Sistemas Operacionais. Prof. Pedro Luís Antonelli Anhanguera Educacional

Transcrição

1 Sistemas Operacionais Prof. Pedro Luís Antonelli Anhanguera Educacional

2 INTRODUÇÃO Sistema Operacional (S.O.) Aplicativos Formado por um conjunto de rotinas que oferecem serviços aos usuários, às aplicações e ao próprio sistema Utilitários Núcleo do Sistema Operacional Hardware MACHADO, fig.4.1, pag 51 Estrutura do sistema computacional

3 FUNÇÕES DO S.O. Tratamento de interrupções e exceções Criação e eliminação de processos e threads Sincronização e comunicação entre processos e threads Escalonamento e controle dos processos e threads Gerencia de memória Gerência do sistema de arquivos

4 FUNÇÕES DO S.O. Gerencia de dispositivos de E/S Suporte às redes locais e distribuídas Contabilização do uso do sistema Auditoria e segurança do sistema Interface com o usuário

5 VISÃO DO S.O. Apresentar ao usuário uma Máquina Virtual equivalente ao hardware e mais simples de programar. Máquina Estendida (Virtual) Máquina Virtual Esconde o verdadeiro hardware Isola o usuário dos detalhes de operações em disco Trata questões de baixo nível

6 VISÃO DO S.O. Gerenciador de Recursos Fornece Interface aos aplicativos Gerencia usuários no uso de recursos da máquina Aloca processador, memória, dispositivos de E/S

7 Kernel ( núcleo) ESTRUTURA DO S.O. Núcleo do Sistema Operacional System Call ( Chamadas do sistema) Mecanismo de proteção ao núcleo Modos de Acesso Mecanismo de proteção de segurança e violação do sistema

8 Kernel KERNEL Núcleo do S.O. Oferece serviços básicos para todas as outras partes Rotinas que fornece serviços aos usuários e aplicações Interpretador de comandos = SHELL Desempenha papel de interação com o usuário UNIX = c shell (%), bourne shell ($) Linux = bash (#) MS-DOS = command.com Windows = API Win32

9 SYSTEM CALL System Call (Chamadas do Sistema) Mecanismo de proteção ao núcleo do S.O. e de acesso aos seus serviços UNIX e Linux System Calls OpenVMS System Services Windows API (Aplication Program Interface) Quando um usuário ou aplicação deseja solicitar um serviço do S.O., realiza uma chamada ao serviço por meio de uma System Call.

10 SYSTEM CALL Funções das System Calls Gerência de processos e threads Gerência de memória Gerência do sistema de arquivos Gerência de dispositivos System Call Núcleo do Sistema Operacional Aplicação Biblioteca Hardware MACHADO, fig. 4.3, pag 54 Chamada de uma rotina do sistema System call

11 EXEMPLOS DE SYSTEM CALL UNIX E WINDOWS NT TANENBAUM, fig.1.23, pag 41 As chamadas da interface API Win32

12 EXEMPLO DE SYSTEM CALL read (fd, buffer, nbytes) 1, 2 e 3 Guarda parâmetros na pilha 4 chamada real ao procedimento na biblioteca 5 programa coloca o número da chamada ao sistema de um local esperado pelo SO 6 TRAP para passar do modo usuário para modo núcleo e iniciar a execução em um endereço no núcleo 7 despacha para procedimento correto de tratamento de chamada 8 executado o procedimento de tratamento da chamada ao sistema 9 retorna para o procedimento de biblioteca do espaço do usuário 10 retorno ao espaço do usuário 11 programa do usuário limpa pilha TANENBAUM, fig.1.17, pag 33 Os 11 passos para fazer uma chamada ao sistema read(arq, buffer, nbytes)

13 MODOS DE ACESSO Métodos ou Modos de Acesso Certas instruções devem ser executadas apenas pelo SO As chamadas de sistema estão relacionadas aos modos de acesso do processador Mecanismo para impedir a ocorrência de problemas de segurança e violação do sistema Modo Núcleo (Kernel) Todas as instruções do processador Modo Usuário Somente instruções não-privilegiadas

14 ESTRUTURA DO SO Chamada a uma rotina do sistema MACHADO, fig.4.2, pag 54 Chamada a uma rotina do sistema

15 SOFTWARE Ativação/Desativação do Sistema Boot processo que carrega o SO da memória secundária para a memória principal e executa os arquivos de inicialização MACHADO, fig.4.5, pag 57 Ativação do sistema

16 SOFTWARE Desativação do Sistema Shutdown processo de desativação do SO MACHADO, fig.4.5, pag 57 Ativação do sistema

17 ARQUITETURAS DE SOs Arquitetura Monolíticos Interação entre rotinas Arquitetura em Camadas Módulo de uma camada faz referência aos módulos das camadas inferiores

18 ARQUITETURAS DE SOs Arquitetura Cliente-Servidor Baseado em microkernel (micro núcleo) Usuário não tem acesso direto ao hardware Exemplo: Minix, Windows NT, QNX Máquinas Virtuais Exemplo: CP/CMS, JVM

19 ARQUITETURA MONOLÍTICA Aplicação formada por vários módulos compilados separadamente e depois lincados em um grande e único programa executável onde os módulos podem interagir livremente Exemplo MS-DOS UNIX (primeiros) MACHADO, fig.4.6, pag 59 Arquitetura monolítica

20 ARQUITETURA MONOLÍTICA Modelo simples de estruturação de um sistema monolítico

21 ARQUITETURA EM CAMADAS Sistema dividido em níveis sobrepostos Módulos de uma camada podem fazer referência apenas aos módulos das camadas inferiores Isola as funções do S.O. facilitando sua manutenção Exemplo THE OpenVMS UNIX Linux Windows 200X MACHADO, fig.4.7, pag 59 Arquitetura em camadas do OpenVMS

22 ARQUITETURA EM CAMADAS Estrutura do sistema operacional THE

23 ARQUITETURA EM CAMADAS Estrutura do sistema operacional THE

24 MÁQUINA VIRTUAL Nível intermediário entre o hardware e o SO São independentes do SO Grande segurança para cada Máquina Virtual Desvantagem desempenho Exemplo JVM (Java Virtual Machine) VMWare Microsoft Virtual PC Oracle Virtual Box MACHADO, fig.4.8, pag 60 Máquina virtual

25 ARQUITETURA MICROKERNEL A função do núcleo é realizar a comunicação entre o cliente (aplicação que solicita o serviço) e o servidor (processo que responde à solicitação) Surgiu com o Mach (1980- Carnegie Mellon University) Manutenção mais fácil de depurar e mais confiável

26 ARQUITETURA MICROKERNEL MACHADO, fig.4.9, pag 61 Arquitetura Microkernel

27 ARQUITETURA CLIENTE/SERVIDOR Baseado em Microkernel Tornar o núcleo do S.O. menor e mais simples Implementar a maior parte dos serviços do SO em processos de usuários Usuários não tem acesso direto ao hardware Adaptável para sistemas de processamento paralelo ou distribuído Exemplos MINIX Mach Windows NT

28 ARQUITETURA CLIENTE/SERVIDOR O modelo cliente-servidor

29 BIBLIOGRAFIA MACHADO, F. B. & MAIA, L. P., Arquitetura de Sistemas Operacionais, 4 Edição, São Paulo, LTC, TANENBAUM, A. S. Sistemas Operacionais Modernos: 2ª edição, São Paulo, editora Prentice Hall, SILBERSCHATZ, A. Sistemas Operacionais Conceitos: São Paulo, editora LTC, 2004.