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Sistemas Operativos
 

Sistemas Operativos

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Introdução aos sistemas operativos.

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Sistemas Operativos Sistemas Operativos Presentation Transcript

  • Introdução aos Sistemas Operativos
  • Conceito de Sistema Operativo
    • Sistema Operativo
      • Pode ser definido como um conjunto de programas que permitem uma interacção simplificada entre o utilizador e a máquina
    Dispositivos físicos Sistema Operativo Aplicações Utilizador Hardware
  • Conceito de Sistema Operativo
    • O Sistema Operativo pode ser visto como
      • Máquina virtual
        • Dar ao utilizador a ilusão de dispor de uma máquina muito mais fácil de utilizar e programar do que o hardware .
      • Gestor de recursos
        • Efectuar a gestão dos diversos componentes da arquitectura de um computador, impondo ordem na atribuição de recursos aos programas.
        • Tirar máximo partido dos recursos disponíveis
          • Tempo de CPU, memória, etc
  • Conceitos e revisões
    • Processador e Processos
      • Um processo é basicamente um programa em execução
      • Num sistema multi-programado, vários processos podem estar a correr simultaneamente
      • Contudo, quando existe um só processador, apenas um processo pode utilizá-lo em cada instante temporal
      • Os processos concorrem pelo processador e cooperam entre si para realizar tarefas mais complexas
  • Conceitos e revisões
    • Processador e Processos
      • Processador (CPU)
        • Elemento activo do sistema que executa processos
      • Modo utilizador ( User Mode )
        • Disponível um subconjunto das instruções do CPU. É neste modo que correm as aplicações
      • Modo núcleo ( Kernel Mode )
        • Modo privilegiado do processador, para o qual todas as instruções estão disponíveis. Só o Sistema Operativo é que tem acesso a este modo
  • Conceitos e revisões
    • Memória e Gestão de memória
      • Divisão estruturada da memória de modo a ser possível o carregamento de diversos programas na memória principal
        • Colocação e Protecção
      • Existência de mecanismos que permitam o crescimento da memória de dados de um programa
        • Reserva de memória
      • Gestão do espaço de endereçamento de modo a que se possa ter uma capacidade de memória superior à da memória principal (a RAM) – Memória Virtual
  • Conceitos e revisões
      • Hierarquia da memória
    Registos Cache Memória principal Discos Tapes Maior rapidez Maior capacidade
  • Conceitos e revisões
      • Sistemas mono-programados e multi-programados
  • Conceitos e revisões
    • Sistemas de ficheiros (FAT 32, NTFS, EXT3, etc.)
      • Gestão da informação não-volátil armazenada em memória secundária (discos, tapes)
      • Providenciar um nível de abstracção para que o utilizador não se preocupe com os detalhes da utilização de discos, disquetes, etc.
      • Chamadas ao sistema:
        • Criação, remoção, cópia, escrita e leitura de ficheiros
  • Conceitos e revisões
      • Estrutura hierárquica (em árvore) - directórios
    Nomeficheiro.extensão Extensão indica o tipo do ficheiro
  • Conceitos e revisões
    • Periféricos e I/O
      • Gestão das operações de escrita e leitura nos diversos periféricos
        • Teclado, impressora, terminais de texto e gráficos, discos, etc.
      • Tratamento de interrupções e de erros
      • Device drivers
        • Programas para gestão de periféricos específicos
  • Classificação de SOs
    • Multi-utilizador
      • O tempo de processamento do CPU de um computador pode ser partilhado por mais do que um utilizador de forma interactiva.
        • Unix, Linux
    • Mono-utilizador
      • O CPU só pode estar dedicado de forma interactiva a um conjunto de processos do mesmo utilizador
        • MS-DOS, todos os Windows
  • Classificação de SOs
    • Multi-programação
      • Capacidade de correr vários programas simultaneamente (em concorrência)
        • Unix, Linux, todos os Windows
    • Mono-programação / Processamento por lotes
      • Cada programa monopoliza o processador até terminar
        • Spectrum
        • DOS (à parte dos programas residentes)
  • Classificação de SOs
    • Dedicado
      • Sistema Operativo projectado para aplicações específicas
      • Exemplos:
        • Controlo de uma linha de montagem - SOs em tempo real
        • Gestão de transacções numa companhia aérea - SOs para Mainframes
        • Interface para um telemóvel – SO embedded
    • Uso geral
      • Projectados para uma fácil utilização
      • Permitem a execução de uma grande variedade de programas
      • Reconhecem uma grande diversidade de periféricos
  • Classificação de SOs
    • Centralizado
      • O Sistema Operativo cria uma máquina virtual sobre um único computador
    • Distribuído
      • O Sistema Operativo que corre sobre um conjunto de computadores, dando a ilusão de que este conjunto é uma entidade única
        • Sistemas distribuídos puros
        • Sistemas em rede
        • Sistemas multi-processador
  • Modelo de um SO
    • Camadas ( Layers )
      • O SO encontra-se estruturado segundo um conjunto de camadas funcionais
      • Cada camada utiliza serviços de camadas que lhe são interiores
      • Em suma, cada camada é uma máquina virtual com uma interface bem definida
      • À camada mais baixa (gestão de processos) corresponde o núcleo do sistema operativo
  • Modelo de um SO
    • Camadas ( Layers )
  • Modelo de um SO
    • Modular
      • O SO encontra-se organizado segundo módulos à volta de um núcleo ( kernel )
      • O núcleo é geralmente pequeno ( Micro-kernel ), comunicando com o hardware e estabelecendo a comunicação entre os diversos módulos
      • Pode introduzir-se o conceito de processo cliente e de processo servidor que correm em modo utilizador
      • Facilmente adaptável a sistemas distribuídos
      • Estrutura mais estável (teoricamente...)
  • Modelo de um SO
    • Modular
  • Modelo de um SO
    • Modular (Cliente-Servidor)
  • Bibliografia
    • Silberschatz A., Galvin P. B. & Gagne G. (2002). Operating System Concepts. Addison-Wesley.
    • Stallings W. (2006). Operating Systems–Internals and Design Principles . Prentice Hall
    • Consulta do site so.dcti.iscte.pt/SO-2008-09-2/Material/1-Introducao.ppt