Estruturas do Sistema de Computação



Documentos relacionados
Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais. Prof. André Y. Kusumoto

discos impressora CPU memória AULA 04 - Estruturas de Sistemas Computacionais Operação dos sistemas de computação Controlador de disco

Sistemas Operativos. Sumário. Estruturas de sistemas de computação. ! Operação de um sistema de computação. ! Estruturas de E/S

Arquitetura de um Computador

Visão Geral de Sistemas Operacionais

Aula 3. Sistemas Operacionais. Prof: Carlos Eduardo de Carvalho Dantas

Arquitetura e Organização de Computadores I

SISTEMAS OPERACIONAIS CAPÍTULO 3 CONCORRÊNCIA

Introdução aos Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 04 - Concorrência. Cursos de Computação

Arquitetura de Computadores - Revisão -

Componentes básicos de um sistema computacional. Cap. 1 (Stallings)

Sistemas Operacionais. Alexandre Meslin

Sistemas Operativos I

Sistemas Operacionais Cap 2 Estruturas de Sistemas Computacionais

Arquitetura de Computadores para. Sistemas Operacionais. Sistemas Operacionais. Sumário

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES MÓDULO 10

Organização e Arquitetura de Computadores

Disciplina: Sistemas Operacionais - CAFW-UFSM Professor: Roberto Franciscatto

Sistemas Operacionais Gerência de Dispositivos

IFPE. Disciplina: Sistemas Operacionais. Prof. Anderson Luiz Moreira

SO - Conceitos Básicos. Introdução ao Computador 2010/01 Renan Manola

ENTRADA E SAÍDA DE DADOS

Processos e Threads (partes I e II)

Sistemas Operacionais. Roteiro. Hardware. Marcos Laureano

Mecanismo de Interrupção

Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

CAPÍTULO 2 CARACTERÍSTICAS DE E/S E PORTA PARALELA

Sistemas Operacionais. Prof. M.Sc. Sérgio Teixeira. Aula 03 Conceitos de Hardware e Software parte 01. Cursos de Computação

Unidade Central de Processamento (CPU) Processador. Renan Manola Introdução ao Computador 2010/01

Arquitetura de Computadores. Tipos de Instruções

Prof.: Roberto Franciscatto. Capítulo 1.1 Introdução

Organização de Computadores 1

Entrada e Saída. Interface entre periféricos, processador e memória. Fonte: Minho - Portugal 1

Tipos de sistemas operacionais

6 - Gerência de Dispositivos

Gerenciamento de Memória

Sistemas Operacionais Entrada / Saída. Carlos Ferraz (cagf@cin.ufpe.br) Jorge Cavalcanti Fonsêca (jcbf@cin.ufpe.br)

Sistemas Operacionais

Gerência de Entrada/Saída

5 Entrada e Saída de Dados:

Sistemas Operacionais

Introdução aos Sistemas

Conceitos Básicos. Conceitos Básicos Memória

Sistema Operacional Correção - Exercício de Revisão

Infraestrutura de Hardware. Memória Virtual

SISTEMAS OPERACIONAIS ABERTOS Prof. Ricardo Rodrigues Barcelar

Estrutura de um Computador

28/9/2010. Unidade de Controle Funcionamento e Implementação

Sistemas Operacionais

Everson Scherrer Borges João Paulo de Brito Gonçalves

Paralelismo. Computadores de alto-desempenho são utilizados em diversas áreas:

Informática I. Aula 4. Aula 4-11/09/2006 1

Capítulo 2 (Livro Texto*) - Notas de Aula - Parte II

7 Processos. 7.1 Introdução

Prof. Marcos Ribeiro Quinet de Andrade Universidade Federal Fluminense - UFF Pólo Universitário de Rio das Ostras - PURO

Introdução aos Computadores

Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais 2014 Introdução. Alexandre Augusto Giron

3. Arquitetura Básica do Computador

Sistemas Operacionais Processos e Threads

Sistemas Operacionais. Estruturas de SO. Edeyson Andrade Gomes.

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

BARRAMENTO DO SISTEMA

BACHARELADO EM SISTEMAS DE INFORMAÇÃO EaD UAB/UFSCar Sistemas de Informação - prof. Dr. Hélio Crestana Guardia

Setores Trilhas. Espaço entre setores Espaço entre trilhas

SISTEMAS OPERACIONAIS

O hardware é a parte física do computador, como o processador, memória, placamãe, entre outras. Figura 2.1 Sistema Computacional Hardware

E/S PROGRAMADA E/S PROGRAMADA E/S USANDO INTERRUPÇÃO

O que veremos nesta aula? Principais Aspectos de Sistemas Operacionais. Visão geral de um sistema computacional

3/9/2010. Ligação da UCP com o barramento do. sistema. As funções básicas dos registradores nos permitem classificá-los em duas categorias:

Arquitetura de Von Neumann e os Computadores Modernos

Arquitetura de Computadores II

Gerenciador de Entrada/Saída

FACULDADE PITÁGORAS DISCIPLINA: ARQUITETURA DE COMPUTADORES

Entrada e Saída. Prof. Leonardo Barreto Campos 1

Dispositivos de Entrada e Saída

Prof. Sandrina Correia

Memória Virtual. Prof. Dr. José Luís Zem Prof. Dr. Renato Kraide Soffner Prof. Ms. Rossano Pablo Pinto

Arquitetura de Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais

Conceitos de Entrada e Saída

Notas da Aula 15 - Fundamentos de Sistemas Operacionais

Organização de Computadores 1

TRABALHO COM GRANDES MONTAGENS

Sistema Operacional. Prof. Leonardo Barreto Campos 1

SW DE E/S INDEPENDENTE DE DISPOSITIVO

Sistemas Operacionais

Microprocessadores. Sistemas de Entrada / Saída

Visão Geral da Arquitetura de Computadores. Prof. Elthon Scariel Dias

*O RDBMS Oracle é um sistema de gerenciamento de banco de dados relacional.

Sistemas Operacionais. Prof. André Y. Kusumoto

Processamento de Dados

Informática Aplicada à Química. Hardware - armazenamento

Transcrição:

Estruturas do Sistema de Computação Prof. Dr. José Luís Zem Prof. Dr. Renato Kraide Soffner Prof. Ms. Rossano Pablo Pinto Faculdade de Tecnologia de Americana Centro Paula Souza

Estruturas do Sistema de Computação Operação do Sistema de Computação Estrutura de I/O Estrutura de Armazenamento Hierarquia de Armazenamento Proteção de Hardware Arquitetura Geral do Sistema

Estruturas do Sistema de Computação

Operação de um Sistema de Computação Dispositivos de I/O e CPU podem executar paralelamente. Cada controlador de dispositivo é responsável por um tipo de dispositivo particular. Cada controlador de dispositivo tem um buffer local. A CPU move dados da memória principal para os buffers locais e vice-versa. A operação de entrada e saída é feita do dispositivo para o buffer local do controlador. O controlador do dispositivo informa a CPU que ele finalizou a operação acionando uma interrupção.

O funcionamento de uma Interrupção A interrupção transfere o controle para a rotina do serviço de tratamento de interrupções, por meio de um vetor de interrupções, o qual contém os endereços de todas as rotinas. Deve-se registrar o endereço da instrução interrompida. As interrupções que chegarem serão desabilitadas enquanto uma outra interrupção estiver sendo processada. Isto ocorre para evitar a perda de interrupções. Uma trap é uma interrupção gerada por software e geralmente ocorre por causa de um erro ou uma requisição de usuário. O sistema operacional é guiado por interrupções. Ex.: relógio, disco, rede, etc..

Manipulando Interrupções O sistema operacional preserva o estado da CPU armazenando seus registradores e o contador de programas. (Geralmente executado pela rotina de tratamento de interrupção) Determina qual o tipo de interrupção ocorrida através: Polling Sistema com vetor de Interrupções. Segmentos de código separados determinam quais ações devem ser tomadas para cada tipo de interrupção.

Linha de Tempo de Interrupção do Processo executando Saída

Estrutura de I/O Após o I/O iniciar, o controle retorna ao programa do usuário somente após o I/O ser completado. A CPU fica ociosa até a próxima interrupção. Loop de Espera (contenção de acesso à memória). Apenas uma requisição de I/O é atendida de cada vez, nenhum processamento de I/O simultâneo.

Estrutura de I/O Após o I/O iniciar, o controle retorna ao programa do usuário sem esperar que o I/O seja completado. System call solicita ao sistema operacional a permissão para permitir ao usuário aguardar o término do I/O. A tabela de estado do dispositivo contém entradas para cada dispositivo de I/O indicar o seu tipo, endereço e estado. O sistema operacional organiza a tabela de dispositivos para determinar o estado do dispositivo e modificar a entrada para incluir uma interrupção.

Dois Métodos de I/O Síncrono Assíncrono

Tabela de Estado do Dispositivo

Estrutura do Acesso Direto à Memória (DMA) Utilizado para dispositivos de I/O de alta velocidade para transmitir informação com a velocidade de memória. Controlador do dispositivo transfere blocos de dados de um buffer de armazenamento diretamente para a memória principal sem a intervenção da CPU. Somente uma interrupção é gerada por bloco ou então uma interrupção por byte.

Estrutura de Armazenamento Memória Principal é o único meio de armazenamento de grande capacidade que a CPU acessa diretamente. Armazenamento Secundário é uma estensão da emória principal que fornece uma grande capacidade de armazenamento não volátil. Discos Magnéticos são pratos de metal ou fibra cobertos com material magnético para gravação. Superfície do disco é logicamente dividida em trilhas, que por sua vez são dividadas em setores. O controlador do disco determina a interação lógica entre o dispositivo e o computador.

Mecanismo de Movimento de Cabeças de um Disco

Hierarquia de Armazenamento Sistemas de Armazenamento são organizados em uma hierarquia, considerando: Velocidade Custo Volatilidade Capacidade de Armazenamento Caching Copiar informação para sistemas de armazenamento velozes; a memória principal pode ser vista como um cache do armazenamento secundário.

Hierarquia de Dispositivos de Armazenamento

Caching Uso de memória de alta velocidade para manter os dados acessados mais recentemente. Requer uma Política de Gerenciamento de Cache. Caching introduz um outro nível na hierarquia de armazenamento. Isto requer que os dados armazenados simultaneamente em mais de um nível sejam consistentes.

Migração de um Disco para um Registrador

Proteção do Hardware Operação em Modo Dual Proteção de I/O Proteção da Memória Proteção da CPU

Operação em Modo Dual Compartilhar recursos do sistema requer do sistema operacional garantia de que um programa funcionando incorretamente não afete a execução de outros programas. Fornece suporte ao hardware para diferenciar entre dois modos de execução. Modo Usuário execução feita no ambiente do usuário. Modo Monitor (também modo kernel mode ou modo sistema) execução feita no ambiente do sistema operacional.

Operação em Modo Dual Um bit é utilizado para indicar o modo corrente: monitor (0) ou usuário (1). Quando uma interrupção ou falta ocorre, o hardware alterna para o modo monitor. Interrupção/Falta monitor user Ativar Modo Usuário Instruções Privilegiadas podem ser executadas somente no Modo Monitor.

Proteção de I/O Todas as instruções de I/O são instruções privilegiadas. Deve-se certificar que um programa de usuário nunca possa obter o controle do computador no modo monitor.

Uso de uma Chamada do Sistema para Executar I/O

Proteção da Memória Deve-se fornecer proteção para a memória, além da área do vetor de interrupções e das rotinas de tratamento das interrupções. Para proteger a memória, adiciona-se dois registradores que determinam a faixa de endereços permitidos para o programa acessar: Registrador Base mantém o endereço mais baixo da memória liberada. Registrador Limite contém o tamanho da faixa. Os limites da memória são definidos pelo registrador base mais o limite.

Uso do Registrador de Base e de Limite

Proteção do Endereço de Hardware

Proteção do Hardware Quando executado em modo monitor, o sistema operacional tem acesso irrestrito à memória do monitor e do usuário. A carga de instruções para os registradores de base e de limite são instruções privilegiadas.

Proteção da CPU Timer (temporizador) interrompe o computador após um período de tempo especificado para garantir que o sistema operacional mantenha o controle. Timer diminui a cada tic do clock. Quando o timer atinge o valor 0, uma interrupção ocorre. Timer normalmente é utilizado para implementar o compartilhamento de tempo. O timer também é utilizado para computar a hora do sistema. A carga do timer é uma instrução privilegiada.

Estruturas do Sistema de Computação Prof. Dr. José Luís Zem Prof. Dr. Renato Kraide Soffner Prof. Ms. Rossano Pablo Pinto Faculdade de Tecnologia de Americana Centro Paula Souza