INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA DA INFORMAÇÃO ESTRUTURA DE UM SISTEMA OPERACIONAL PROFESSOR CARLOS MUNIZ

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1 INTRODUÇÃO À TECNOLOGIA DA ESTRUTURA DE UM SISTEMA PROFESSOR CARLOS MUNIZ

2 ESTRUTURA DE SISTEMAS OPERACIONAIS O sistema operacional tem uma estrutura bem complexa, devido não funcionar como um programa com inicio, meio e fim. Ele executa de forma assíncrona, ou seja, dissociado do tempo, pois é um sistema que se executa em eventos. Ele é formado por um conjunto de procedimentos que oferecem serviços aos usuários do sistema e suas aplicações. Esse conjunto de rotinas é o kernel. Existem diversos tipos de estruturas de sistemas operacionais os cinco tipos mais comuns são: sistemas monolíticos, sistemas em camadas, máquinas virtuais, exonúcleos e microkernel (cliente-servidor). Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 2

3 ESTRUTURA DE SISTEMAS OPERACIONAIS Professor Carlos Muniz 3

4 SISTEMAS MONOLÍTICOS Neste tipo de estrutura, o SO é escrito como uma coleção de rotinas, onde cada rotina pode chamar qualquer outra rotina, sempre que for necessário. Portanto, o sistema é estruturado de forma que as rotinas podem interagir livremente umas com as outras. Quando esta técnica é usada, cada rotina no sistema possui uma interface bem definida em termos de parâmetros e resultados. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 4

5 SISTEMAS MONOLÍTICOS Os serviços do SO (gerenciamento de processos, gerenciamento de memória, gerenciamento do sistema de arquivos,...) são implementados por meio de System Calls em diversos módulos, executando em Modo Núcleo. Como todos os módulos (rotinas) executam no mesmo espaço de endereçamento, um bug em um dos módulos pode derrubar o sistema inteiro. Evidentemente que esta é uma situação indesejável. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 5

6 SISTEMAS MONOLÍTICOS Embora possa parecer que não há quase estruturação em um SO Monolítico, existe um pouco de estruturação quando os serviços do SO são solicitados por meio das System Calls. Como vantagem dos SOs Monolíticos pode-se afirmar que, se a implementação do sistema está completa e confiável, a forte integração interna dos componentes permite que detalhes de baixo nível do hardware sejam efetivamente explorados, fazendo com que um bom SO Monolítico seja altamente eficiente. Entre os SOs Monolíticos estão as versões tradicionais do UNIX, incluindo o Linux, e também oms-dos. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 6

7 SISTEMA EM CAMADAS Divide o sistema operacional em sistemas sobrepostos. Cada módulo oferece um conjunto de funções que pode ser usado por outros módulos. A vantagem da estruturação em camadas é isolar o sistema operacional, facilitando sua alteração e depuração, além de criar uma hierarquia de níveis de modos, protegendo as camadas mais internas. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 7

8 SISTEMA EM CAMADAS O empilhamento de várias camadas de software faz com que cada pedido de uma aplicação demore mais tempo para chegar até o dispositivo periférico ou recurso a ser acessado, prejudicando o desempenho do sistema. Não é óbvio dividir as funcionalidades de um núcleo de sistema operacional em camadas horizontais de abstração crescente, pois essas funcionalidades são inter-dependentes, embora tratem muitas vezes de recursos distintos. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 8

9 MÁQUINAS VIRTUAIS Máquinas virtuais não são máquinas estendidas com arquivos e outras características convenientes. São cópias exatas do hardware, inclusive com modos núcleo/usuário, E/S, interrupções e tudo o que uma máquina real tem. Cada VM pode executar qualquer SO capaz de ser executado diretamente sobre o hardware. Diferentes VMs podem executar diferentes Sos. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 9

10 MODELO CLIENTE SERVIDOR Uma variação da idéia do micronúcleo é distinguir entre duas classes de processos, os servidores, que prestam serviço, e os clientes, que usam serviços. Freqüentemente a camada inferior é o micronúcleo mas não obrigatoriamente. A essência é a presença de processos clientes e servidores. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 10

11 MODO KERNELE USUÁRIO SO roda em Modo kernel, supervisor ou núcleo protege o hardware da ação direta do usuário. Os demais programas rodam em modo usuário e fazem chamadas ao kernel para terem acesso aos dispositivos. Professor Carlos Muniz professorcarlosmuniz@gmail.com 11