Introdução aos Sistemas OperacionaisDisciplina: Sistemas Operacionais

Prof. Filipe Arantes Fernandesfilipe.arantes@ifsudestemg.edu.br

Agenda

O que é um Sistema Operacional? As Gerações dos Computadores

O que é Sistema Operacional?

Sistema Operacional é um software que habilita as aplicações a interagir com um hardware de computador [DEITEL et al., 2013];

O software que contém os componentes centrais do Sistemas Operacionais é denominado núcleo [DEITEL et al., 2013];

Exemplos de SOs

Exemplos mais conhecidos

Para Computadores:

Exemplos mais conhecidos

Para Smart Phones:

Exemplos mais conhecidos

Para Smart TVs:

Exemplos mais conhecidos

E para carros?

Exemplos mais conhecidos

Quais outros dispositivos que possuem SO?

O primeiro PC verdadeiramente digital foi projetado pelo matemático inglês Charles Babbage (1792-1871);

A máquina não tinha um Sistema Operacional;

Babbage percebeu que sua máquina precisava de um software;

Então contratou Ada Lovelace para criar um programa sua máquina;

Conhecida como a primeira programadora do mundo;

A linguagem Ada recebeu este nome em homenagem a ela;

História dos SOs

As gerações dos computadores

A primeira geração (1945-1955): válvulas; A segunda geração (1955-1965): transistores e

sistemas em lote (batch); A terceira geração (1965-1980): Cis e

multiprogramação; A quarta geração (1980-presente): computadores

pessoais

A Primeira Geração (1945-1955)

A Primeira Geração (1945-1955)

Depois de Babbage, pouco progresso ocorreu; A partir da Segunda Guerra Mundial, houve uma explosão de

atividades; O prof. John Atanasoff e seu aluno de graduação Clifford Berry

construíram o que hoje em dia é considerado o primeiro computador digital funcional;

Construído na Universidade do Estado de Iowa; O computador usava 300 válvulas;

Primeiro computador digital funcional

A Primeira Geração (1945-1955)

Aproximadamente na mesma época, Konrad Zuse em Berlim construiu o computador Z3 a partir de relés eletromagnéticos;

A Primeira Geração (1945-1955)

Em 1944, Colossus foi construído e programado por um grupo de cientistas (incluindo Alan Turing) em Bletchley Park, Inglaterra;

Assista ao filma O Jogo da Imitação;

A Primeira Geração (1945-1955)

O Mark I foi construído por Howard Aiken, em Havard;

A Primeira Geração (1945-1955)

E o ENIAC foi construído por William Mauchley e seu aluno de graduação J. Presper Eckert na Universidade de Pensilvânica.

A Primeira Geração (1945-1955)

Alguns eram binários, outros usavam válvulas e ainda outros eram programáveis;

Mas todos eram muito primitivos e levavam segundos para realizar cálculos simples;

A Primeira Geração (1945-1955)

No início, um único grupo de pessoas (normalmente engenheiros): projetava, construía, programava, operava, e mantinha cada máquina.

A Primeira Geração (1945-1955)

Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez;

A Primeira Geração (1945-1955)

Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez;

O que é bit?

A Primeira Geração (1945-1955)

Toda a programação era realizada em linguagem de máquina, um bit por vez;

O que é bit?

...proveniente das palavras dígito binário, ou “BInary digiT”, é a menor unidade de medida de transmissão de dados usada na computação e informática. Um bit tem um único valor, zero ou um, verdadeiro ou falso.

Fonte: https://goo.gl/eL4ZRj

Exemplo de Código Binário

01000010 01101111 01100001 00100000 01101110 01101111 01101001 01110100 01100101 00100001

Exemplo de Código Binário

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Boa noite!

A Primeira Geração (1945-1955)

Para evitar a programação em binário, as linguagens de montagem (assembly) foram desenvolvidas para acelerar o processo de programação;

Assembly usa abreviaturas parecidas com palavras em inglês para representar as operações lógicas do computador;

01000010 01101111 01100001 00100000 01101110 01101111 01101001 01110100 01100101 00100001

Boa noite!

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Boa noite!

Assembly

Linguagem de Máquina Código Binário

Linguagem de Máquina

Linguagem Intermediária

Código Binário

Assembly

Linguagem de Máquina

Linguagem Intermediária

Linguagem Natural

Código Binário

Assembly

Português, Inglês etc

A Primeira Geração (1945-1955)

Mesmo com a linguagem binária e de montagem, ninguém tinha ouvido falar de Sistemas Operacionais;

O modo usual de operação consistia: reversa pelo programador de um bloco de tempo na ficha de

registro na parede; descer até a sala das máquinas; inserir seu painel de programação no computador; e passar horas torcendo para que nenhuma das cerca de 20.000

válvulas queimasse durante a operação.

A Primeira Geração (1945-1955)

Virtualmente todos os problemas eram cálculos numéricos e matemáticos diretos e simples, como determinar tabelas de senos, cossenos e logaritmos, ou calcular trajetórias de artilharia.

A Segunda Geração (1955-1965)

A Segunda Geração (1955-1965)

A introdução do transistor em meados dos anos 1950 mudou o quadro radicalmente;

Os computadores tornaram-se: mais confiáveis; podiam ser fabricados e vendidos para clientes; porém, ainda eram caros;

A Segunda Geração (1955-1965)

Essas máquinas, chamadas de Computadores de Grande Porte (mainframes);

Ficavam isoladas em salas grandes e climatizadas, com equipes de operadores profissionais para operá-las;

Apenas grandes corporações ou importantes agências do governo ou universidades conseguiam pagar o alto valor;

A Segunda Geração (1955-1965)

Pela primeira vez, havia uma clara separação entre: Projetistas; Construtores; Operadores; Programadores; e Mantenedores.

xCartão perfurado escrito em FORTRAN Café

Visão Geral do Sistema em Lote (batch)

IBM 1401Computador pequeno e (relativamente) barato

que era muito bom na leitura de cartões,cópia de fitas e

impressão de saídas.

IBM 1401Porém, muito ruim em cálculos numéricos.

IBM 7094Mais cara, porém eram usadas para

o processamento dos cálculos.

A Segunda Geração (1955-1965)

● Os mainframes era usados na maior parte para cálculos científicos e de engenharia, como solucionar as equações diferenciais parciais que muitas vezes ocorrem na física e na engenharia;

● Eram programados em FORTRAN e linguagem de montagem.

● Sistemas operacionais típicos eram:

– FMS (o Fortran Monitor System);

– IBSYS (o sistema operacional da IBM para o 7084).

Vídeo demostrando o funcionamento da máquina de Charles Babbage,cartões perfurados e ALTAIR8800.

A Terceira Geração (1965-1980)

Circuitos Integrados

IBM 360

IBM 360

● Primeira linha importante de computadores a usarCircuitos Integrados de pequena escala;

IBM 360

● Vantagem: preço e desempenho em relação às máquinas da 2ª geração;

IBM 360

● O grande diferencial era por ser uma Família Única;

● O objetivo era que os programas funcionassem tanto nas pequenas (1401) e grandes máquinas (7094);

● Utilizava o SO OS/360.

IBM 360

● Além de ter vantagens, também possuía desvantagens

A Terceira Geração (1965-1980)

● “Não havia como a IBM (ou qualquer outra empresa) criar um software que atendesse a todas essas exigências conflitantes.

● O resultado foi um SO enorme e extraordinariamente complexo, talvez duas a três vezes maior do que o FMS;

● Ele consistia em milhões de linhas de linguagem de montagem escritas por milhares de programadores e continha dezenas de milhares de erros (bugs), que necessitavam de um fluxo contínuo de novas versões em uma tentativa de corrigi-los;

● Cada nova versão corrigia alguns erros e introduzia novos, de maneira que o número de erros provavelmente seguiu constante através do tempo.”

A Terceira Geração (1965-1980)

Este cenário complexo de desenvolvimento ainda persiste?

Referências

DEITEL, H., DEITEL, P. & CHOFFNES, D., 2013. Sistemas Operacionais. 3ª Ed. Editora Pearson.

TANENBAUM, A.S. & WOODHULL, A.S., 2016. Sistemas Operacionais Modernos. 4ª Ed. Editora Pearson.