Faculdade Cambury Sistemas Operacionais "É O CONJUNTO DE PARTES INTERAGENTES E...

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"É O CONJUNTO DE PARTES INTERAGENTES E

INTERDEPENDENTES QUE JUNTAS FORMAM UM TODO

UNITÁRIO COM UMA FINALIDADE COMUM"

Definição de Sistema

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Sistema Computacional

Um sistema computacional consiste em um conjunto de dispositivos capazes de processar informações de acordo com um programa.

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Componentes de um Sistema Computacional Hardware

Recursos básicos de computação (CPU, memória, dispositivos de E/S)

Sistema Operacional Controla e coordena o uso do hardware e vários

programas aplicativos de usuários e de sistema

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Componentes de um Sistema Computacional

Programas aplicativos e de sistema Programas aplicativos: projetado para resolver um

problema específico; Programas de sistema: objetiva disponibilizar um

ambiente de programação geral na qual aplicações possam ser desenvolvidas.

Usuários Pessoas, máquinas, outros computadores

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O que se espera de um Sistema Computacional?

• Execução de programas de usuários

• Resolução de problemas

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Entrada Processamento Saída

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Um computador moderno consiste em: Um ou mais processadores; Memória principal; Discos; Impressoras; Diversos dispositivos de entrada e saída

Para gerenciar todos esses componentes é necessária uma camada de software – o Sistema Operacional.

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O que é um SISTEMA OPERACIONAL?

Conceito: Um programa que controla a execução

de programas aplicativos Uma Interface entre aplicativos e

hardware É um conjunto de programas que se

encontra entre o software aplicativo e o Hardware.

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Principais funções:

Gerenciar os recursos do computador, como a CPU, a memória, unidades de disco e impressoras;

Estabelecer uma interface com o usuário; Executar e oferecer recursos para softwares

aplicativos;

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Camadas do Sistema Operacional

Usuários

Interpretador de Programas

Utilitários

Núcleo

Hardware

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Onde o Sistema Operacional de encaixa?

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Sistemas Operacionais transformam hardware feio em abstrações bonitas

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Kernel

É a parte mais importante de um SO É chamado de monitor residente O processo de carregar o SO para a memória é chamado de

Booting

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Kernel

Os componentes centrais do SO estão localizados no Kernel:

Escalonador de Processos; Gerenciador de Memória; Gerenciados de I/O; Gerenciador de Arquivos; Gerenciador de Comunicação interprocessos

(IPC);

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Kernel

Escalonador de Processos: Determina quando e por quanto tempo um processo

é executado em um processador;

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Kernel

Gerenciador de Memória: Determina quando e como a memória é alocada aos

processos e o que fazer quando a Memória principal estiver cheia.

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Kernel

Gerenciados de I/O: Atende as solicitações de I/O de e para dispositivos de

hardware, respectivamente.

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Kernel

Gerenciador de Arquivos: Organiza coleções nomeadas de dados em dispositivos

de armazenamento e fornece uma interface para acessar os dados nesses dispositivos.

Gerenciador de Comunicação interprocessos (IPC);

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Kernel

Gerenciador de Comunicação interprocessos : Permite que os processos se comuniquem uns com os

outros.

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Tenha em mente que:

Grande parte do trabalho de um SO não pode ser vista pelo usuário; Muitas das tarefas essenciais são realizadas em segundo plano; Todas as operações de entrada e saída, embora iniciadas por um

programa aplicativo, são executadas de fato pelo S.O. Ainda que muitas funções sejam ocultas o usuário terá que se

comunicar diretamente com o SO para usar um pacote de softwares aplicativos e executar tarefas;

Esta comunicação ocorre por meio das interfaces com o usuário;

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Formas de interação com o usuário:

Interface de linha de comando; (Shell) Utiliza textos e exige comandos completos

Ex: MS-DOS

Interface Gráfica; (GUI) Utilizam imagens e menus para que os usuários introduzam comandos.

Ex: SO Windows e Mac

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Usuários e a Interação

USUÁRIO FINAL

PROGRAMADOR

PROJETISTA DES.O

Aplicativos

Utilitários

Sistemas Operacionais

Hardware

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Tornar mais conveniente a utilização de um computador: “Esconder” detalhes internos de funcionamento Abstrair as particularidades da máquina

Tornar mais eficiente a utilização de um computador Gerenciamento “justo” dos recursos do sistema

Objetivos do Sistema Operacional

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O SO é um sistema muito complexo, que é dividido em partes menores para simplificação.

Nem todos os SO têm a mesma estrutura, no entanto, compartilham a meta de dar suporte aos seguintes componentes.

Componentes de um Sistema Operacional

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Componentes de um Sistema Operacional

• Gerência de processos• Gerência de memória • Gerência de arquivos• Gerência do sistema I/O

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Concorrência: Várias atividades ocorrendo ao mesmo tempo;

Flexibilidade: permite a inclusão de novos periféricos;

Compartilhamento: Uso coordenado e compartilhado de recursos;

Características desejáveis em umSistema Operacional

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Eficiência: Baixo tempo de resposta, pouca ociosidade e alta taxa de processamento;

Confiabilidade: Pouca incidência de falhas;

Mantenabilidade: Facilidade de correção ou incorporação de novas características;

Pequena dimensão: Simplicidade e baixa ocupação de memória.

Características desejáveis em umSistema Operacional

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Voltando na Figura

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Software Básico;

Software de Aplicação;

Classificação do Software:

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Conjunto de programas imprescindíveis para o funcionamento do sistema.

São softwares envolvidos em tarefas como por exemplo gravação de arquivos, ou seja apóiam a atividade dos softwares dos usuários.

Programas executados fora do kernel (utilitários)

Muitas vezes confundido com o próprio SO

Ex: Sistema Operacional, compiladores, Interpretadores de Comando, etc.

Software BásicoProgramas de Sistema

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Interpretador traduz os comandos ``passo-a-passo'' e na medida da necessidade; Ex: Dos

Compilador, primeiro traduz todos os comandos encontrados e armazena a tradução na memória como um conjunto de instruções na linguagem de máquina, e só depois executa todas essas instruções. Ex: Free Pascal

A principal diferença entre um interpretador e um compilador é que o segundo possibilita armazenar as instruções na linguagem de máquina diretamente, na forma de um arquivo de programa executável.

Software BásicoProgramas de Sistema

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São os Softwares que atendem as necessidades específicas do

usuário. Também podemos dizer que é um conjunto de

programas a serem utilizados pelo usuário.

Ex: Word, Excel, Controle de estoque, Sistema Bancário.

Software Aplicativo Programas de Aplicação

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Voltando na Figura

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Linguagem de máquina:

Conjunto de instruções do computador. Faz a codificação.

Microarquitetura:

Microfunções do Processador. Vem dentro do processador.

Dispositivos Físicos:

Memórias, processador, barramento, etc.

No Hardware temos

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Voltando na Figura

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Visão do Usuário ou Modo Usuário

Visão do Projeto ou Modo Núcleo

As Visões do Sistema Operacional

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De usuário:

Imagem que o usuário tem do Sistema;

Interface oferecida ao usuário para ter acesso a recursos do sistema• Chamadas de sistema• Programas de sistema

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Chamadas de Sistema

• Forma que programas solicitam serviços ao S. O.

– Transferem controle para o sistema operacional

• É o núcleo (kernel) do sistema operacional responsável pelas chamadas de sistema

– Existem chamadas de sistema associadas a gerência do processador, de memória, arquivos e de E/S

Aplicação System Call Núcleo

Hardware

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Programas de Sistema

Programas executados fora do kernel (utilitários)

• Implementam tarefas básicas:– Muitas vezes confundido com o próprio SO (por exemplo compiladores, assemblers etc)– Interpretador de comandos (ativado sempre que o SO inicia uma seção de trabalho / interface gráfica de usuário)

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De Projeto:

Organização interna do sistema operacional

Mecanismos empregados para gerenciar recursos do sistema

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De Projeto:

Organização interna do sistema operacional

Mecanismos empregados para gerenciar recursos do sistema

Conjunto das instruções que podem ser executadas

O SO executa em modo kernel, protegendo o hardware do

usuário, enquanto os demais software executam em modo

usuário.

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Tipos de Sistemas Operacionais

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Tipos de Sistemas Operacionais

Os tipos de sistemas operacionais e sua evolução estão relacionados diretamente com a evolução do hardware e das aplicações por ele suportadas.

A evolução dos sistemas operacionais para computadores pessoais e estações de trabalho popularizou diversos conceitos e técnicas, antes só conhecida em ambientes de grande porte.

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SISTEMAS OPERACIONAIS

Monoprogramáveis Monotarefas

Multiprogramáveis Multitarefas

MultiplosProcessadores

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Classificação quanto ao número de usuários:

Monousuário:Projetado para suportar um único usuário.Ex: MS/DOS, Windows 3X, Windows9X

Multiusuário:Projetado para suportar várias sessões de usuáriosEx: XP, Unix

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Classificação quanto ao número de tarefas:

Monotarefa:Capaz de executar apenas uma tarefa/aplicativo de

cada vez.Ex: MS/DOS

Multitarefa:Capaz de executar várias atividades

simultaneamente,como processar um texto, enviar email, ouvir

música EX: Windows, Unix, OS/2

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Classificação quanto ao tipo de serviço oferecido:

Batch:Sistemas de Processamento em Lotes

Time-Sharing:Sistemas de Tempo Compartilhado

Real Time:Sistemas de tempo real

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Sistemas Monousuário/Monotarefa

Os primeiros sistemas operacionais eram tipicamente voltados para a execução de um único programa. Qualquer outra aplicação, para ser executada, deveria aguardar o término do programa corrente.

Este tipo de sistema se caracteriza por permitir que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa. Permite que todos os recursos dos sistemas fiquem exclusivamente dedicados a uma única tarefa.

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Sistemas Monousuário/Monotarefa

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Sistemas Monousuários/Multitarefa

É o mais utilizado em computadores de mesa e laptops.

Um único usuário utiliza vários programas ao mesmo tempo.

Processar texto, fazer download, e imprimir e-mail.

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Sistemas Monousuários/Multitarefa

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Sistemas Multiusuário/Multitarefas

Os recursos computacionais são compartilhados entre diversos usuários e aplicações , neste sistema enquanto um programa espera uma operação de leitura ou gravação em disco , outros programas podem estar sendo processados neste mesmo intervalo de tempo.

Neste caso podemos observar o compartilhamento da memória e do processador . O sistema operacional se preocupa em gerenciar o acesso concorrente aos seus recursos , como memória, processador e periféricos, de forma ordenada e protegida, entre os diversos programas.

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Alguns Sistemas Operacionais

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Sistemas Operacionais para Computadores Pessoais

Softwares são agrupados de acordo com a Plataforma na qual o software pode ser executado.

Plataforma refere-se a combinação de hardware de computador e o SO. Ex: Wintel: SO Windows e Processador Intel

Os fabricantes de software tem que optar pela plataforma para o qual desenvolverão um pacote de software aplicativo.

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Plataformas Comuns: MS-DOS Windows Mac OS Unix Linux

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Sistemas Operacionais para Redes

Projetados para possibilitar que os computadores de uma rede compartilhem recursos como HD e impressoras;

Reside em um servidor de rede e manipula funções de rede; Ex: Permissão de usuários

Tem como principal função executar programas e utilizar os recursos como se estivessem sendo executados no computador do cliente;

Parte do SO é executado no computador servidor e outros componentes no computador cliente;

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Sistemas Operacionais para Redes

Alguns SO para Redes:

Windows 2003 Server Datacenter Edition Windows Server 2008 R2 Datacenter Edition Linux Ubuntu Server 10.04 Linux Debian 5.0 Netware

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Sistemas Operacionais para Computadores de Grande Porte

O tempo de existência dos Computadores de Grande porte, mainframes, é quase duas vezes maior do que o dos PC;

Vários usuários utilizam simultaneamente do computador; Utilizados para gerir grande volume de informações; O SO para computadores de grande porte encarrega-se de gerenciar

os recursos do Computador para que o usuário não se preocupe com a forma que isto é feito.