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Faculdade CamburySistemas Operacionais
"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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M em óriaPr in cip a l
D ispo sitivo sd e E/ S
U C Pp rog ram a /
ta refa
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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M em ór iaPr in cip a l
D ispo sitivo sd e E/ S
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p rog ra m a /ta refa
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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.