Arquitetura de

Sistemas Operacionais

Professor: Cleber RamosEscola SENAI Vilhena-RO

Ementa

• Sistemas 32 bits x Sistemas 64 Bits

Arquitetura de S.O

32 Bits X 64 Bits

Qual a diferença?

Requisitos mínimos para rodar Windows NT X Windows 8 Consumer Preview

Windows NT 3.1 CPU 386 16 MHz 8 MB MEMÓRIA 40 MB HD

Windows 8 32bits CPU a 1 GHz 2 GB MEMÓRIA 16 GB HD

Windows 8 64 bits CPU I3 2,4 GHz 2 GB MEMÓRIA 20 GB HD

Comparativo entre Sistemas!

Sistema Binário

• De forma geral, binário é um sistema que utiliza apenas dois valores para representar suas quantias. É um sistema de base dois. Esses dois valores são o “0” e o “1”.

• Daí podemos concluir que para 0 temos desligado, sem sinal, e para 1 temos ligado ou com sinal.

Decimal

• Vale ressaltar que o sistema que utilizamos diariamente é o sistema de base dez, chamado também por base decimal. Esse sistema utiliza os algarismos indo-arábicos, que são: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, e 9.

• 1 Byte = 8 bits• 1 kilobyte (KB ou Kbytes) = 1024 bytes• 1 megabyte (MB ou Mbytes) = 1024 kilobytes• 1 Gigabyte (GB ou Gbytes) = 1024 megabytes• 1 Terabyte (TB ou Tbytes) = 1024 gigabytes• 1 Petabyte (PB ou Pbytes) = 1024 terabytes• 1 Exabyte (EB ou Ebytes) = 1024 petabytes• 1 Zettabyte (ZB ou Zbytes) = 1024 exabytes• 1 Yottabyte (YB ou Ybytes) = 1024 zettabytes

NO QUE SE REFERE AOS BITS E BYTES, TEM-SE AS SEGUINTES MEDIDAS:

É também por meio dos bytes que se determina o comprimento da palavra de um computador, ou seja, a quantidade de bits que o dispositivo utiliza na composição das instruções internas, como por exemplo:8 bits => palavra de 1 byte

Na transmissão de dados entre dispositivos, geralmente usa-se medições relacionadas a bits e não a bytes. Assim, há também os seguintes termos:

• 1 kilobit (Kb ou Kbit) = 1000 bits• 1 megabit (Mb ou Mbit) = 1000 Kilobits• 1 gigabit (Gb ou Gbit) = 1000 Megabits• 1 terabit (Tb ou Tbit) = 1000 Gigabits

Você sabia?

• Você já deve ter percebido que, quando a medição é baseada em bytes, a letra 'b' da sigla é maiúscula (como em GB).

• Quando a medição é feita em bits, o 'b' da sigla fica em minúsculo (como em Gb).

• Como já dito, a utilização de medições em bits é comum para informar o volume de dados em transmissões. Geralmente, indica-se a quantidade de bits transmitidos por segundo. Assim, quando queremos dizer que um determinado dispositivo é capaz de trabalhar, por exemplo, com 54 megabits por segundo, usa-se a expressão 54 Mb/s:

• 1 Kb/s = 1 kilobit por segundo• 1 Mb/s = 1 megabit por segundo• 1 Gb/s = 1 gigabit por segundo

Por que um HD de 500GB não tem 500 GB?

• Se você adquirir um HD de 500 GB, vai perceber que o sistema operacional do computador mostrará uma capacidade menor que essa em relação ao dispositivo

• Isso porque os sistemas operacionais, de modo geral, consideram 1 kilobyte como sendo equivalente a 1024 bytes;

• E assim se segue com megabytes, gigabytes, terabytes e etc.

• No entanto, para fabricantes de discos rígidos ou de dispositivos SSD:

• Por exemplo, 1 kilobyte corresponde a 1000 bytes, e assim por diante.

• Nós seres humanos fomos “treinados” para trabalhar com a base decimal. Ela é a ideal para nós. Mas, para os computadores a base binária é a ideal.

• Nos computadores esses 0 e 1 são chamados de dígitos binários ou somente bit (conjunção de duas palavras da língua inglesa binary digit).

• Que é a menor unidade de informação dos computadores. Dessa forma, tanto faz dizer dígito “0” e dígito “1”, ou, bit “0” e bit “1”.

Formação de informações / O caractere.

• São esses bits que formam qualquer informação, porém, um bit sozinho não faz nada, é apenas um sinal qualquer.

• Para que os bits possam realmente formar uma informação, precisam ser agrupados, reunidos. Esses grupos podem ser de 8, 16, 32 ou 64 bits.

Sistema de 8 bits

• Apesar de parecer ser um sistema limitado, agrupando bits é possível fazer uma infinidade de representações.

• Exemplo

Conversão

• Na tabela desenhada no quadro os números decimais estão representados em grupos de oito bits. Mas, acontece que, como ocorre no sistema decimal, todo zero que estiver a esquerda de dígitos binários não valem nada.

• Por exemplo: 14 é 1110 em binário, o mesmo que 00001110 ou 000000001110 ou ainda ...0000000000001110.

• Como disse, o computador reuni grupos predefinidos de bits (8, 16, 32 ou 64) para formar uma informação, ou seja, um caractere.

• Um caractere é qualquer letra, número ou símbolo.

• 10100110 à 8 bits = um caractere qualquer

• Como este assunto é considerado “chato” por muitos estudantes, vamos a uma brincadeira. Quanto é 1 + 1?

Palavra

• O conceito de “palavras”. Na terminologia dos computadores, palavra é um grupo de algarismos binário (bits) que podem ocupar uma localização na memória, e, que podem ser processados de uma só vez, podendo ser um número binário que é para ser manuseado como um dado, ou, uma instrução que diz ao computador que operação deve ser executada.

• Pode ser também um caractere ASCII representando uma letra do alfabeto, ou ainda, um endereço que diz ao processador onde se localiza um dado.

ASCII

• Código Padrão Norte-americano para Intercâmbio de Informações).

• Esse código foi proposto por Robert W. Bemer, visando padronizar os códigos para caracteres alfanuméricos (letras, sinais, números e acentos).

ASCII

• O ASCII é um código numérico que representa os caracteres, usando uma escala decimal de 0 a 127. Esses números decimais são então convertidos pelo computador para binários e ele processa o comando.

• Sendo assim, cada uma das letras que você digitar vai corresponder a um desses códigos.

• Existem tamanhos de palavras diferentes, onde cada um recebe um nome, veja:

• 4 bits = NIBBLE 16 variações• 8 bits = BYTE 256 variações• 16 bits = WORD 65.536 variações• 32 bits = DOUBLE WORD 4.294.967.296 variações• 64 bits = QUAD WORD 18.446.744.073.709.551.616

variações

Então tamanhos das palavras

8 bits - palavra de 1 byte

16 bits - palavra de 2 bytes

32 bits - palavra de 4 bytes

• Para entender melhor, imagine que com palavras de 8 bits, as instruções, os endereços, os números e dados são representados por números binários de 8 bits.

• Dessa forma o menor número binário é 00000000 (ou 00 em hexadecimal), e, o maior número é 11111111 (ou FF em hexadecimal), o que corresponde de 0 a 256 valores diferentes (variações).

Está confuso?

• Atualmente os processadores acessam a memória a 64 bits por vez, porém, continuamos a usar o nome BYTE para referir ao tamanho de uma memória.

• O correto seria usar “BYTE” para designar o tamanho de uma memória de 8 bits, e, QUAD WORD para memórias de 64 bits.

• Mas, qual seria o lado prático disso?

• Nenhum, e pior, acaba confundindo, pois, imagine ter que usar BYTE para memórias de 8 bits;

• • WORD para memórias de 16 bits, e assim sucessivamente.

• Por isso até hoje o usual é o BYTE para designar o tamanho de uma memória.

Na prática

• Agora um ponto importante. Como que isso tudo funciona na prática? Será que dentro de um processador ou em um CD/DVD veremos, literalmente, uma fileira de “0s” e “1s”?

• Não é assim que funciona.

MITO OU VERDADE• Infelizmente existem publicações que fazem afirmações

totalmente erradas, que só servem para confundir a cabeça de quem está aprendendo.

• Certa vez surgiu que se você pagasse um CD-ROM e “ampliasse” a sua superfície de gravação, viria uma série de “0s” e “1s”.

• Eaí ? Verdade ou mentira?

• Claro que é mentira.

Como realmente funciona

• Em nível de eletrônica, os bits 0 e 1 são representados através de valores de tensão.

• Por exemplo: o bit 0 pode ser representado por valores entre 0 e 0,3 volts. Já o bit 1 pode ser representado por valores entre 2 e 5 volts.

• De forma geral, qualquer valor pode ser usado para representar os bits, depende do projeto, da aplicação e da tecnologia empregada.

• Com o avanço da tecnologia dos computadores, passou a se usar tensões cada vez menores, pois, os dispositivos eletrônicos passaram a trabalhar com tensões menores.

• Nos computadores são usados valores muito baixos, tais como esses que acabamos de mencionar.

• Já o CD/DVD (dispositivos ópticos) armazenam as informações em forma de pequenos pontos denominados Pits e um espaço entre eles denominado Lands, que são interpretados no processo de leitura como “0s” e “1s” (bits).

Vamos entender então!

• Os termos 32 bits e 64 bits se referem à maneira como o processador de um computador (também chamado de CPU) processa informações.

• As versões de 32 bits e 64 bits foram desenvolvidas para uso em computadores com processadores de 32 e 64 bits, respectivamente.

• As versões de 64 bits podem utilizar mais memória que as versões de 32 bits.

• Como assim?

• Isso ajuda a reduzir o tempo despendido na permuta de processos para dentro e para fora da memória, pelo armazenamento de um número maior desses processos na memória de acesso aleatório (RAM) em vez de fazê-lo no disco rígido.

• Como você pôde perceber o processador de 64bits tem essa diferença em relação aos 32 bits, mas não é só o processador, os softwares também possuem estas mesmas diferenças.

Algumas vantagens e desvantagens de cada

versão

32 bits Vantagens:

• Facilidade em encontrar softwares para esta plataforma.

• É o mais indicado para maquinas com baixo desempenho.

• A versão 32bits em geral é mais barata.

Desvantagens 32 Bits

• Só trabalha com no máximo 4gb de memoria RAM.

• Se você decidir instalar um jogo que exige um pouco mais da máquina, o desempenho do sistema ficará comprometido.

• Com a nova plataforma a Microsoft pretende ‘aposentar’ a versão 32 bits.

64 bits Vantagens

• Lida melhor com altas quantidades de memória RAM.

• Suporta até 128gb de memoria RAM.

• Pode processar o dobro de informações que um computador de 32 bits.

• Processa as informações do 32 bits.

Desvantagens 64 bits

• Necessita de uma maquina mais robusta para desfrutar de todas as vantagens.

• Versões 64 bits não funcionam em processadores com capacidade inferior.

• Incompatibilidade com alguns softwares.

Dicas

• Para rodar aplicativos leves em uma máquina de configuração simples, recomenda-se utilizar uma versão 32 bits do Windows.

• Exemplo disso seria:

• Usuários de internet, editores de texto, jogos simples e a maioria dos programas comuns.

Mas...

• Se você já tem um processador de arquitetura 64 bits, vale a pena usar o sistema equivalente.

• Computadores que trabalham com grandes aplicações gráficas, jogos e programas pesados, obtêm um rendimento muito superior com as versões 64 bits, desde que possuam um hardware adequado para isso.

Comentários de Internautas...• “64bits é uma droga, me arrependi e instalei o Vista

32bits após 1 semana de uso do 64bits. Dá alguns erros que voçe procura na internet e só acha solução para o 32bits. Vai instalar algum programa ex: Bittorrent, e tem que procurar a versão 64bits, o 32bits é o padrão e todos os programas funcionam nele, alguns não funcionam no 64bits. O 64bits é um pouco melhor no desempenho, mas pra minha máquina que é um i5 não tem muita diferença não.”

Fonte: http://forum.techtudo.com.br/perguntas/13401/qual-a-diferenca-entre-um-sistema-operacional-de-32-e-64-bits

Hum! • Mas então porque o sistemas de 32 bits é referenciado

por x86 e os de 64 por x64?

• Termo x86 foi herdado dos primeiro processadores da INTEL que tinham arquitetura de 16 Bits.

• O nome dos processadores sempre terminavam em 86 (8086, 80186, 80286, 80386 e 80486) com isso eram denominados pelo final "86".

• Com isso o nome foi herdado e derivou o x86-32 e o x86-64,

Consumo

• S.O 64 bits consome mais memória, em termos, ele consome a mesma quantidade de um 32 bits, mas por ter plataforma mais robusta e por proporcionar mais recursos aos aplicativos, ele exige uma quantidade maior de memória se comparado ao 32 bits.

• Por isso o mínimo de memória é 4 GB.

Antes de gerar mais dúvidas!

• É preciso entender a diferença entre os processadores de 32 e 64 bits.

• Atualmente, a maioria dos processadores possui uma arquitetura para operar em 64 bits, logicamente, superior aos de 32 bits.

• Porém, de nada adianta possuir um processador com arquitetura para 64 bits se o sistema operacional suporta apenas 32 bits de processamento.

Quando utilizar?

• Antes de ficar em dúvida sobre qual sistema operacional utilizar, o usuário precisa estar ciente da configuração da sua máquina.

• Além de saber a ARQUITETURA do seu processador, ele precisa contar com uma quantidade recomendável de memória RAM, 4 GB.

Então qual a diferença?

• A diferença está no modo de operação do processador de seu computador.

• Até pouco tempo atrás, os processadores da “família x86” (que engloba modelos da Intel e AMD) só eram capazes de operar em 32 bits.

• A principal limitação desse modo é a quantidade de RAM com a qual o computador pode lidar no máximo com 4 GB.

• Isso era uma enormidade alguns anos atrás, mas hoje em dia não é incomum encontrar máquinas com essa quantidade de memória no mercado a preços bastante acessíveis.

• Muita RAM é algo desejável especialmente entre os profissionais, que precisam lidar com vídeos, imagens, planilhas de cálculo e bancos de dados cada vez maiores.

64 BITS• Processadores mais modernos, de 64 Bits, são capazes

de lidar com muito mais memória:

• Qual a quantidade de memória?

• O limite atual é de 256 Terabytes, e pode chegar a até 2 Petabytes.

• Mas só o processador não basta, é necessário que o sistema operacional também opere em modo 64 Bits para tirar proveito de toda a memória.

Portanto, a resposta vem em duas partes

• Se você não pretende instalar 4 GB de RAM (ou mais) em seu computador, fique com a versão de 32 Bits do Windows.

• Mas se você precisa de muita RAM, vá de 64 Bits.

• Vale lembrar que um Windows de 64 Bits ainda é capaz de rodar programas de 32 Bits, então na maioria dos casos você não deverá ter problemas de compatibilidade.

Vamos ver na prática• Quando nos referimos a processadores de 16 bits, 32 bits ou

64 bits estamos falando dos bits internos do chip.

• Por exemplo, com 16 bits um processador pode manipular um número de valor até 65.535.

• Se certo número tem valor 100.000, ele terá que fazer a operação em duas partes.

• No entanto, se um chip trabalha a 32 bits, ele pode manipular números de valor até 4.294.967.296 em uma única operação.

E agora?• Agora, suponha que você esteja utilizando um editor de

textos.

• É improvável que esse programa chegue a utilizar valores grandes em suas operações. Neste caso, qual a diferença entre utilizar um processador de 32 bits ou 64 bits, sendo que o primeiro será suficiente?

• Como o editor utiliza valores suportáveis tanto pelos chips de 32 bits quanto pelos de 64 bits, as instruções relacionadas serão processadas ao mesmo tempo.

• E ai é verdade?

AMD Athlon 64• Por outro lado, aplicações em 3D ou programas

como Auto Cad requerem boa capacidade para cálculo e aí um processador de 64 bits pode fazer diferença. Suponha que determinadas operações utilizem valores superiores a 4.294.967.296.

• Um processador de 32 bits terá que realizar cada etapa em duas vezes ou mais, dependendo do valor usado no cálculo. Todavia, um processador de 64 bits fará esse trabalho uma única vez em cada operação.

• No entanto pouco adianta o processador ser de 64 e SO de 32.

• Certo até aqui?? Dúvidas?

A influência do sistema Operacional

• Ao se colocar um sistema operacional de 32 bits para rodar em um computador com processador de 64 bits, o primeiro não se adaptará automaticamente e continuará mantendo sua forma de trabalho.

• Por isso, é necessário o desenvolvimento de sistemas operacionais capazes de rodar a 64 bits.

A influência do sistema Operacional

• O Desenvolvimento ou a adaptação de um sistema operacional para trabalhar a 64 bits não é tão trivial assim.

• É extremamente necessário que o SO seja compatível com um processador ou com uma linha de processadores.

• Já que pode haver diferenças entre os tipos existentes.

• Em outras palavras, o sistema operacional precisa ser compatível com chips da AMD ou com chips da Intel. Se possível, com os dois.

No caso do Windows XP• A Microsoft disponibilizou a versão "Professional x64", compatível

com os processadores AMD Athlon 64 e Intel Pentium 4 (com instruções EM64T). De acordo com a Microsoft, a principal diferença entre essa e as versões de 32 bits (além da compatibilidade com instruções de 64 bits) é o suporte de até 128 GB de memória RAM e 16 TB de memória virtual.

• Nada mais natural: se a aplicação para o qual o computador é utilizado manipula grande quantidade de dados e valores, de nada adianta ter processamento de 64 bits, mas pouca memória, já que, grossamente falando, os dados teriam que "formar fila" para serem inseridos na memória, comprometendo o desempenho.

• Então 64 bits opera todos os programas de 32bits e 16 bits perfeitamente, alguns só funcionaram em modo de compatibilidade.

REVISÃO

Revisão

• Primeiramente, o que é bit? (Binary digiT) é e menor unidade de informação que pode ser transmitida. Ou seja, é a maneira como o processador de um computador processa informações. Quanto mais bits mais informações ele pode processar ao mesmo tempo.

Revisando!

• Sistema operacional de 64 bits consegue gerenciar pacotes de 64 bits e isto faz com que seja mais rápido mais o processador também tem que dar suporte para 64 bits.

Exercício1. Quais são as palavras disponíveis para os sistemas operacionais?2. Qual a vantagem do SO 32 bits?3. Qual a desvantagem do SO 32 bits?4. Qual a vantagem do SO 64 bits?5. Qual a desvantagem do SO 64 bits?6. Convertendo base 10 para base 2, converta os números 1412, 895,

190, 568, 1980 para números binários.7. Qual o valor limite de memória que o sistema 32 bits pode executar?8. Qual o valor limite de memória que o sistema 64 bits pode executar?9. Porque o sistema 64 bits consome mais memória?10. Quais os Hardwares mínimos para rodar um sistema 64bits?11. Qual o nome correto para uma palavra de 64 bits?12. O que é a tecnologia EM64T?13. Se um sistema operacional 32 bits executasse 1000 instruções por

segundo e o SO de 64 executasse 2000 qual a desvantagem do 64 e qual a vantagem do 32?

14.Como o Computador reconhece o sistema binário?

15.Por que os processadores 32bits usam a nomenclatura “X86”?

16.Quais os tamanhos das palavras disponíveis para processadores?

17.Quais são os tamanhos das palavras disponíveis para os SO.

18.O que é palavra?