Sistemas Operacionais

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Sistemas Operacionais

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• Definição:

É um software que atua como intermediário entre o usuário e o hardware do computador e, serve também como intermediário entre os softwares aplicativos e o hardware.

• Objetivo:

Tornar o uso do sistema de computação

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Sistema Operacional - Funções

• Facilidade de acesso aos recursos do sistema:

• A utilização dos

diversos dispositivos ( impressoras, scanners,

mouse, etc...) é

abstraída dos usuários.

programadores e analistas Usuários programas, sistemas e aplicativos usuários • Compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida memória _discos Hardware Sistema Operacional Sistema Operacional fitas

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Máquina de Camadas

(Abstração de recursos)

• Cada hardware tem sua particularidade

• Cabe ao sistema operacional gerenciar as

particularidades do hardware

- Um processador de texto não deve deter o conhecimento de como gravar um arquivo (disquetes, pen drive, hd´s).

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Gerencia de Processos

• Chamamos de programas em execução de

processos;

• Escalonamento de processos;

• O S.O. dar suporte aos processos da seguinte

forma:

- Criando e destruindo processos; - Alterando a prioridade;

- Comunicação entre processos; - Sincronização entre processos;

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Sistema Operacional - responsabilidades

Gerencia de Memória

• Evitar desperdício de memória;

• O S.O. atende as solicitações de alocação e

liberação de memória:

- Solicitação de memória adicional;

- Liberar memória de volta para o S.O.

- Solicitar áreas de memória para serem compartilhadas entre processos;

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Gerencia de Dispositivos de E/S

• Esses

dispositivos

quase

sempre

são

utilizados entre vários processos;

• Ao

gerenciá-los,

fornece

serviços

aos

processos, tipo:

- Abrir ou associar um dispositivo a um processo; - Ler ou gravar dados de um dispositivo;

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Sistema Operacional - responsabilidades

Gerencia do Sistema de arquivos

• Ao gerenciá-los, fornece serviços de:

- Abertura e leitura de um arquivo;

- Gravação e fechamento de um arquivo;

- Leitura ou modificação dos metadados de arquivos (nome, tamanho, propriedade e etc.)

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Gerencia de Segurança

• O S.O. não pode permitir que um processo

encerre o outro;

• Que um processo não grave no espaço de

memória do outro;

• As aplicações podem solicitar:

- Configura politicas de segurança;

- Autenticar-se em um sistema remoto;

- Criptografar e decriptografar mensagens; (transmitidas em redes

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Sistema Operacional - Histórico

• Primeira Geração: 1945 – 1955

- Surgimento computadores digitais (300 válvulas);Computador Z3

relés; Mark; Eniac; primitivos e lentos levavam segundos para efetuarem cálculos simples;

- A manutenção desses equipamentos era feita em código de maquina

(nem mesmo assembly existia);

- Inicio década de 50 introdução perfuradoras de cartão; - Inicio década de 50 introdução perfuradoras de cartão;

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- Transistores e Sistemas em lote (batch) - Mainframes;

- Execução de tarefas

- Surgimento Fortan ou Assembly; - Desperdício de recursos e tempo - Sistemas em lote (batch)

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Sistema Operacional - Histórico

• Terceira Geração: 1965 – 1980 - Circuitos integrados

- Multiprogramação (spooling, timesharing)

- Gerenciamento de memória (O sistema deve alocar e liberar a

memória para vários jobs/programas).

- Escalonamento da CPU (O sistema deve escolher entre os vários

jobs/programas qual está pronto para ser executado). jobs/programas qual está pronto para ser executado).

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- Chips com milhares de transistores; - Computadores pessoais;

- Sistemas operacionais de Redes; - Sistemas Operacionais distribuídos;

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Sistema Operacional - Tipos

- Os tipos e suas evoluções, estão associados diretamente com as evoluções de hardware e das aplicações por eles suportadas

Tipos de S.O´s Tipos de S.O´s

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1 - Sistemas Monoprogramáveis / Monotarefas

-Primeiros sistemas, voltados para a execução de um único programa;

-Dedicação exclusiva dos recursos de hardware (memória, processador, etc...), a um único programa;

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2 - Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefas -Evolução dos sistemas monoprogramáveis;

-Recursos computacionais compartilhados entre usuários e aplicações (gerenciamento de recursos);

-Redução de custos porém implementação mais complexa -Redução de custos porém implementação mais complexa

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- Redução total do tempo de execução das aplicações;

- A partir do número de usuários, podemos classificar como monousuário ou multiusuário;

-Multiprogramáveis monousuários: computadores pessoais, estações de trabalho, apenas um usuário interagindo com o sistema;

-Multiprogramáveis multiusuários: diversos usuários conectam-se ao sistema simultaneamente;

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- Sistemas Multiprogramáveis podem ser classificados pela forma com que suas aplicações são gerenciadas;

Sistemas Multiprogramáveis Sistemas Batch Sistemas Tempo Compartilhado Sistemas Tempo Real

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- Foram os primeiros multiprogramáveis (década de 60); - Programas chamados de Jobs (cartões perfurados);

- Podem ser bastante eficientes (melhor utilização do processador);

2.2 - Sistemas de Tempo Compartilhado (time-sharing)

- Execução diversos programas a partir da divisão do tempo do processado em pequenos intervalos, fatia de tempo

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2.3 - Sistemas Tempo Real (real time)

- Similar aos sistemas de tempo compartilhado, porém o tempo exigido no processamento das aplicações, podem comprometer a execução das mesmas;

- Tempo de processamento dentro de limites rígidos; - Não existe fatia de tempo; Aplicação é a prioridade.

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3 - Sistemas com múltiplos processadores

- Duas ou mais CPU´s interligadas e trabalhando em conjunto;

- Vários programas sendo executados ao mesmo tempo, ou um mesmo programa seja dividido em partes;

um mesmo programa seja dividido em partes;

-Ex.: Processamento científico, desenvolvimento aeroespacial, empresas petrolíferas;

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3 - Sistemas com múltiplos processadores - Características:

• Escalabilidade: ampliar poder computacional adicionando novo processadores;

• Disponibilidade: manter o sistema em operação mesmo • Disponibilidade: manter o sistema em operação mesmo em caso de falhas;

• Balanceamento de carga: distribuição do processamento entre os diversos processadores.

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- Tipos:

• A forma de comunicação entre as UCP´s e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de E/S, possibilita uma sub-divisão

Sistemas c/ Múltiplos Processadores Sistemas Fortemente Acoplados Sistemas Fracamente Acoplados

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3.1- Sistemas fortemente acoplados (multiprocessadores) - vários processadores compartilhando uma única memória física e dispositivos de E/S;

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3.1- Sistemas fortemente acoplados (multiprocessadores) - Exemplos:

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3.1- Sistemas fracamente acoplados

- possuem dois ou mais sistemas computacionais conectados através de linhas de comunicação;

- Cada sistema funciona de forma independente (S.O. gerenciando seus próprios recursos

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3.1- Sistemas fracamente acoplados - Exemplo:

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Tipos de S.O´s

Monoprogramáveis/

Multiprogramáveis / Monoprogramáveis/ Com múltiplos

Monotarefas Multiprogramáveis / Multitarefas Com múltiplos processadores Fortemente Fracamente

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no desenvolvimento de uma aplicação em um ambiente sem SO?

2- Defina o conceito de uma máquina de camadas. 3- Cite 3 tipos de SO´s e explique.

4- Explique a diferença entre sistemas mono e multiprogramáveis.

multiprogramáveis.

5- Por que dizemos que existe subutilização de recursos em sistemas monoprogramáveis?

6- Um sistema monousuário pode ser um sistema multiprogramável? Explique.

7- Explique a diferença entre sistemas fracamente acoplados e sistemas fortemente acoplados.