, como determinar tabelas de senos, cossenos e logaritmos, ou calcular trajetórias de artilharia.

37 A Segunda Geração ( )

38 A Segunda Geração ( ) A introdução do transistor em meados dos anos 1950 mudou o quadro radicalmente; Os computadores tornaram-se: mais confiáveis; podiam ser fabricados e vendidos para clientes; porém, ainda eram caros;

39 A Segunda Geração ( ) Essas máquinas, chamadas de Computadores de Grande Porte (mainframes); Ficavam isoladas em salas grandes e climatizadas, com equipes de operadores profissionais para operá-las; Apenas grandes corporações ou importantes agências do governo ou universidades conseguiam pagar o alto valor;

40 A Segunda Geração ( ) Pela primeira vez, havia uma clara separação entre: Projetistas; Construtores; Operadores; Programadores; e Mantenedores.

41 x Cartão perfurado escrito em FORTRAN Café

42 Visão Geral do Sistema em Lote (batch)

43 IBM 1401 Computador pequeno e (relativamente) barato que era muito bom na leitura de cartões, cópia de fitas e impressão de saídas.

44 IBM 1401 Porém, muito ruim em cálculos numéricos.

45 IBM 7094 Mais cara, porém eram usadas para o processamento dos cálculos.

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53 A Segunda Geração ( ) Os mainframes era usados na maior parte para cálculos científicos e de engenharia, como solucionar as equações diferenciais parciais que muitas vezes ocorrem na física e na engenharia; Eram programados em FORTRAN e linguagem de montagem. Sistemas operacionais típicos eram: FMS (o Fortran Monitor System); IBSYS (o sistema operacional da IBM para o 7084).

54 Vídeo demostrando o funcionamento da máquina de Charles Babbage, cartões perfurados e ALTAIR8800.

55 A Terceira Geração ( ) Circuitos Integrados

56 IBM 360

57 IBM 360 Primeira linha importante de computadores a usar Circuitos Integrados de pequena escala;

58 IBM 360 Vantagem: preço e desempenho em relação às máquinas da 2ª geração;

59 IBM 360 O grande diferencial era por ser uma Família Única; O objetivo era que os programas funcionassem tanto nas pequenas (1401) e grandes máquinas (7094); Utilizava o SO OS/360.

60 IBM 360 Além de ter vantagens, também possuía desvantagens

61 A Terceira Geração ( ) Não havia como a IBM (ou qualquer outra empresa) criar um software que atendesse a todas essas exigências conflitantes. O resultado foi um SO enorme e extraordinariamente complexo, talvez duas a três vezes maior do que o FMS; Ele consistia em milhões de linhas de linguagem de montagem escritas por milhares de programadores e continha dezenas de milhares de erros (bugs), que necessitavam de um fluxo contínuo de novas versões em uma tentativa de corrigi-los; Cada nova versão corrigia alguns erros e introduzia novos, de maneira que o número de erros provavelmente seguiu constante através do tempo.

62 A Terceira Geração ( ) Este cenário complexo de desenvolvimento ainda persiste?

63 Referências DEITEL, H., DEITEL, P. & CHOFFNES, D., Sistemas Operacionais. 3ª Ed. Editora Pearson. TANENBAUM, A.S. & WOODHULL, A.S., Sistemas Operacionais Modernos. 4ª Ed. Editora Pearson.