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  • 8/15/2019 Aula_01_SO_a

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    Sistemas OperacionaisSistemas Operacionais

    Professor: AndrProfessor: Andréé SobralSobral

    ee--mail:mail: [email protected]@univercidade.br

    Tecnologia em AnTecnologia em Anáálise elise eDesenvolvimento de SistemasDesenvolvimento de Sistemas

     Introdução

    O que se espera de um sistema deO que se espera de um sistema decomputacomputaçção?ão?ExecuExecuçção de programas de usuão de programas de usuááriosrios

    Permitir a soluPermitir a soluçção de problemasão de problemasSistema OperacionalSistema Operacional (SO)(SO) éé um programaum programacolocado entre o hardware do computador e oscolocado entre o hardware do computador e osprogramas dos usuprogramas dos usuáários de forma a atingir essesrios de forma a atingir essesdois objetivos.dois objetivos.

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Estrutura do Sistema Computacional:Estrutura do Sistema Computacional:O sistema computacional pode ser dividido em 4O sistema computacional pode ser dividido em 4componentes gencomponentes genééricos:ricos:HardwareHardware -- recursos brecursos báásicos (CPU, memsicos (CPU, memóória,ria,dispositivos de E/S)dispositivos de E/S)Sistema OperacionalSistema Operacional -- controla e coordena o usocontrola e coordena o usodo hardware entre vdo hardware entre váários programas aplicativos erios programas aplicativos eusuusuááriosrios

    Programas aplicativos e de sistemaProgramas aplicativos e de sistema -- definedefinecomo os recursos de hardware são empregados nacomo os recursos de hardware são empregados nasolusoluçção de um problema (Processadores de texto,ão de um problema (Processadores de texto,compiladores,compiladores, browsersbrowsers,, SGBDsSGBDs, v, víídeos, jogos,deos, jogos, etcetc))

    UsuUsuááriosrios -- Pessoas, mPessoas, mááquinas, outrosquinas, outros

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Componentes GenComponentes Genééricos do Sistema Computacional:ricos do Sistema Computacional:

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Sistema Operacional: ConceitoSistema Operacional: ConceitoUm programa que controla a execuUm programa que controla a execuçção de programasão de programasaplicativosaplicativosInterface entre aplicativos e hardwareInterface entre aplicativos e hardware

    Duas visões para definir o Sistema Operacional:Duas visões para definir o Sistema Operacional:SOSO éé umum alocadoralocador de recursosde recursosGerencia todos os recursosGerencia todos os recursosDecide entre requisitos conflitantes para uso maisDecide entre requisitos conflitantes para uso maiseficiente dos recursoseficiente dos recursos

    SOSO éé um programa de controleum programa de controle Controla a execuControla a execuçção dos programas paraão dos programas paraprevenir erros e uso imprprevenir erros e uso impróóprio do computadorprio do computador

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Objetivos do Sistema OperacionalObjetivos do Sistema OperacionalTornar mais conveniente a utilizaTornar mais conveniente a utilizaçção de umão de umcomputadorcomputador

    ““EsconderEsconder”” detalhes internos de funcionamentodetalhes internos de funcionamentoTornar mais eficiente a utilizaTornar mais eficiente a utilizaçção de umão de umcomputadorcomputadorGerenciamentoGerenciamento ““ justo justo”” dos recursos do sistemados recursos do sistema

    Facilitar a evoluFacilitar a evoluçção do sistemaão do sistemaDesenvolvimento, teste e atualizaDesenvolvimento, teste e atualizaçção de novasão de novasfacilidadesfacilidades

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Sistema Operacional: Interface entre usuSistema Operacional: Interface entre usuáário /rio /computadorcomputador

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    ServiServiçços oferecidos pelo Sistema Operacional:os oferecidos pelo Sistema Operacional:CriaCriaçção de programas (Editores, depuradores,ão de programas (Editores, depuradores,compiladores)compiladores)

    ExecuExecuçção de programas (Carga de programas emão de programas (Carga de programas emmemmemóória)ria)Acesso a dispositivos de E/SAcesso a dispositivos de E/SControle de acesso a arquivosControle de acesso a arquivosAcesso a recursos de sistema (ProteAcesso a recursos de sistema (Proteçção entreão entreusuusuáários)rios)Contabilidade (EstatContabilidade (Estatíísticas, monitorasticas, monitoraçção deão de

    desempenho, sinalizardesempenho, sinalizar upgradesupgradesnecessnecessáários de hardware)rios de hardware)

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    As diferentes imagens de um Sistema Operacional:As diferentes imagens de um Sistema Operacional:Sistema operacional na visão do usuSistema operacional na visão do usuáário:rio:Imagem que o usuImagem que o usuáário tem do sistemario tem do sistemaInterface oferecida ao usuInterface oferecida ao usuáário para terrio para teracesso a recursos do sistema:acesso a recursos do sistema:Chamadas de sistemaChamadas de sistema

    Programas de sistemaProgramas de sistemaSistema operacional na visão do projetoSistema operacional na visão do projetoOrganizaOrganizaçção interna do sistemaão interna do sistemaoperacionaloperacionalMecanismos empregados para gerenciarMecanismos empregados para gerenciarrecursos do sistemarecursos do sistema

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Chamadas de sistema:Chamadas de sistema:Forma que programas solicitam serviForma que programas solicitam serviçços aoos aosistema operacional:sistema operacional:

    AnAnáálogo a sublogo a sub--rotinas: transferem controlerotinas: transferem controlepara o sistema operacional invpara o sistema operacional invéés de transferirs de transferirpara outro ponto do programa;para outro ponto do programa;

    ÉÉ o no núúcleo (cleo (kernelkernel) do sistema operacional que) do sistema operacional queimplementa as chamadas de sistema:implementa as chamadas de sistema:Existem chamadas de sistema associadas aExistem chamadas de sistema associadas agerência do processador, de memgerência do processador, de memóória, arquivosria, arquivos

    e de E/Se de E/S

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Programas de sistema:Programas de sistema:Programas executados fora doProgramas executados fora do kernelkernel (utilit(utilitáários)rios)Implementam tarefas bImplementam tarefas báásicas:sicas:Muitas vezes confundido com o prMuitas vezes confundido com o próóprio SOprio SO(por exemplo compiladores,(por exemplo compiladores, assemblersassemblers e etc.)e etc.)Interpretador de comandos (ativado sempreInterpretador de comandos (ativado sempreque o SO inicia uma seque o SO inicia uma seçção de trabalho / interfaceão de trabalho / interface

    grgrááfica de usufica de usuáário)rio)

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    PrimPrimóórdios (drdios (déécada de 40)cada de 40): Sistema operacional: Sistema operacionalinexistenteinexistente

    O programador tambO programador tambéémm éé o operadoro operadorExiste uma planilha para alocaExiste uma planilha para alocaçção de horão de horááriorioda mda mááquinaquinaO programador controla todo o equipamentoO programador controla todo o equipamentoO programa acessa diretamente os perifO programa acessa diretamente os perifééricosricos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    PrimPrimóórdios (drdios (déécada de 40)cada de 40): Sistema operacional: Sistema operacionalinexistenteinexistenteA evoluA evoluçção foi motivada por:ão foi motivada por:Melhorar a utilizaMelhorar a utilizaçção dos recursosão dos recursosAvanAvançços tecnolos tecnolóógicos (novos tipos degicos (novos tipos dehardware)hardware)AdiAdiçção de novos servião de novos serviççosos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistema em lote (batch):Sistema em lote (batch):IntroduIntroduçção de operadores profissionais (oão de operadores profissionais (o

    usuusuáário não era mais o operador da mrio não era mais o operador da mááquina)quina)JobJob: programa a ser compilado e executado,: programa a ser compilado e executado,acompanhado dos dados de execuacompanhado dos dados de execuçção (cartõesão (cartõesperfurados)perfurados)

    JobsJobs são organizados em lote (batch)são organizados em lote (batch)JobsJobs possuem necessidadespossuem necessidadessemelhantes (ex. Mesmo compilador)semelhantes (ex. Mesmo compilador) Passagem entrePassagem entre jobs jobs continua sendocontinua sendomanualmanual

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Monitor residenteMonitor residente (d(déécada de 50):cada de 50): éé um programaum programaque fica permanentemente em memque fica permanentemente em memóória.ria.FunFunçção: automatizar a transião: automatizar a transiçção entreão entreprogramasprogramasFuncionamento do monitor residente:Funcionamento do monitor residente:

    ExecuExecuçção inicialão inicial

    ControleControle éé transferido para otransferido para o job job (cartões(cartõescontrole)controle)Quando umQuando um job job termina o controle retorna aotermina o controle retorna aomonitormonitorO monitor residente carrega o prO monitor residente carrega o próóximoximoprogramaprograma

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Monitor residenteMonitor residente (d(déécada de 50):cada de 50): éé um programaum programaque fica permanentemente em memque fica permanentemente em memóória.ria.

    Cartões de controle indicam o que fazer:Cartões de controle indicam o que fazer:IdentificaIdentificaçção do usuão do usuááriorioTempo de execuTempo de execuççãoão

    Origem das linguagens de programaOrigem das linguagens de programaççãoão Monitor residente centraliza as rotinas deMonitor residente centraliza as rotinas deacesso aos perifacesso aos perifééricosricos

    As aplicaAs aplicaçções não acessam osões não acessam osperifperifééricos diretamentericos diretamente

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistema batchSistema batch multiprogramadomultiprogramado – – multitarefamultitarefa(d(déécada de 60)cada de 60)No monitor residente um programaNo monitor residente um programa ééexecutado de cada vezexecutado de cada vez

    EvoluEvoluçção:ão:Manter diversos programas na memManter diversos programas na memóória aoria ao

    mesmo tempomesmo tempoEnquanto um programa realiza E/S, outro podeEnquanto um programa realiza E/S, outro podeser executadoser executado

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistema batchSistema batch multiprogramadomultiprogramado – – multitarefamultitarefa(d(déécada de 60)cada de 60)

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistema batchSistema batch multiprogramadomultiprogramado – – multitarefamultitarefa(d(déécada de 60)cada de 60)MultiprogramaMultiprogramaççãoão:: Manter mais de um programa emManter mais de um programa em““execuexecuççãoão”” simultaneamentesimultaneamenteO tempo do processadorO tempo do processador éé dividido entredividido entre

    vváários programasrios programasOs perifOs perifééricos são melhor utilizadosricos são melhor utilizadosO processador fica menos tempo paradoO processador fica menos tempo parado

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistema batchSistema batch multiprogramadomultiprogramado – – multitarefamultitarefa(d(déécada de 60)cada de 60)

    MultiprogramaMultiprogramaççãoão:: Duas inovaDuas inovaçções de hardware possibilitaramões de hardware possibilitaramo surgimento dao surgimento da multiprogramamultiprogramaççãoão::InterrupInterrupçções:ões: sinalizasinalizaçções de eventosões de eventosAviso do perifAviso do periféérico (inrico (iníício ou tcio ou téérmino)rmino)

    Discos magnDiscos magnééticosticosAcesso randômico a diferentesAcesso randômico a diferentes jobs jobs nonodiscodiscoMelhor desempenho em acesso de E/SMelhor desempenho em acesso de E/S

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    SistemasSistemas TimesharingTimesharing (d(déécada de 70):cada de 70):Tipo deTipo de multiprogramamultiprogramaççãoãoAlAléém dam da multiprogramamultiprogramaççãoão, cada usu, cada usuáárioriopossui um terminalpossui um terminal

    InteraInteraçção com o programa em execuão com o programa em execuççãoão

    Ilusão de possuir a mIlusão de possuir a mááquina dedicada aquina dedicada aexecuexecuçção de seu programaão de seu programa Divisão do tempo de processamentoDivisão do tempo de processamentoentre usuentre usuááriosriosTempo de respostaTempo de resposta éé importanteimportante

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    SistemasSistemas TimesharingTimesharing (d(déécada de 70):cada de 70):Sistema MonousuSistema Monousuááriorio vsvs.. MultiusuMultiusuááriorio

    Sistema monousuSistema monousuááriorio -- Projetados paraProjetados paraserem usados por umserem usados por um úúnico usunico usuááriorioEx. MSEx. MS--DOS, Windows 3.x, Windows9x,DOS, Windows 3.x, Windows9x,MilleniumMillenium

    SistemaSistema multiusumultiusuááriorio -- Projetados paraProjetados parasuportar vsuportar váárias sessões de usurias sessões de usuáários em umrios em umcomputadorcomputadorEx. Windows NT (2000), UNIXEx. Windows NT (2000), UNIX

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    SistemasSistemas TimesharingTimesharing (d(déécada de 70):cada de 70):SistemaSistema MonotarefaMonotarefa vsvs. Multitarefa. MultitarefaSistemaSistema monotarefamonotarefa -- Capazes de executarCapazes de executarapenas uma tarefa de cada vezapenas uma tarefa de cada vezEx. MSEx. MS--DOSDOS

    Sistema multitarefaSistema multitarefa – – Projetados araProjetados arasuportar vsuportar váárias sessões de usurias sessões de usuáários em umrios em umcomputador. Existem dois tipos de sistemascomputador. Existem dois tipos de sistemasmultitarefasmultitarefas::NãoNão preemptivospreemptivos (cooperativo)(cooperativo)PreemptivosPreemptivos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais DistribuSistemas Operacionais Distribuíídosdos::Distribuir a realizaDistribuir a realizaçção de uma tarefa entreão de uma tarefa entre

    vváários computadores interconectados atravrios computadores interconectados atravéés des dealgum tipo de rede de comunicaalgum tipo de rede de comunicaççãoãoSistema distribuSistema distribuíído:do:

    conjunto de computadores autônomosconjunto de computadores autônomosinterconectados de forma a possibilitar ainterconectados de forma a possibilitar aexecuexecuçção de um servião de um serviççooexistência de vexistência de váárias mrias mááquinasquinas éétransparentetransparentesoftware fornece uma visãosoftware fornece uma visão úúnica donica dosistemasistema

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais DistribuSistemas Operacionais Distribuíídosdos::Sistemas fracamente acoplados (Sistemas fracamente acoplados (loosely loosely coupled coupled  system system ):):MMááquinas independentes (cada mquinas independentes (cada mááquinaquinapossui seu prpossui seu próóprio sistema operacional)prio sistema operacional)ComunicaComunicaççãoão éé feita atravfeita atravéés de troca des de troca de

    mensagens entre processosmensagens entre processosVantagens:Vantagens:Compartilhamento de recursosCompartilhamento de recursosBalanceamento de cargaBalanceamento de cargaAumento de confiabilidadeAumento de confiabilidade

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais paralelosSistemas Operacionais paralelos::MMááquinasquinas multiprocessadorasmultiprocessadoras possuem maispossuem mais

    de um processadorde um processadorSistemas fortemente acoplados (Sistemas fortemente acoplados (tightly tightly  coupled coupled system system ))Processadores compartilham memProcessadores compartilham memóória eria erelrelóógio comunsgio comunsComunicaComunicaççãoão éé realizada atravrealizada atravéés des dememmemóóriaria

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais paralelosSistemas Operacionais paralelos::Vantagens:Vantagens:Aumento deAumento de throughputthroughput (n(núúmero demero deprocessos executados)processos executados)Aspectos econômicosAspectos econômicos

    Aumento de confiabilidadeAumento de confiabilidade

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais paralelosSistemas Operacionais paralelos::SymmetricSymmetric multiprocessingmultiprocessing (SMP):(SMP):

    Cada processador executa uma cCada processador executa uma cóópiapiaidêntica do sistema operacionalidêntica do sistema operacionalVVáários processos podem ser executados emrios processos podem ser executados emparalelo sem perda de desempenho para oparalelo sem perda de desempenho para osistemasistemaA maioria dos sistemas operacionais atuaisA maioria dos sistemas operacionais atuaissuportam SMP atravsuportam SMP atravéés do conceito des do conceito demultithreadingmultithreading

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais paralelosSistemas Operacionais paralelos::AsymmetricAsymmetric multiprocessingmultiprocessingCada processador executa uma tarefaCada processador executa uma tarefaespecespecíífica: ex. Processador mestre parafica: ex. Processador mestre paraalocaalocaçção de tarefas a escravosão de tarefas a escravos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    HistHistóórico dos Sistemas Operacionais:rico dos Sistemas Operacionais:

    Sistemas Operacionais de tempo realSistemas Operacionais de tempo real::Empregado para o controle de procedimentosEmpregado para o controle de procedimentos

    que devem responder dentro de um certoque devem responder dentro de um certointervalo de tempointervalo de tempoEx. Experimentos cientEx. Experimentos cientííficos, tratamento deficos, tratamento deimagens mimagens méédicas, controle de processos etc.dicas, controle de processos etc.

    NoNoçção de tempo realão de tempo real éé dependente dadependente daaplicaaplicaçção (ão (milisegundosmilisegundos, minuto, horas, minuto, horas etcetc))

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    Uma CPU e uma sUma CPU e uma séérie de controladoras derie de controladoras dedispositivos conectadas a umdispositivos conectadas a um barramentobarramento comumcomumque fornece acessoque fornece acesso àà memmemóória compartilhada.ria compartilhada.ExecuExecuçção concorrente da CPU e dispositivos,ão concorrente da CPU e dispositivos,competindo por ciclos decompetindo por ciclos de

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:Cada controlador de dispositivo estCada controlador de dispositivo estáá a cargo de uma cargo de umtipo espectipo especíífico de dispositivo.fico de dispositivo.Para garantir o acesso corretoPara garantir o acesso correto àà memmemóóriariacompartilhada, uma controladora de memcompartilhada, uma controladora de memóóriaria ééfornecida e sua funfornecida e sua funççãoão éé sincronizar o acessosincronizar o acesso ààmemmemóória.ria.Cada controlador de dispositivo possui um buffer local.Cada controlador de dispositivo possui um buffer local.A CPU move dados de/para a memA CPU move dados de/para a memóória principalria principal

    de/para osde/para os buffersbuffers locais.locais.O controlador de dispositivo informaO controlador de dispositivo informa àà CPU que estaCPU que estatem que terminar sua operatem que terminar sua operaçção causando umaão causando umainterrupinterrupçção.ão.

    Os sistemas operacionais modernos sãoOs sistemas operacionais modernos sãobaseados em interrupbaseados em interrupçções.ões.

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    FunFunçções comuns de interrupões comuns de interrupçção:ão:Existem diversos tipos diferentes de eventos queExistem diversos tipos diferentes de eventos quepodem causar uma interruppodem causar uma interrupçção (ex. operaão (ex. operaçção de E/S,ão de E/S,

    divisão por zero, acesso invdivisão por zero, acesso inváálidolido àà memmemóória,ria, etcetc).).Para cada interrupPara cada interrupçção uma rotina de servião uma rotina de serviççoo éédesignada responsdesignada responsáável para tratar a interrupvel para tratar a interrupçção.ão.Quando a CPUQuando a CPU éé interrompida, ela pinterrompida, ela páára o que estra o que estááfazendo e imediatamente transfere a execufazendo e imediatamente transfere a execuçção paraão paraum local fixo, que contum local fixo, que contéém o enderem o endereçço de ino de iníício ondecio ondeestestáá a rotina de servia rotina de serviçço para a interrupo para a interrupçção.ão.

    A rotina de serviA rotina de serviçço de interrupo de interrupçção executa;ão executa;quandoquando éé concluconcluíída, a CPU retoma ada, a CPU retoma acomputacomputaçção interrompida.ão interrompida.

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    Processos:Processos:Um processoUm processo éé uma parte de um programa emuma parte de um programa emexecuexecuçção.ão.ÉÉ posspossíível que vvel que váários processos sejam partes derios processos sejam partes deum mesmo programa.um mesmo programa.O momento e a forma que um processoO momento e a forma que um processo éé criado oucriado ou

    destrudestruíído depende do sistema operacionaldo depende do sistema operacional(chamadas de sistema).(chamadas de sistema).Processos do usuProcessos do usuáário: Ex. para imprimir um arquivorio: Ex. para imprimir um arquivoéé utilizado um diretutilizado um diretóório especial (rio especial (spoolingspooling).).

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    Processos:Processos:Hierarquia de processos: Pais e filhosHierarquia de processos: Pais e filhos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    OperaOperaçção dos Sistemas de Computaão dos Sistemas de Computaçção:ão:

    Processos:Processos:Estados de um Processo:Estados de um Processo:

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    O SOO SO éé um sistema muito complexo, queum sistema muito complexo, que éé dividido emdividido empartes menores para simplificapartes menores para simplificaçção.ão.Cada uma dessas partes deve ser uma porCada uma dessas partes deve ser uma porçção bemão bem

    delineada do sistema.delineada do sistema.Nem todos os SO têm a mesma estrutura, no entanto,Nem todos os SO têm a mesma estrutura, no entanto,compartilham a meta de dar suporte aos vcompartilham a meta de dar suporte aos vááriosrioscomponentes.componentes.

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de processosGerência de processosGerência de memGerência de memóória principalria principalGerência de arquivosGerência de arquivosGerência do sistema I/OGerência do sistema I/OGerência de armazenamento secundGerência de armazenamento secundááriorioRedesRedesSistema de ProteSistema de ProteççãoãoSistema interpretador de comandosSistema interpretador de comandos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de processosGerência de processosUm programa não faz nada a não ser que suasUm programa não faz nada a não ser que suasinstruinstruçções sejam executadas por uma CPU.ões sejam executadas por uma CPU.Um processo pode ser considerado um programaUm processo pode ser considerado um programaem execuem execuçção.ão.Um processo precisa de determinados recursosUm processo precisa de determinados recursos – –incluindo tempo de CPU, memincluindo tempo de CPU, memóória, arquivos eria, arquivos edispositivos de I/O para realizar sua tarefa.dispositivos de I/O para realizar sua tarefa.Esses recursos são dados ao processo quando eleEsses recursos são dados ao processo quando eleéé criado ou são alocados durante sua execucriado ou são alocados durante sua execuçção.ão.

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

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     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de processosGerência de processosO sistema operacionalO sistema operacional éé responsresponsáável pelasvel pelasseguintes atividades em relaseguintes atividades em relaççãoão àà gerência degerência deprocessos:processos:

    Criar e excluir processos de usuCriar e excluir processos de usuáário e derio e desistemasistema

    Suspender e retomar processosSuspender e retomar processosFornecer mecanismos para a sincronizaFornecer mecanismos para a sincronizaççãoãode processosde processosFornecer mecanismos para a comunicaFornecer mecanismos para a comunicaççãoãode processosde processos

    Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 

     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de MemGerência de Memóória Principalria PrincipalA memA memóória principal (MP)ria principal (MP) éé centralcentral àà operaoperaçção deão deum sistema de computaum sistema de computaçção moderno.ão moderno.A MP geralmenteA MP geralmente éé oo úúnico dispositivo denico dispositivo dearmazenamento grande que a CPU pode enderearmazenamento grande que a CPU pode endereççarare acessar diretamente.e acessar diretamente.Para que um programa seja executado, ele devePara que um programa seja executado, ele deveser mapeado para endereser mapeado para endereçços absolutos e carregadosos absolutos e carregadosna memna memóória.ria.

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de MemGerência de Memóória Principalria PrincipalÀÀ medida que o programa executa, ele acessamedida que o programa executa, ele acessainstruinstruçções e dados do programa a partir da memões e dados do programa a partir da memóóriariagerando esses enderegerando esses endereçços absolutos.os absolutos.O SOO SO éé responsresponsáável pelas seguintes atividades:vel pelas seguintes atividades:

    Manter registro das partes da memManter registro das partes da memóória queria que

    estão sendo usadas no momento e por quem.estão sendo usadas no momento e por quem.Decidir que processos deverão serDecidir que processos deverão sercarregados na memcarregados na memóória quando houverria quando houverespaespaçço dispono disponíível.vel.Alocar eAlocar e desalocardesalocar espaespaçço na memo na memóória,ria,conforme necessconforme necessáário.rio.

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de ArquivosGerência de ArquivosA gerência de arquivosA gerência de arquivos éé um dos componentesum dos componentesmais vismais visííveis de um sistema operacional. Osveis de um sistema operacional. Os

    computadores podem armazenar informacomputadores podem armazenar informaçções emões emvváários tipos diferentes de meios frios tipos diferentes de meios fíísicos. Cada meiosicos. Cada meio éécontrolado por um dispositivo.controlado por um dispositivo.O SOO SO éé responsresponsáável pelas seguintes atividades:vel pelas seguintes atividades:

    Criar e excluir arquivosCriar e excluir arquivosCriar e excluir diretCriar e excluir diretóóriosriosMapear arquivos no armazenamentoMapear arquivos no armazenamentosecundsecundááriorio

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência do Sistema I/OGerência do Sistema I/OO subsistema de I/O consiste em:O subsistema de I/O consiste em:Um componente de gerência de memUm componente de gerência de memóória queria queincluiinclui bufferingbuffering, armazenamento em, armazenamento em cachecache eespoolingspooling..Uma interface geral deUma interface geral de driverdriver de dispositivode dispositivo

    DriversDrivers para dispositivos de hardwarepara dispositivos de hardwareespecespecííficos.ficos.

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Gerência de Armazenamento SecundGerência de Armazenamento Secundáário (Disco)rio (Disco)Quando um sistema de computaQuando um sistema de computaçção executaão executaprogramas, esses programas e seus dados devemprogramas, esses programas e seus dados devem

    estar na memestar na memóória principal, ou armazenamentoria principal, ou armazenamentoprimprimáário, como a memrio, como a memóória principalria principal éé pequena epequena ecomo os dados que armazena são perdidos quandocomo os dados que armazena são perdidos quandoa energiaa energia éé desconectada, o sistema de computadesconectada, o sistema de computaççãoãodeve fornecer armazenamento secunddeve fornecer armazenamento secundáário para darrio para darsuportesuporte àà memmemóória principal.ria principal.O SOO SO éé responsresponsáável pelas seguintes atividades:vel pelas seguintes atividades:

    Gerência de espaGerência de espaçço livreo livreAlocaAlocaçção de espaão de espaçço (armazenamento)o (armazenamento)

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    RedesRedesUm sistema distribuUm sistema distribuíídodo éé uma coleuma coleçção deão deprocessadores que não compartilham memprocessadores que não compartilham memóória,ria,dispositivos perifdispositivos perifééricos ou umricos ou um clockclock. Em vez disso,. Em vez disso,cada processador tem sua prcada processador tem sua próópria mempria memóória local eria local eclockclock, e os processadores se comunicam entre si, e os processadores se comunicam entre siatravatravéés de vs de váárias linhas de comunicarias linhas de comunicaçção, comoão, como

    barramentosbarramentos ou redes de alta velocidade.ou redes de alta velocidade.

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    RedesRedesUm sistema distribuUm sistema distribuíído redo reúúne sistemas fisicamentene sistemas fisicamenteseparados e possivelmente heterogêneos em umseparados e possivelmente heterogêneos em um

    úúnico sistema coerente, fornecendo ao usunico sistema coerente, fornecendo ao usuááriorioacesso aos vacesso aos váários recursos mantidos pelo sistema. Orios recursos mantidos pelo sistema. Oacesso a um recurso compartilhado permite maioracesso a um recurso compartilhado permite maiorvelocidade de computavelocidade de computaçção, maior funcionalidade,ão, maior funcionalidade,maior disponibilidade de dados e melhormaior disponibilidade de dados e melhorconfiabilidade.confiabilidade.

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    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Sistema de ProteSistema de ProteççãoãoA proteA proteççãoão éé qualquer mecanismo para controlar oqualquer mecanismo para controlar oacesso de programas, processos ou usuacesso de programas, processos ou usuáários aosrios aosrecursos definidos por um sistema de computarecursos definidos por um sistema de computaçção.ão.Esse mecanismo deve fornecer meios para aEsse mecanismo deve fornecer meios para aespecificaespecificaçção dos controles a serem impostos e osão dos controles a serem impostos e osmeios para seu cumprimento.meios para seu cumprimento. A proteA proteçção pode melhorar a confiabilidadeão pode melhorar a confiabilidadedetectando erros latentes nas interfaces entre osdetectando erros latentes nas interfaces entre ossubsistemas.subsistemas.

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     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Sistema Interpretador de ComandosSistema Interpretador de ComandosUm dos programas de sistema mais importantesUm dos programas de sistema mais importantespara um sistema operacionalpara um sistema operacional éé o interpretador deo interpretador de

    comandos, quecomandos, que éé a interface entre o usua interface entre o usuáário e orio e osistema operacional.sistema operacional.Alguns sistemas operacionais incluem oAlguns sistemas operacionais incluem ointerpretador de comandos nointerpretador de comandos no KernelKernel. Outros. Outrossistemas operacionais, tais como MSsistemas operacionais, tais como MS--DOS e UNIX,DOS e UNIX,tratam o interpretador de comandos como umtratam o interpretador de comandos como umprograma especial que fica executando quando umprograma especial que fica executando quando um job job éé iniciado.iniciado.

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     Introdução

    Componentes de Um Sistema Operacional:Componentes de Um Sistema Operacional:

    Sistema Interpretador de ComandosSistema Interpretador de ComandosMuitos comandos são passados ao sistemaMuitos comandos são passados ao sistemaoperacional por instruoperacional por instruçções de controle.ões de controle.Quando um novoQuando um novo job job éé iniciado em um sistema eminiciado em um sistema embatch, ou quando um usubatch, ou quando um usuáário efetuario efetua logonlogon em umem umsistema de tempo compartilhado, um programa quesistema de tempo compartilhado, um programa quelê e interpreta instrulê e interpreta instruçções de controleões de controle éé executadoexecutado

    automaticamente. Esse programaautomaticamente. Esse programa ààs vezess vezes ééchamado de interpretador de cartões de controle, ouchamado de interpretador de cartões de controle, ouo interpretador da linha de comandos, e geralmenteo interpretador da linha de comandos, e geralmente ééchamado de Shell.chamado de Shell.

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    ServiServiçços do Sistema Operacional;os do Sistema Operacional;