Sistemas Operativos (Operating Systems)

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Esta apresentação fala sobre noção/funções de um sistema operativo, requisitos e tipos de sistemas operativos. Engloba toda matéria do 11º ano de Tecnologias Informáticas do curso Tec. de Infoirmática.

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Sistemas Operativos (Operating Systems)

  1. 1. Resumidamente, um Sistema Operativo é um programa ou conjunto de programas cuja função é servir de Interface entre um computador e o utilizador e gerir os recursos e componentes de hardware de modo a tornar o computador mais eficiente para o acesso do utilizador.
  2. 2. Mais detalhadamente, um SO tem várias funções tais como: Partilha de recursos com protecção:  - físicos: processador, memória, discos, periféricos diversos;  - lógicos: programas de uso geral (editores, compiladores) e bibliotecas partilhadas por  diversos programas. Gestão da concorrência – controlar diversos fluxos de actividade independentes que  se executam quot;em paraleloquot;, sem que os mesmos interfiram não intencionalmente. Gestão de informação persistente – armazenamento fiável e seguro da informação  não volátil em suportes magnéticos, ópticos, etc. Controlo dos gastos – contabilização e limitação da utilização dos recursos físicos. 
  3. 3. Os computadores funcionam com dois tipos de software: • software de sistema ou sistema operativo; • software de aplicação.
  4. 4. Multiprocessadores Mainframes Servidores Computadores Pessoais Tempo Real Embebidos e Smart Cards
  5. 5. Um Mainframe é um computador de grande porte, dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações. Os mainframes são capazes de oferecer serviços de processamento a milhares de utilizadores utilizando para isso milhares de terminais conectados directamente a ele ou através de uma rede. O termo mainframe refere-se ao gabinete principal que alojava a unidade central de processamento nos primeiros computadores. Embora venham perdendo espaço para os computadores pessoais (PCs) e para as estações de trabalho, de custo bem menor, ainda são muito usados em ambientes comerciais e grandes empresas (Bancos, Empresas de aviação, Universidades, etc.), bem como para processamento científico.
  6. 6. Características: geralmente ocupam um grande espaço;  necessitam de um ambiente especial para seu funcionamento, que inclui  instalações de refrigeração (alguns usam refrigeração a água); são capazes de realizar operações em grande velocidade e sobre um  volume muito grande de dados; possuem uma grande capacidade de processamento, e uma grande  capacidade de armazenamento primário (memória primária de trabalho) e secundário (unidades de armazenamento de dados e programas). Actualmente o uso de Mainframes dá-se em processamento de dados meteorológicos, universidades, centros de pesquisa, unidades governamentais, bancos e outros sectores que demandam uma grande quantidade de dados processados e que exigem rapidez. Se quiser saber mais…
  7. 7. Correm em servidores que podem ser máquinas com grandes capacidades, workstations ou mesmo mainframes. Servem múltiplos utilizadores através da rede e permitem a partilha de hardware ou de recursos de software. Podem fornecer serviços de impressão, de ficheiros ou Web. Hiperligações (Internet) :
  8. 8. Multiprocessamento é a capacidade de um sistema operativo executar simultaneamente dois ou mais processos. Pressupõe a existência de dois ou mais processadores. Difere da multitarefa, pois esta simula a simultaneidade, utilizando-se de vários recursos, sendo o principal o compartilhamento de tempo de uso do processador entre vários processos. Hiperligações (Internet) :
  9. 9. Características: Envolve dois ou mais processadores físicos (sejam processadores separados ou múltiplos núcleos encapsulados no mesmo chip) ou lógicos (processador(es) com a tecnologia HyperThreading da Intel) com o mesmo poder computacional e cada um capaz de executar processos autonomamente. Isto implica que não há nenhuma unidade central de controle; cada processador contém sua própria unidade de controle. Assim, efectivamente, a lógica de controle é distribuída pelo sistema. Os processadores compartilham um único espaço de endereçamento de memória. O sistema de hardware é como um todo gerido por um único sistema operativo. O sistema operacional com suporte a multiprocessamento deve ser capaz de suportar multitarefa e de manter múltiplas filas de processos, uma para cada processador.
  10. 10. Este tipo de sistema operativo tem como objectivo servir de interface para um único utilizador. São largamente utilizados para tarefas comuns tais como processamento de texto, desenho, acesso à Internet, etc. Os Sistemas Operacionais predominantes são Microsoft Windows, Mac OS e Linux e as principais arquitecturas são as baseadas nos processadores x86, x64 e PowerPC. Se quiser saber mais…
  11. 11. Sistemas de tempo real são sistemas cujas características dependem do cumprimento de requisitos temporais e lógicos e onde as consequências do não cumprimento desses mesmos requisitos podem causar prejuízos nefastos, como sejam a segurança de pessoas. Nesta perspectiva, um Sistema Operativo de Tempo Real (SOTR) é uma aplicação multitarefa na qual várias tarefas críticas devem ser processadas em simultâneo. O sistema deve assegurar que as tarefas críticas sejam tratadas em tempo útil. Hiperligações (Internet) :
  12. 12. Este tipo de Sistema Operativo é nada mais nada menos um ambiente gráfico contendo também um conjunto reduzido de tarefas para permitir uma maior interacção entre o utilizador e o acessório/máquina – telecomandos, palmtop ou PDA – PalmOS, Windows CE Hiperligações (Internet) :
  13. 13. São Sistemas Operativos mais pequenos / pequenos CPUs – cartões de crédito. Além de ser usado em cartões bancários e de identificação pessoal, é encontrado também nos celulares GSM (o quot;chipquot; localizado normalmente atrás da bateria). A grande diferença é que ele possui capacidade de processamento pois embute um microprocessador e memória (que armazena vários tipos de informação na forma electrónica), ambos com sofisticados mecanismos de segurança. É cada vez maior o número de cartões de crédito que utilizam a tecnologia. Se quiser saber mais…
  14. 14. Em relação ao Utilizador:  fácil de utilizar e aprender  rápido e adequado às tarefas que se destina A nível de Software:  manutenção  forma de funcionamento  restrições de utilização  eficiência  tolerância aos erros  flexibilidade
  15. 15. Monolítica Hierárquica (Dijkstra) Máquina virtual Cliente-servidor (Microkernel)
  16. 16. Núcleo System Protecções Processos (Kernel) Calls Interrupção Ficheiros Shell excepção
  17. 17. Conjunto de rotinas (procedimentos) que oferecem serviços aos utilizadores/aplicações (bem como outras rotinas do próprio SO) – núcleo do sistema ou kernel (cérebro). Principais funções: tratamento de interrupções; criação e eliminação de processos; sincronização e comunicação de processos; escalonamento e controlo de processos; gestão de memória; operações de In/Out; contabilização e segurança do sistema.
  18. 18. Um processo é um programa em execução. Um processo tem associado o espaço de endereçamento: onde pode ler e escrever; contém o programa executável; contém os dados do programa; contém a informação acerca da stack associada; contém informação sobre outros registos: - program counter, stack pointer e outros registos de hardware, contém todas as informações necessárias à execução do programa.
  19. 19. 1ª parte System Calls Chamadas do sistema – a porta de entrada que permite (ou não) o acesso ao núcleo do S.O. Constitui um conjunto de mecanismos de protecção do núcleo do sistema e de acesso aos seus serviços – evita que uma aplicação realize uma operação que danifique todo o S.O. Quando um utilizador (ou processo) deseja solicitar algum serviço do sistema, realiza uma chamada a uma das suas rotinas (ou serviços) através das system calls. Para cada serviço existe uma system call associada e cada S.O. tem o seu conjunto (biblioteca) de chamadas (nomes, parâmetros, formas de activação específicos) O mecanismo é semelhante à chama de um procedimento/função num programa.
  20. 20. 2ª parte System Calls Podem ser divididos em grupos de função: Gestão de processos: Criação/eliminação de processos Alteração das características do processo Sincronização e comunicação entre processos Gestão de memória: Alocação e libertação de memória Gestão de entrada/saída: Operações de entrada/saída Manipulação de arquivos e directórios
  21. 21. Ficheiros Mecanismo de abstracção que fornece soluções para armazenar e recuperar informações em disco. Para encontrar um espaço para os ficheiros, existe em muitos S.O. o conceito de directório, que é a forma encontrada para agrupar vários ficheiros.
  22. 22. Shell – Interpretador de comandos Os editores, compiladores, montadores, ligadores e interpretadores de comando não fazem parte do sistema operativo, apesar, de serem softwares muito importantes e úteis. Esses comandos, quando digitados pelos utilizadores, são interpretados pelo Shell, que verifica a sua sintaxe, envia mensagens de erro e faz chamadas a rotinas do sistema.
  23. 23. Outras curiosidades… Hiperligações: (Internet) História dos S.O. Evolução dos S.O.
  24. 24. Pedro Rocha 11º C Nº 1

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