Aula 01 Sistemas Operacionais

1Sistemas Operacionais

Profo. Rodrigo Amaral Bonatti


Um Sistema Computacional formado por: hardware + software

Existem alguns tipos de software: Programas de aplicao: programas de usurio

Programas do sistema: gerenciam a operao docomputador


Sistema Operacional: principal programa dosistema, que controla todos os recursos docomputador (dispositivos fsicos e funes desoftware).


Definies:

um programa de controle do computador. OSistema Operacional responsvel por alocarrecursos de hardware e escalonar tarefas. Eletambm deve prover uma interface para o usurio -ele fornece ao usurio uma maneira de acesso aosrecursos do computador. (Sobell)


Definies:

Um Sistema Operacional pode ser definido como umgerenciador dos recursos que compem ocomputador (processador, memria, I/O, arquivos,etc). Os problemas centrais que o SistemaOperacional deve resolver so o compartilhamentoordenado, a proteo dos recursos a serem usadospelas aplicaes do usurio e o interfaceamento entreeste e a mquina. Stemmer.


Um sistema computacional consiste em hardware, programas do sistema e programas de aplicao

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Aplicaes / Utilitrios

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Programas do Sistema

Linguagem de Mquina Microarquitetura Dispositivos Fsicos

Hardware


S.O. a poro de softwareque roda em modo kernel oumodo supervisor: protege ohardware da ao direta dousurio.

Os demais programas rodamem modo usurio e fazemchamadas ao kernel paraterem acesso aosdispositivos.

8Funes do Sistema Operacional

S.O. visto como mquina estendida:

Fornecer uma abstrao de alto nvel dos recursos

de hardware da mquina, livrando o programador

dos detalhes de funcionamento dos mesmos.

9Funes do Sistema Operacional


Viso top-down:

Na viso top-down, o sistema operacional age comouma espcie de "camada" que fica entre o hardwaree o usurio, possibilitando a ele formas maisamigveis de interagir com o computador, como porexemplo os sistemas de janelas vistos em todos ossistemas operacionais modernos.

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Funes do Sistema Operacional


Viso top-down.

Ex: Fornecer uma viso dos discos como uma coleohierrquica de arquivos, identificados por nomes emanipulveis por funes de abertura/fechamento eleitura/escrita, escondendo os detalhes, como:

acionamento dos motores das unidades,

posicionamento dos cabeotes,

quantidade de trilhas e tamanho dos setores dos discos,etc.

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S.O. visto como um gerente de recursos:

Fornecer um esquema de alocao dos recursos

(processadores, memrias, I/O, etc) entre os

processos concorrentes.

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Estabelecer critrios de uso dos recursos e ordem

de acesso aos mesmos, impedindo violao de

espao de memria de processos concorrentes e

tentativas de acesso simultneo a um mesmo

recurso: gerncia e proteo dos dispositivos.

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Viso bottom-up:

Na viso bottom-up, o sistema operacional faz todoo gerenciamento de hardware do computador, comoo controle da alocao de memria utilizada pelossoftwares do usurio, o controle dos dispositivos deentrada e sada de dados (mouse, teclado,impressoras...) e o gerenciamento do hd.

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Tipos de Sistemas Operacionais

SO para servidores de grande porte: servidores Web, servidoresbancrios. Processamentos para mltiplos usurios em rede,processamento de transaes em lotes. OS/390, Unix;

SO para multiprocessadores: Possibilita uso simultaneo de vriasCPUs para computao paralela;

SO para PCs: Oferece uma boa interface para um nico usurio deaplicativos e de internet. Windows, MAC OS e o Linux;

SO de Tempo Real: O tempo de resposta o parmetrofundamental com prazos rgidos para execuo de tarefas. VxWorkse QNX;

SO para Embarcados: usado em computadores de mo ou PDA,possui restries especiais quanto ao uso de memria e consumode energia. PalmOS e Windows CE.

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Conceitos sobre SOs:

Processos

Um processo um programa em execuo.

Possui associado a ele um espao de endereamento,que uma lista de endereos de memria que oprocesso pode ler ou escrever. Neste espao fica oprograma executvel, os dados do programa e suapilha.

Possui tambm um conjunto de registradores com umcontador de programa, ponteiro para a pilha, ponteiropara arquivos abertos, entre outras informaes.

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Conceitos sobre SOs

Processos

Um processo pode ser criado a partir de um outro. Sochamados processos filhos e esses processos, porsua vez, podem criar outros, formando uma rvores deprocessos:

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Conceitos sobre SOs

Processos

Quando os processos precisam cooperar para executar

um tarefa necessrio estabelecer comunicao e

sincronismo entre eles. Essas operaes so

chamadas de IPC (comunicao interprocessos).

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Conceitos sobre SOs

Tratamento de DeadLocks

Deadlock, no contexto de Sistemas Operacionais(SOs), caracteriza uma situao em que ocorre umimpasse entre dois ou mais processos. Osprocessos ficam impedidos de continuar suasexecues, ou seja, ficam bloqueados.

Enquanto esto interagindo, dois ou mais processospodem entrar em uma situao da qual no conseguemsair.

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Conceitos sobre SOs

Gerenciamento de Memria

SOs permitem que mltiplos programas residam na memriaprincipal ao mesmo tempo e devem implementar mecanismosde proteo para que no haja interferncia entre eles.

Sistemas de 32 ou 64 bits fornecem, respectivamente, umespao de endereamento de 2^32 e 2^64 bytes.

Esse espao pode ultrapassar a capacidade da memriaprincipal. Esse problema solucionado por meio de tcnicasde swap, onde a memria secundria utilizada comoextenso da memria principal, criando uma memriavirtual.

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Sistemas Tempo-Real - STR

Estmulo: fsico: entrada vinda do ambiente atravs de um

sensor;

lgico: interno ao sistema (clock).

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O objetivo principal no executar a tarefa o maisrpido possvel e sim executar no tempoestabelecido e momento correto.

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A interao estrita e o forte acoplamento de um STR com seu ambiente: Existncia de deadlines em STR: um procedimento ativado

por um estmulo deve ser completado antes de um prazofinal;

Se o tempo de resposta ultrapassar o deadline, entosistema falhou

O STR deve dar uma resposta vlida num prazo impostopelo ambiente (planta industrial, por exemplo)

O sistema no-tempo-real se contenta com uma respostavlida num tempo aceitvel (por exemplo, sistema dereserva de passagens areas).

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A perda de validade dos dados de um STR Dados se tornam outdated aps um perodo sem

atualizao.

A impossibilidade, em muitas aplicaes, deexercer um controle de fluxo sobre o ambientedo STR Um STR conduzido pelos eventos do ambiente, que "do

o passo".

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Classificao a partir de critrios de

segurana

Tempo-Real Brando (Soft Real Time): Quando asconseqncias de uma falha devida ao tempo damesma ordem de grandeza que os benefcios dosistema em operao normal (telefonia, automaobancria;

Tempo Crtico (Hard Real Time): Quando asconsequncias de pelo menos uma falha temporalexcedem muito os benefcios normais falhacatastrfica.

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Requisitos de Sistemas de Tempo Real

Correo temporal (timeliness): Em reao a umestmulo, deve ser entregue ao ambiente um resultadocorreto, dentro de um intervalo de tempo especificado.Todos os STRs devem apresentar este requisito.

Relao de precedncia (orderliness): As relaes deordem entre as entradas devem ser mantidas nassadas;

Frescor (freshness): utilizao do dado mais recente,do ponto de vista temporal;

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Requisitos de Sistemas de Tempo Real

Seguro em caso de falha (Fail Safe): quando um ouvrios estados seguros podem ser atingidos em caso defalha do sistema (sistema de sinalizao ferroviria).

Quando no existe um estado seguro identificvel, o sistemacomputacional deve fornecer um servio mnimo evitandouma catstrofe (Fail Operational). Exemplo so sistema decontrole de vo e trfego areo.

Resposta garantida (Guaranteed-Response):projetados para serem quase perfeito seguindohipteses de carga e falha.

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