Implementação de Serviços de Rede - Aula 1 - Estrutura do Sistema Operacional

1AULA :

Campus Charqueadas

Prof. Esp. Cleber Schroeder Fonseca

Implementação de Serviços de RedeTSI-4AN

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Estrutura do sistemaoperacional

3AULA :

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Introdução● É formado por um conjunto de

rotinas que oferecem serviçosaos usuários, aplicações e aopróprio sistema. Esse conjuntode rotinas é denominadokernel.

● É importante não confundir okernel com outras aplicações eutilitários que acompanham oSO.

Aplicativos

Utilitários

Núcleo dosistema operacional

Hardware

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Introdução● O sistema operacional é diferente de uma

aplicação sequencial com início, meio efim.

● Os procedimentos são executados semuma ordem pré-definida, com base emeventos assíncronos.

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Introdução● As principais funções do núcleo do sistema

operacional:– Tratamento de interrupções e exceções;

– Criação e eliminação de processos e threads;

– Sincronização e comunicação entre processos e threads;

– Gerência de memória;

– Gerência do sistema de arquivos;

– Gerência dos dispositivos de I/O;

– Suporte a redes locais e distribuídas;

– Contabilização do uso do sistema;

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Chamadas de sistema● Chamadas de sistema (System Calls) são

solicitações de recursos de hardwarerealizados por utilitários e aplicativos aoSO.

● Com a finalidade de compartilhar osrecursos de forma organizada e protegida,como proteger a memória utilizada por umprograma ou a monopolização doprocessador.

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Chamadas de sistema● São implementadas pelo kernel do SO.● As chamadas podem ser agrupadas

segundo sua função:– Gerência de processos e threads

– Gerência de memória

– Gerência do sistema de arquivos

– Gerência de dispositivos

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Modos de acesso● Para garantir a segurança do SO, algumas

instruções somente podem ser executadaspelo kernel, são conhecidas comoinstruções privilegiadas.

● Já as instruções que podem serexecutadas por todos os aplicativos, sãoconhecidas como instruções não-privilegiadas

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Modos de acesso● Para garantir que somente o kernel possa

executar instruções privilegiadas, oprocessador deve possuir um mecanismode proteção chamado de modos deacesso.

● Na maioria dos processadores existemdois modos de acesso:1) Modo Usuário

2) Modo kernel (ou supervisor)

10AULA :

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Proteção do sistema● Para realizar a proteção de um sistema de

computação é necessário proteger:– Os periféricos

– O processador

– As memórias

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Proteção de periféricos● Para proteger os periféricos, os programas

devem ser impedidos de acessar osdispositivos de I/O.

● Somente o sistema operacional deveacessar as instruções de I/O.

● A única maneira que os programas tem deacessar os dispositivos de I/O é através dechamadas de sistema.

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Proteção do processador● Em programas multi-programáveis, os

programas compartilham a utilização doprocessador.

● Cada programa pode utilizar o sistema por umtempo determinado (time slice).

● Se algum programa tiver privilégio de modificar otime slice ele poderá monopolizar o processador.

● Para proteger o processador, todas as instruçõesde alteração do time slice devem serprivilegiadas.

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Proteção da memória● Para que a memória possa ser utilizada

por diversos programas de formaprotegida, um programa não pode teracesso à memória do outro.

● Essa proteção é feita através de umhardware específico.

● Para saber qual a área alocada por umprograma, o hardware armazena em doisregistradores posição inicial e final damemória alocada.

14AULA :

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Arquitetura monolítica● Na arquitetura monolítica, os módulos do

SO são compilados e linkados como umúnico e grande programa executável.

● Todos os componentes do SO, estãocontidos no mesmo espaço deendereçamento do núcleo.

● Com isso os componentes conseguem secomunicar diretamente.

● Essa arquitetura apresenta um excelentedesempenho.

15AULA :

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Arquitetura monolítica● O fato de os componentes estarem juntos

em um único programa executável dificultamuito a manutenção do código e correçãode erros.

● Um erro em um componente podecomprometer todos os demais.

16AULA :

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Arquitetura de camadas● Cada camada oferece um conjunto de

funções que podem ser utilizadas apenaspelas camadas superiores.

● Neste tipo de implementação, as camadasinferiores são mais privilegiadas.

● As camadas são modulares.● Uma desvantagem é a perda de

performance, pois cada camada exige umamudança no modo de acesso.

17AULA :

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Arquitetura de máquinavirtual

● Sistema computacional formado por níveis,onde o nível mais baixo é o hardware, e omais alto são as aplicações.

● O modelo de Máquina Virtual (VM), criaum nível intermediário entre o hardware eo SO, denominado gerência de VM.

● Neste nível são criadas VM'sindependentes onde cada uma oferecerecursos de hardware virtual incluindomodos de acesso, interrupções, I/O, etc.

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● Além de permitir vários SO's sendoexecutados ao mesmo tempo, todas asVM's são totalmente isoladas uma daoutra.

● O problema dessa arquitetura é suagrande complexidade, devido ànecessidade de se compartilhar egerenciar os recursos de hardware entreas diversas VM's.

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Hardware

Gerenciador de VM's

Ap

SO

HV

VM

Ap

SO

HV

VM

Ap

SO

HV

VM

Ap

SO

HV

VM

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