ET51D - INFORMÁTICA Hardware e Sistemas Operacionais

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Professor: Thiago Passarin

[email protected]

ET51D - INFORMÁTICA

Hardware e Sistemas Operacionais

UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná DAELT – Departamento de Eletrotécnica

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Bits e Bytes

Eletrônica Digital:

Utiliza os

dígitos 0 (zero) e 1(um)

para estabelecer os estados

DESLIGADO

e

LIGADO

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Bits e Bytes

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Processadores

Os processadores do

final da década de 70 e início da década

de 80

processavam informações com até

8 bits

de cada vez.

Atualmente, conforme o seu modelo, um computador pode

processar de

32 ou 64 bits

de cada vez.

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BIOS

Basic Input/Output System (Sistema Básico de Entrada/Saída)

É um programa

pré-gravado na memória

permanente do

processador

É

executado quando ligado

É responsável pelo

suporte básico

de acesso ao hardware, bem

como por iniciar a carga do sistema operacional

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Placa Mãe (Mother Board)

Onde ficam instalados todos os dispositivos eletrônicos (circuitos integrados, transistores, cabos, fios elétricos, resistores, capacitores, etc.) necessários para o perfeito funcionamento do hardware

Basicamente uma placa mãe possui: Slots de conexão

Slots de memória RAM

Conector de Teclado/Mouse CPU

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Memória RAM

DRAM: DRAM: DRAM:

DRAM: DynamicDynamicDynamic RandomDynamic RandomRandomRandom Access Access Access Access MemoryMemoryMemoryMemory Memória volátil e dinâmica

Armazena cada bit em um capacitor

Devido à fuga de elétrons, deve ser atualizada periodicamente Menor custo e ocupa menor espaço

SRAM: SRAM: SRAM:

SRAM: StaticStaticStatic RandomStatic RandomRandomRandom Access Access Access Access MemoryMemoryMemoryMemory Memória volátil e estática

São mais caras e ocupam mais espaço

Consomem mais energia e aquecem mais que as DRAM São mais rápidas, usadas nas cache L1 e L2

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Memória EPROM e FLASH

Memórias não-voláteis

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Hardware de Informática

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Sistemas

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CPU (Central Processing Unit)

• Comumente chamada de

processador

• É a parte de um sistema computacional que realiza as

instruções de um programa de

instruções de um programa de computador

computador

• Executar a

aritmética básica

,

lógica

, e a

entrada e saída de

dados

.

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Sistemas Operacionais

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Sistemas Operacionais

Um sistema operacional (SO) é uma coleção de programas

Um sistema operacional (SO) é uma coleção de programas que:

que:

• Inicializam o hardware do computador

• Fornecem rotinas básicas para controle de dispositivos

• Fornecem gerência, escalonamento e interação de tarefas

• Mantém a integridade de sistema

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Exemplo: SO Simples

Sistema Sistema Sistema

Sistema Operacional Operacional Operacional Operacional para para para para um sistema de controle de um sistema de controle de um sistema de controle de um sistema de controle de segurança:segurança:segurança:segurança: • Sua primeira tarefa seria ajustar ajustar (e ajustar ajustar (e (e (e testartestar) os sensores testartestar) os sensores ) os sensores e alarmes) os sensores e alarmese alarmese alarmes

• Em seguida, ativar uma rotina para monitorar monitorar ininterruptamente monitorar monitorar ininterruptamente ininterruptamente ininterruptamente todos os

todos os todos os

todos os sensoressensoressensoressensores

• Se o estado de qualquer sensor for mudado, gerar um alarmegerar um alarmegerar um alarmegerar um alarme

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Exemplo: SO Complexo

Grande Grande Grande

Grande computador computador computador computador multiusuários, multiusuários, multiusuários, com muitos multiusuários, com muitos com muitos com muitos terminais:terminais:terminais:terminais:

• Administrar e executar todos os pedidos de usuários executar todos os pedidos de usuários executar todos os pedidos de usuários executar todos os pedidos de usuários e assegurar que eles não interferiram entre si

• Compartilhar os dispositivos Compartilhar os dispositivos Compartilhar os dispositivos Compartilhar os dispositivos entre todos os usuários que pedem esse tipo de serviço

• Alguns dispositivos só podem ser usados por um usuário de cada vez, como impressoras e impressoras e impressoras e impressoras e discos

discos discos discos

• Apresentar Apresentar Apresentar a cada usuário uma interface Apresentar a cada usuário uma interface a cada usuário uma interface a cada usuário uma interface que aceita, interpreta, e então executa comandos ou programas do usuário

• Administrar arquivos Administrar arquivos Administrar arquivos e Administrar arquivos e e e documentos documentos documentos documentos criados por usuários

• Fornecer comunicação Fornecer comunicação Fornecer comunicação entre usuários Fornecer comunicação entre usuários entre usuários entre usuários e com outros computadores • etc.

• O SO será armazenado em disco, e partes dele são carregadas na memória do computador (RAM) quando necessário

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Estrutura de um SO

Núcleo NúcleoNúcleo Núcleo:

É o coração do SO, responsável pela gerência dos recursos do gerência dos recursos do gerência dos recursos do gerência dos recursos do hardware

hardware hardware

hardware usados pelas aplicações.

Ele também implementa as principais abstrações utilizadas abstrações utilizadas abstrações utilizadas abstrações utilizadas pelos programas aplicativos pelos programas aplicativospelos programas aplicativos pelos programas aplicativos.

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Estrutura de um SO

Drivers DriversDrivers Drivers:

Módulos de código específicos Módulos de código específicos Módulos de código específicos Módulos de código específicos para acessar os dispositivos físicos.

Existe um driver para cada tipo de driver para cada tipo de driver para cada tipo de driver para cada tipo de dispositivo

dispositivodispositivo

dispositivo, como discos rígidos, portas USB, placas de vídeo, etc.

Muitas vezes o driver é construído pelo próprio fabricante do fabricante do fabricante do fabricante do

hardware hardware hardware

hardware e fornecido para ser acoplado ao SO.

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Estrutura de um SO

Código de inicialização Código de inicializaçãoCódigo de inicialização Código de inicialização:

A inicialização do hardware

usualmente requer uma série de série de série de série de tarefas complexas

tarefas complexastarefas complexas

tarefas complexas, como reconhecer os dispositivos

instalados, testá-los e configurá-los adequadamente para seu uso posterior.

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Estrutura de um SO

Programas utilitários Programas utilitáriosProgramas utilitários Programas utilitários:

Programas que facilitam o uso facilitam o uso facilitam o uso facilitam o uso do sistema computacional

do sistema computacionaldo sistema computacional do sistema computacional.

Fornecem funcionalidades como formatação de discos e mídias, configuração de

dispositivos, manipulação de arquivos, interpretador de comandos, interface gráfica, etc.

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Tipos de Sistemas Operacionais

Batch (de lote

Batch (de lote)))):

• Sistemas operacionais mais antigos, executam apenas uma

tarefa por vez

• Todos os programas a executar são colocados em uma fila

• Atualmente, este conceito se aplica a sistemas que processam

tarefas sem interação direta com os usuários, como os sistemas

bancos de dados

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Tipos de Sistemas Operacionais

Multiusuário

Multiusuário:

• Deve

Deve

Deve suportar a identificação

suportar a identificação

do “dono” de cada recurso

dentro do sistema (arquivos, processos, áreas de memória,

conexões de rede)

• Deve

impor

impor regras de controle de acesso

regras de controle de acesso

para impedir o uso

desses recursos por usuários não autorizados

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Tipos de Sistemas Operacionais

Desktop:

• Voltado ao atendimento do usuário doméstico e corporativo

para a

realização de atividades corriqueiras

, como edição de

textos e gráficos, navegação na Internet e reprodução de mídias

simples

• Suas principais características são a

interface gráfica

, o

suporte

à interatividade

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Tipos de Sistemas Operacionais

Embarcados EmbarcadosEmbarcados Embarcados:

• Um sistema operacional embarcado (ou embedded) é construído construído construído construído para operar sobre um hardware com poucos recursos de

para operar sobre um hardware com poucos recursos de para operar sobre um hardware com poucos recursos de para operar sobre um hardware com poucos recursos de processamento, armazenamento

processamento, armazenamento processamento, armazenamento

processamento, armazenamento e e e e energiaenergiaenergiaenergia

• Aplicações Aplicações típicasAplicações Aplicações típicastípicastípicas: telefones celulares, sistemas de automação

industrial, equipamentos eletrônicos de uso doméstico (leitores de DVD, TVs, fornos micro-ondas, centrais de alarme, etc.)

• ExemplosExemplosExemplosExemplos de sistemas operacionais embarcados: LynxOS, C/OS, Xylinx e VxWorks

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Tipos de Sistemas Operacionais

Tempo Real (RTOS): Tempo Real (RTOS): Tempo Real (RTOS): Tempo Real (RTOS):

• Um SO de tempo real não precisa ser necessariamente ultrarrápido; sua característica essencial é ter um comportamento temporal comportamento temporal comportamento temporal comportamento temporal

previsível previsível previsível

previsível (ou seja, seu tempo de resposta deve ser conhecido no melhor e pior caso de operação)

• ExemplosExemplosExemplosExemplos:

• Soft-RTOS: suporte à gravação de CDs, ou à reprodução de músicas • Hard-RTOS: controle de funcionamento de uma turbina de avião,

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

http://www.tecmundo.com.br/sistema-operacional/2031-a-historia-dos-sistemas-operacionais-infografico-.htm

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

Década de 50: Década de 50:Década de 50: Década de 50: • Computadores gigantes

• Tarefas realizadas por técnicos, os quais ditavam o que seria realizado através do próprio hardware

• Um funcionário era contratado especialmente para ativar e ativar e ativar e ativar e

desativar chaves desativar chaves desativar chaves

desativar chaves, as quais serviam para indicar se um componente devia ficar ligado ou desligado

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1969

1969 –

–

– UNIX

–

UNIX

• Na década de 1960, uma equipe de desenvolvedores da AT&T

Bell Labs resolveu trabalhar em um software mais objetivo e

simplificado

• Inicialmente programado especificamente para um tipo de

máquina, e em 1973 recodificado para a linguagem C.

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1981

1981 ---- MS

MS

MS----DOS / IBM PC DOS

MS

DOS / IBM PC DOS

• Primórdios a Microsoft

• Foi o começo do que hoje é

o Windows

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1984 1984 1984

1984 ---- Mac OSMac OSMac OSMac OS

• Interface gráfica, gestos do mouse

• Começo da era dos

computadores “amigáveis”

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Histórico

1985 1985 1985

1985 ---- Windows 1.0Windows 1.0Windows 1.0Windows 1.0

• Correndo atrás do prejuízo, a

Microsoft lançou seu primeiro sistema com interface gráfica e suporte para múltiplas tarefas

• Rodava sobre o MS-DOS

1987 1987 1987

• Janelas podiam se sobrepor umas às outras e já existiam os recursos

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1990 1990 1990

• Melhoria no suporte de hardware

• Compatível com adaptadores gráficos de 256 cores

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1991 1991 1991

1991 –––– LinuxLinuxLinuxLinux

• O Linux veio 22 anos depois do UNIX

• Foi um dos mais importantes da história, por trazer código livre e aberto

• Foi criado por Linus Torvalds

• Não é uma plataforma única. Desde o começo, Torvalds distribuiu o Kernel do sistema de forma gratuita,

garantindo que diversos outros sistemas pudessem ser desenvolvidos e oferecer novas experiências para os usuários

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Histórico dos Sistemas

Operacionais

1992 1992 1992

1992 ---- Windows Windows Windows 3.1Windows 3.13.13.1

• Apresentava uma interface de rede mais bem desenvolvida

• Melhor suporte para a execução de arquivos multimídia e fontes TrueType

• Em apenas dois meses, a versão 3.1 vendeu 3 milhões de cópias

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Histórico

2001 2001 2001

2001 ---- Windows XPWindows XPWindows XPWindows XP

2004 2004 2004

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Histórico

2011 2011 2011

2011 ––– OS X 10.9 Mavericks– OS X 10.9 MavericksOS X 10.9 MavericksOS X 10.9 Mavericks 2012

2012 2012

2012 ––– Windows – Windows Windows Windows 8888 2014

2014 2014

2014 ––– Windows – Windows Windows Windows 8.18.18.18.1 2014

2014 2014

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Sistemas Operacionais para

Celulares

2007

2007 –

–

– iOS

–

iOS

2008

2008 –

–

– Android

–

Android

2010

2010 –

–

– Windows Phone

–

Windows Phone

2013

2013 –

–

– Ubuntu

–

Ubuntu

Ubuntu Touch

Touch

2013

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Sistemas Operacionais no

Mercado

http://www.netmarketshare.com/

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Sistemas Operacionais no

Mercado

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Sistemas Operacionais no

Mercado

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