1. Sistemas Operacionais
Aula 2

2. Recapitulando – Aula passada
• Os S.O.’s modernos podem ser vistos
sob dois aspectos, sendo um deles
como uma máquina virtual que
abstrai a complexidade do hardware.
• Esta máquina virtual é conseguida
através de uma camada de software
sobre o hardware (computador).

3. Recapitulando – Aula passada
• Sob um segundo aspecto um SO
pode ser visto como um gerenciador
de recursos.

4. Recapitulando – Aula passada

5. Recapitulando – Aula passada
• História SO’s:
– Primeira geração: 1945 – 1955 ->
Computador a válvula e programação
wire-up;
– Segunda geração: 1955 – 1965 ->
Transistor e SO com ler próximo JOB;
– Terceira geração: 1965 - 1980 ->
Circuitos Integrados e SO’s
Multiprogramados;
– Quarta Geração: 1980 – Atuais ->
Computadores pessoais e SO’s variados
(Distribuidos, Redes, Internet)

6. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas operacionais de computadores
de grande porte (OS/390 e OS/360):
– Capacidade de E/S;
– Processamentos de vários JOBs de uma
vez;
– Serviços típicos:
• Lote ( Jobs de rotina sem a presença interativa do
usuário :-> relatório de vendas de uma cadeia de
loja)
• Processamento de transação (Grandes quantidades
de pequenas requisições: processamento de
verificações de bancos)
• Tempo compartilhado (múltiplos processos ao
mesmo tempo: usuários conectados remotamente)

7. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais de Servidores
– Servem múltiplos usuários de uma vez
compartilhando recursos de software e
hardware via rede;
– São executados em PC’s de grande
porte e Computadores de grande porte;
– Esses servidores podem oferecer
serviços de impressão, serviços de
arquivo ou serviços de WEB;
– Serviços servidores de conexão web e
Sites Web usam esse tipo de SO.
– Unix, Windows 2000 e Linux.

8. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais de
Multiprocessadores:
– Múltiplas CPUs em um único sistema;
– Sistemas operacionais especiais com
maior atenção para comunicação e
conectividade;
– Exemplos do processamento de
Imagens

9. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais de PC’s
– Boa interface para um único usuário;
– Gerenciamento de aplicações;
– Windows 98, XP e Linux;

10. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais de Tempo
Real;
– Tempo é o parâmetro chave;
– Tempo Real crítico - Prazos RÍGIDOS
para a execução de determinadas
tarefas;
– Tempo Real não crítico – o
descumprimento ocasional de algum
prazo é aceitável;
– Exemplo: VxWorks e QNx

11. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais Embarcados
– Pequenos computadores, TV’s,
celulares, fornos microondas;
– Restrições de tamanho, memória e
potência (consumo de energia);
– PamlOS, WCE - Consumer Eletrônics;

12. Tipos de Sistemas Operacionais
• Sistemas Operacionais de Cartões
Inteligentes:
– Restrições extremas de tamanho de
memória e poder de processamento;
– JVM e ROM;
– S.O. primitivo que gerencia uma única
função até o tratamento de múltiplas
applets;

13. Revisão Sobre HW de
Computador

14. Revisão Sobre HW de
Computador - Processador
• Busca, Decodifica (identifcar
operandos) e Executa instruções de
programas;
• Registradores -> Contador de
Programa; Ponteiro de Pilha
• Cada processador tem um conjunto
específicos de instruções para serem
executadas. Assim P4 não executa
SPARC;

15. Revisão Sobre HW de
Computador -Memória
• Ideal: Extremamente rápida, grande e
barata -> Nenhuma tecnologia
satisfaz -> Hierarquia e camadas;
• Registradores -> Cache ->Memória
Principal (RAM) -> Disco Magnético
->Fita Magnética;

16. Revisão Sobre HW de
Computador -Memória

17. Revisão Sobre HW de
Computador –Memória – Disco
Mag
• Um ou mais pratos metálicos que rodam a
5400, 7200 ou 10800 rpm.
• Informação escrita em uma série de
círculos concêntricos.
• Em qualquer posição do braço uma
cabeça pode ler uma região circular
chamada trilha; As trilhas são divididas
em setores;
• Juntas, todas as trilhas de uma dada
posição do braço formam um cilindro
• Mover o braço de um cilindro para o outro
leva em torno de 1 ms. E para um cilindro
qualquer cerca de 10ms

18. Revisão Sobre HW de
Computador -Memória

19. Revisão Sobre HW de
Computador –Dispositivos de E/S
• Alta interação com o S.O.
• Duas partes: O controlador e o
dispositivo;
• Controlador: chip em uma placa que
controla fisicamente o dispositivo e
recebe comando so S.O.
• O controlador apresenta uma
interface simples para o sistema
operacional.

20. Revisão Sobre HW de
Computador –Dispositivo de E/S
• Dispositivo: o próprio dispositivo real.
• Tem a interface de comunicação com o controlador
padronizada – Assim um controlador de discos IDE
pode controlar qualquer disco IDE.
• Resumindo: Os SO’s vêem a interface simples do
controlador que se comunica com o dispositivo através
de uma interface padronizada.
• Mas como o SO sabe conversar com os controladores
de diferentes fabricantes ?
• Para isso existem os Drivers de Dispositivo -> São
programas que se comunicam com os controladores
emitido comandos e recebendo respostas.

21. Revisão Sobre HW de
Computador – Barramentos
• Lugar onde os dados de controle e
informações trafegam;
• Na medida que os processadores e
as memórias tornavam-se mais
rápidos o tráfego no barramento
aumentou.
• Como conseqüência um único
barramento não é mais suficiente
para os computadores modernos

22. Revisão Sobre HW de
Computador – Barramentos

23. Revisão Sobre HW de
Computador – Barramentos
• 8 barramentos: cache, local, memória, PCI, SCSI,
USB, IDE e ISA.
• O S.O. deve conhecer bem esses barramentos
para genrencia-los e controlá-los
• ISA
– Barramento original do IBM PC/AT;
– Funciona a 8,33MHz e trasnfere a uma velocidade
máxima de 16,67 MB/s;
– Compatível com as placas de E/S antigas e lentas;
• PCI
– Sucede o barramento ISA;
– Trasfere a uma taxa de 528 MB/s

24. Revisão Sobre HW de
Computador – Barramentos
• Para o bom funcionamento dos
barramentos era necessário que o S.O o
conhecesse bem.
• Sendo assim, antigamente, cada placa de
E/S tinha nível fixo de interrupção e
endereçamento fixo para seus
registradores;
• Os conflitos eram resolvidos através de
JUMPERS;

25. Revisão Sobre HW de
Computador – Barramentos
• Solução -> Plug and Play.
• Funcionamento:
– S.O. coleta automaticamente
informações sobre o dispositivo;
– Interrupções e endereçamento são
atribuídos de forma centralizada;
– S.O. informa cada placa sobre o que foi
estabelecido;

26. Revisão Sobre HW de
Computador

27. Conceitos de S.O -> Processos
• Processo = Programa em execução;
• Para cada processo existe um espaço de
endereçamento na memória no qual este
processo pode escrever;
• Sistema de tempo compartilhado -> Os
processos “brigam” pela CPU;
• Um processo pode ser suspenso por ter
acabado o seu tempo de execução ou por
estar esperando uma E/S ou a liberação
de seções críticas;

28. Conceitos de S.O -> Deadlocks

29. Conceitos de S.O -> Arquivos

30. Conceitos de S.O -> Arquivos
• O S.O. deve fornecer primitivas para o
controle desses arquivos:
– Criação de diretórios;
– Remoção de diretórios;
– Cópia de uma arquivo em um diretório;
– Remoção de uma arquivo de um diretório;
• Conceitos de propriedade e proteção;

31. Conceitos de S.O ->
Interpretador de Comandos
• S.O. pode ser visto como um código
que executa as chamadas ao
sistema;
• Interpretador de comandos, apesar
de não ser parte do sistema
operacional, faz uso das chamadas
ao sistema para interfacear o usuário
e o S.O.
• Exemplo: dir, ls, clear, cls.

32. Conceitos de S.O -> Chamadas
ao sistema
• O conjunto de chamadas ao sistema
oferecido pelo S.O é a interface entre o
próprio S.O. e os programas do usuário;

33. Estrutura de um S.O.
• Até então tivemos uma noção EXTERNA
do S.O. – Interface dele com o
programador;
• Analisar agora a estrutura interna de um
S.O. através de projetos utilizados na
construção de S.O.’s
– Sistemas Monolítico;
– Sistemas de Camadas;
– Máquinas Virtuais;
– Exonúcleos;
– Sistemas Cliente-Servidor

34. Estrutura de um S.O. – Sistema
Monolítico
• Estrutura mais comum;
• Poderia ter o subtítulo “a grande baguça”;
• S.O. é escrito como uma coleção de
procedimentos que podem chamar uns aos
outros;
• Para cada chamada ao sistema que uma
aplicação necessite há um procedimento
relacionado;

35. Estrutura de um S.O. – Sistema
Monolítico

36. Estrutura de um S.O. - Sistema
de Camadas