Sistemas Operacionais

Marcelo Sabaris Carballo Pinto

1º- Aula

Introdução

Hardware – Prove recursos para execução de instruções, manipulação de dados Programa de Aplicação – Solução computacional de um problema – Define a utilização dos recursos do sistema• PROBLEMA – O hardware sozinho não oferece um ambiente de utilização simples para resolução computacional de problemas

Introdução

Problema Exemplo

– Considere a implementação de um sistema computacional onde duas entidades (software) produz e consome dados da memória, respectivamente

– Como sincronizar a produção e o consumo

de dados?

Conceito de Sistema Operacional DEFINIÇÕES

1. Conjunto de programas que trabalham de modo cooperativo com o objetivo de prover uma

máquina mais flexível e adequada ao programador do que aquela apresentada pelo hardware

2. A program that controls the execution of application programs

3. An interface between applications and hardware

Conceito de Sistema Operacional 4. Programa que age como um intermediário entre o

usuário de um computador e o hardware deste

computador”.

Definições

– Alocador de Recursos

• Gerencia e aloca recursos aos “usuários”

– Programa de controle

• Controla a execução de programas do usuário e operações de dispositivos de E/S

- Kernel • O núcleo do sistema operacional. O kernel

administra os recursos do computador dividindo-os entre os vários processos que o requisitam. Gerencia e controla o acesso ao sistema de arquivos, a memória, a tabela de processos e o acesso aos dispositivos e periféricos, entre outras atribuições. É a cabeça do sistema operacional. O kernel do Linux é aberto para que todos os usuários possam alterá-lo e melhorá-lo, ao contrário do Windows onde o kernel não está aberto.

Função do Sistema Operacional

– Oferecer uma interface simplificada do

sistema computacional para o usuário Fornece abstrações simplificadas Exemplo: Arquivos no Windows

– Gerenciar os recursos do hardware Define, aplica e supervisiona políticas de acesso e

utilização dos recursos Exemplo: Gerência do espaço de endereçamento

Conceito de Sistemas Operacionais

Características desejáveis• Eficiência – Baixo tempo de resposta, pouca ociosidade da

UCP e alta taxa de processamento.

• Confiabilidade – Pouca incidência de falhas e exatidão dos

dados computados.

• Mantenabilidade– Facilidade de correção ou incorporação de novas características.

Características desejáveis

• Pequena dimensão – Simplicidade e baixa ocupação da memória

• Concorrência – Capacidade de manutenção de tarefas

concorrentes

• Compartilhamento de recursos – Gerencia de recursos de hardware e software

compartilhados

Conceito de Sistemas Operacionais• Núcleo

– Responsável pela gerência do processador, tratamento de interrupções, comunicação e sincronização de processos.

• Gerente de Memória

– Responsável pelo controle e alocação de memória aos processos ativos.

Conceito de Sistemas Operacionais• Sistema de E/S – Responsável pelo controle e execução de operações de

E/S e otimização do uso dos periféricos.

Sistema de Arquivos – Responsável pelo acesso e integridade dos dados

residentes na memória secundária.

Processador de Comandos / Interface com o Usuário– Responsável pela interface conversacional com o usuário.

Tipos de Sistemas Operacionais

• Os vários tipos surgiram da evolução histórica dos sistemas operacionais

– Gerações de Sistemas operacionais• Tipos mais comuns – SO de Computadores de Grande Porte – SO de Servidores – SO de multiprocessadores – SO de Computadores Pessoais – SO de Tempo Real – SO de Embarcados – SO de Cartões Inteligentes

Tipos de Sistemas Operacionais

SO de Computadores de Grande Porte– O hardware caracteriza-se por grande capacidade deE/S

• Servidores WEB– As operações caracterizam-se por execução

simultânea de muitas tarefas requerendo muita E/S – Tarefas • Lote • Transações • Tempo Compartilhado

Tipos de Sistemas Operacionais

SO de Servidores – São “computadores pessoais de grande porte” • Permitem o compartilhamento de hardware e software • Prestam serviço a muitos usuários – Impressão – Arquivo – Mensagens – Web

Tipos de Sistemas Operacionais

SO de multiprocessadores

– Gerenciam múltiplas CPUs

• Podem ser multiprocessadores ou

multicomputadores

• A preocupação principal está em:

– Sincronização e comunicação de processos

Tipos de Sistemas Operacionais SO de Tempo Real – O atendimento ao tempo de resposta é a principal preocupação • O tempo de resposta pode ser crítico ou não crítico SO de Embarcados – Apresentam restrições quanto ao espaço de memória ocupado e consumo de potencia – Geralmente também possuem restrição de tempo

Conceitos de Sistema Operacional PROCESSOS

Processo é uma abstração para um programa em

execução Processos possuem espaço de endereçamento

próprio contendo (instruções dados e pilha) Tabela de processos é uma estrutura do SO que

armazena informações sobre o processo Processos podem estar • Ativos (em Execução) • Suspensos (Bloqueados) • Prontos

Conceitos de Sistema Operacional Para a solução de uma tarefa processos

podem – Criar processos filhos – Comunicar (comunicação interprocessos) Interpretador de Comandos (shell) é o

processo que recebe e trata comandos do usuário

Processos são identificados por um PID e geralmente associados a um UID

Conceitos de Sistema Operacional DEADLOCK

– É uma situação onde dois processos

competem por recursos do sistema e

ficam indefinidamente bloqueados.

Boa Noite