Sistemas Operacionais: Aspectos
Gerais
Prof. Rafael J. Sandim
Cronograma
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O que é um sistema operacional
História dos sistemas operacionais
Conceitos de sistema operacional
Chamadas de sistema
A estrutura do sistema operacional
Resumo
O que é um sistema operacional
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Sem software o computador não é nada!
Com software podemos:
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Armazenar informações
Processar informações
Recuperar informações
Exibir informações
O software pode ser dividido em dois tipos:
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Programas de Sistema
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Gerenciam a operação do computador.
Programas de Aplicativos
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Executam o trabalho que o usuário deseja.
O que é um sistema operacional
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O programa de sistema mais fundamental é o sistema
operacional
O Sistema operacional controla todos os recursos de hardware
do computador e fornece a base sobre o qual os programas
aplicativos podem ser escritos.
Um sistema de computador consiste basicamente em:
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Um ou mais processadores
Memória Principal
Discos (memória secundária)
Interfaces de Rede
Dispositivos de entrada e saída
O que é um sistema operacional
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Escrever um programa que controla e usa, corretamente,
todos os componentes de um sistema de computador é
uma tarefa difícil.
Imaginem se todos os programadores tivessem que
escrever códigos para controlar todos os componentes
que utilizam quando executam seu programa
Sistema Operacional isola os programadores da complexidade
do hardware.
Sistema Operacional é uma camada de Software “por cima”
do hardware básico que gerencia todas as partes dos sistema
e oferece ao usuário uma interface mais fácil de entender.
O que é um sistema operacional
O que é um sistema operacional
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Dispositivos Físicos
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Circuitos integrados, cabos, fontes de alimentação etc.
Microprogramação
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Software primitivo, controla os dispositivos e fornece uma
interface limpa para a próxima camada.
Localizando normalmente em memórias ROM
É um interpretador que busca instruções de linguagem de
máquina, como: ADD, MOVE, JUMP, e os executa como uma
série de pequenos passos.
O conjunto de instruções que o Microprograma interpreta
define a linguagem de máquina.
O que é um sistema operacional
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Linguagem de Máquina
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Não é realmente parte do hardware, mas os fabricantes
sempre a descrevem assim em seus manuais de hardware.
Alguns computadores são chamados de RISC, nessas maquinas
não tem o nível de Microprogramação, ou seja, as instruções
são executadas diretamente na máquina.
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Motorola 680x0 tem microprogramação, mas o IBM PowerPC não.
Linguagem de maquina tem entre 50 e 300 instruções
O que é um sistema operacional
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Sistema Operacional
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Esconder toda essas complexidade e oferecer um conjunto
mais conveniente de instruções para o programador trabalhar.
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READ BLOCK FROM FILE é conceitualmente mais simples do que se
preocupar com os detalhes do movimento das cabeças de disco,
esperar que elas abaixem e assim por diante.
Programas de Sistema
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Interpretadores de comando
Sistemas de Janelas
Compiladores
Editores e programas
Programas não são parte do sistema operacional
O que é um sistema operacional
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É aquela porção do software que executa em modo kernel
ou no modo de supervisor.
Ele é protegido do usuário pelo hardware, exceto em
microprocessadores muito antigos, onde o hardware não
possibilitava tal proteção.
Os compiladores e editores executam no modo de usuário.
Programa Aplicativo
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São comprados, instalados ou escritos pelos usuários para
resolverem seus problemas particulares.
processadores de texto, planilhas eletrônicas, programas de
cálculo de engenharia e jogos.
O que é um sistema operacional:
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É difícil definir ao certo, porque um sistema operacional
executa basicamente duas funções não relacionadas
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O sistema operacional como uma máquina estendida
O sistema operacional como um gerenciador de recursos
O sistema operacional como uma máquina estendida
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Deste pondo de vista, a função do sistema operacional é
apresentar ao usuário o equivalente de uma máquina
estendida ou máquina virtual que é mais fácil de
programar que o hardware subjacente.
Ver exemplo do drive de disquete
O que é um sistema operacional:
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Drive de Disquete
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Controlador usado: NEC PD765
Tem 16 comandos
Cada um especificado carregando entre 1 e 9 bytes em um
registrador especifico
Comandos para ler, gravar dados, mover o braço de disco,
formatar trilhas, inicializar, avaliar, ressetar e recalibrar a
controladora e as unidades.
Comandos mais básicos READ e WRITE, cada um requer 13
parâmetros, compactados em 9 bytes.
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Parâmetros especificam itens como setores por trilha, o modo de
gravação utilizado no meio físico, tamanho do intervalo entre os
setores e o que fazer com uma marca de endereço de dados
excluídos etc.
O que é um sistema operacional:
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Quando a operação é completada
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O programador também deve estar atento se o motor do
drive está ligado ou desligado
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Ele deve ser ligado (com uma demora longa de inicialização) antes de
os dados poderem ser lidos ou gravados
O motor não pode permanecer ligado por muito tempo, senão o
disquete irá se degastar
Será que o programador quer ficar lidando com o hardware
em baixo nível?
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23 campos de status e erro
Compactados em 7 bytes
Para o programador, o disquete tem uma coleção de arquivos. Cada
arquivo pode ser aberto para leitura e gravação, então fechado.
O sistema esconde os detalhes indesejáveis ao programador
O que é um sistema operacional:
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O sistema operacional como um gerenciador de recursos
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Gerenciar todas as partes de um sistema complexo
Nessa visão, o sistema operacional deve fornecer uma alocação
ordenada e controlada dos processadores, das memórias e dos
dispositivos de entrada e saída entre os vários programas
O que aconteceria se três programas que executam em algum
computador tentassem imprimir simultaneamente na mesma
impressora?
E quando um computador (ou uma rede) tem múltiplos usuários, e
todos estão alterando o mesmo arquivo, o que aconteceria se o SO não
protegesse os dados nesse tipo de situação?
O que é um sistema operacional:
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O sistema operacional como um gerenciador de recursos
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Essa visão do sistema operacional sustenta que sua tarefa primária
é monitorar quem está utilizando qual recurso, atender requisições
de recurso, medir a utilização dos recursos e medir as requisições
conflitantes de diferentes programas e usuários.