Noção de Sistema Operativo. 16 Introdução ao Estudo dos Sistemas Operativos Noção de Sistema...
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Noção de Sistema Noção de Sistema OperativoOperativo
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Noção de Sistema Noção de Sistema Operativo Operativo
um software de sistema, sendo portanto, um software de sistema, sendo portanto, um um gestor dos recursosgestor dos recursos que compõem o que compõem o computador :computador :
e um escalonador de trarefas.e um escalonador de trarefas.
processador, memória, I/O, ficheiros, etc
Partilha e protege os recursos a serem Partilha e protege os recursos a serem usados pelas aplicações do utilizador, usados pelas aplicações do utilizador, servindo de interface entre este e a servindo de interface entre este e a máquina.máquina.
SISTEMA OPERATIVOSISTEMA OPERATIVO é ...é ...
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Noção de Sistema Noção de Sistema OperativoOperativo
fornecer a abstracção de hardware, isto é, apresentar ao utilizador uma máquina mais simples (máquina virtual);
Níveis que separam o hardware Níveis que separam o hardware do utilizadordo utilizador
funcionar em modo kernel ou modo supervisor, protegendo o hardware da acção directa do utilizador;
O sistema operativo O sistema operativo deve:deve:
Estabelecer critérios de utilização dos recursos e a ordem de acesso dos mesmos;
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► Noção de Sistema Noção de Sistema OperativoOperativo
fazer a gestão e protecção dos dispositivos;
fazer a gestão dos programas e distribuir memória para as aplicações;
O sistema operativo O sistema operativo deve:deve:
Impedir a violação do espaço de memória reservado a um determinado programa (processo) e as tentativas de acesso simultâneo a um mesmo recurso;
Processar as mensagens internas para os dispositivos de I/O;
Fornecer um meio de comunicação entre o utilizador e o hardware
Caracterização de um Caracterização de um Sistema OperativoSistema Operativo
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Os sistemas operativos têm evoluído devido à necessidade de gerir eficientemente estes equipamentos, através do controlo da execução dos programas dos diferentes utilizadores, efectuado, assim, a gestão dos recursos da máquina.
IntroduçãoIntrodução
Evolução dos sistemas Evolução dos sistemas operativos operativos
Evolução dos equipamentosEvolução dos equipamentos(muito rápida)(muito rápida)
Mais pequenos Custos progressivamente mais baixos
Ao servir de interface entre o utilizador e a máquina, faz com que esta, seja uma máquina virtual, cada vez mais simples e fácil de utilizar.
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo - Introdução- Introdução
As funções principais de um sistema As funções principais de um sistema operativo operativo
Partilha de recursos com
protecção:Físicos:Físicos: processador, processador, mémoria, discos, mémoria, discos, periféricos diversosperiféricos diversosLógicos:Lógicos: programas programas de uso geral de uso geral (editores, (editores, compiladores) e compiladores) e bibliotecas bibliotecas partilhadas por partilhadas por diversos programas.diversos programas.
Gestão da concorrência
Controlar diversos fluxos de actividades que se executem “em paralelo”, sem que os mesmos interfiram não intencionalmente.
Gestão da informação persistente
Armazenamento fiável e seguro da informação não volátil em suportes magnéticos, ópticos, etc.
Controlo dos gastos
Contabilização e limitação da utilização dos recursos físicos.
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► Caracterização de um Sistema Operativo - Caracterização de um Sistema Operativo - IntroduçãoIntrodução
Criar uma máquina virtual sobre a máquina física que Criar uma máquina virtual sobre a máquina física que ofereça os recursos lógicos básicos necessários ao ofereça os recursos lógicos básicos necessários ao desenvolvimento das aplicações.desenvolvimento das aplicações.
Missão de um Sistema Missão de um Sistema Operativo:Operativo:
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Tipos de Sistemas OperativosTipos de Sistemas Operativos
obrigou ao desenvolvimento de diferentes tipos de obrigou ao desenvolvimento de diferentes tipos de sistemas operativos.sistemas operativos.
Ao longo da história dos Ao longo da história dos computadorescomputadores
Diversidade de Diversidade de sistemas informáticossistemas informáticos
Os principais :Os principais :
• Sistemas operativos para mainframesSistemas operativos para mainframes (Mainframe Operting (Mainframe Operting System)System)
Para computadores de grande porte e orientado para o Para computadores de grande porte e orientado para o processamento simultâneo de inúmeras tarefas (muitas entradas e processamento simultâneo de inúmeras tarefas (muitas entradas e saídas). Ex: saídas). Ex: VM VM para a família IBM 4341 para a família IBM 4341
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
• Sistemas operativos para servidoresSistemas operativos para servidores (Server Operating System)(Server Operating System)
Destinado a servidores de modo geral, que podem ser máquinas com Destinado a servidores de modo geral, que podem ser máquinas com grandes capacidades, workstations ou mesmo mainframes. grandes capacidades, workstations ou mesmo mainframes. Servem Servem multiplos utilizadores da rede e permitem a partilhamultiplos utilizadores da rede e permitem a partilha de hardware ou de de hardware ou de outros recursos (software, ou serviços).outros recursos (software, ou serviços).
• Sistemas operativos para MultiprocessadoresSistemas operativos para Multiprocessadores (Multiprocessor (Multiprocessor Operating System)Operating System)
Para computadores Para computadores (várias CPU) que formam um único sistema(várias CPU) que formam um único sistema, , dependendo da forma como estão ligados e do que é partilhado, dependendo da forma como estão ligados e do que é partilhado, denominam-se computadores paralelos, multicomputadores ou denominam-se computadores paralelos, multicomputadores ou multiprocessadores. Podem ser variação de sitemas operativos para multiprocessadores. Podem ser variação de sitemas operativos para servidores com caracteristicas especiais de conectividade. ( neste grupo servidores com caracteristicas especiais de conectividade. ( neste grupo incluem-se os SO distribuídos)incluem-se os SO distribuídos)
Tipos de S.O.Tipos de S.O.
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoTipos de S.O.Tipos de S.O.
• Sistemas operativos para Computadores PessoaisSistemas operativos para Computadores Pessoais (Personal (Personal Computer Computer Operating System)Operating System)
Tem por objectivo servir de Tem por objectivo servir de interface para um únicointerface para um único utilizador. utilizador. Largamente utilizados para tarefas comuns : processamento de texto, Largamente utilizados para tarefas comuns : processamento de texto, acesso a internet ...acesso a internet ...
• Sistemas operativos de Tempo Real (RTOS)Sistemas operativos de Tempo Real (RTOS) (Real Time Operating (Real Time Operating System)System)
É uma aplicação É uma aplicação multitarefamultitarefa na qual várias tarefas críticas devem ser na qual várias tarefas críticas devem ser processadas em simltâneo. O sistema deve assegurar que as processadas em simltâneo. O sistema deve assegurar que as tarefas tarefas sejam tratadas em tempo últilsejam tratadas em tempo últil. Exemplos de implementação : controle de . Exemplos de implementação : controle de tráfego, processos de fábrico.tráfego, processos de fábrico.
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoTipos de S.O.Tipos de S.O.
• Sistemas operativos EmbebidosSistemas operativos Embebidos (Embedded Operating System)(Embedded Operating System)
Para Para sistemassistemas cada vez mais cada vez mais pequenospequenos, como , como telecomandos, os telecomandos, os telemóveis, os palmtops ou PDAtelemóveis, os palmtops ou PDA (Personal Digital Assistant).(Personal Digital Assistant). Executam um Executam um reduzido conjunto de tarefas, tendo restrições de tamanhos, memória e reduzido conjunto de tarefas, tendo restrições de tamanhos, memória e de alimentação. Ex. Windows CE de alimentação. Ex. Windows CE (Consumer Electronics).(Consumer Electronics).
• Sistemas operativos para Smart CardSistemas operativos para Smart Card (Smart Card Operating System)(Smart Card Operating System)
São os SO mais pequenosSão os SO mais pequenos, que são executados em cartões de créditos , que são executados em cartões de créditos contendo pequenas CPU. Tem grandes restrições de processamento e contendo pequenas CPU. Tem grandes restrições de processamento e pouca memória. Alguns sistemas deste tipo executam apenas uma tarefa pouca memória. Alguns sistemas deste tipo executam apenas uma tarefa (pagamento electrónico), outros que permitem ainda a execução de (pagamento electrónico), outros que permitem ainda a execução de outros tipos de tarefas (acessoa áreas reservadas).outros tipos de tarefas (acessoa áreas reservadas).
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Estrutura dos sistemas operativosEstrutura dos sistemas operativos (Arquitetura dos (Arquitetura dos Sistemas)Sistemas)
Na construçãoNa construção de um sistemas operativo observam-se, pelo de um sistemas operativo observam-se, pelo menos menos dois tipos de requisitosdois tipos de requisitos: :
•Requisitos do utilizador – Requisitos do utilizador – sistema fácil de utilizar e sistema fácil de utilizar e aprender, rápido e adequado às tarefas para as quais se aprender, rápido e adequado às tarefas para as quais se destina.destina.
•Requisitos de software – Requisitos de software – manutenção, forma de manutenção, forma de funcionamento, restrições de utilização, eficiência,tolerância funcionamento, restrições de utilização, eficiência,tolerância aos erros e flexibilidade.aos erros e flexibilidade.Quanto a forma podem ter a seguinte Quanto a forma podem ter a seguinte estruturaestruturaMonolíticaMonolítica HierárquicHierárquic
aaMáquina Máquina virtualvirtual
Cliente-Cliente-servidorservidor
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoEstrutura dos sistemas Estrutura dos sistemas operativosoperativos
SO SO MonolíticoMonolítico Primeiros S.O, constituidos por um único Primeiros S.O, constituidos por um único
programa, composto por várias sub-rotinas. programa, composto por várias sub-rotinas.
•Carecem de protecções e privilégios ao executar as Carecem de protecções e privilégios ao executar as rotinasrotinas
•São feitos à medida, pelo que são eficientes e rápidos São feitos à medida, pelo que são eficientes e rápidos na execução e gestão, mas pouca flexibilidade para na execução e gestão, mas pouca flexibilidade para suportar diferentes ambientes de trabalhos ou suportar diferentes ambientes de trabalhos ou aplicações.aplicações.
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoEstrutura dos sistemas Estrutura dos sistemas operativosoperativos
Parte do sistema operativo contém outras subpartes, Parte do sistema operativo contém outras subpartes, organizadas em forma de níveis. Ou seja, dividiu-se o SO em organizadas em forma de níveis. Ou seja, dividiu-se o SO em pequenos blocos muito bem definidos, com uma interface clara. pequenos blocos muito bem definidos, com uma interface clara.
SO Hierárquico ou de SO Hierárquico ou de níveisníveis
A maior parte dos SO actuais A maior parte dos SO actuais baseiam-se neste tipo de baseiam-se neste tipo de estruturaestrutura
Cada anel tem apenas uma Cada anel tem apenas uma abertura (trap) por onde são abertura (trap) por onde são chamados os níveis inferiores, e chamados os níveis inferiores, e tem como objectivo proteger as tem como objectivo proteger as zonas mais internas do sistema.zonas mais internas do sistema.
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoEstrutura dos sistemas Estrutura dos sistemas operativosoperativos
Disponibiliza uma interface a cada processo, mostrando ao Disponibiliza uma interface a cada processo, mostrando ao utilizador uma máquina idêntica ao hardware existente. O utilizador uma máquina idêntica ao hardware existente. O objectivo é o de integrar diferentes sistemas operativos, dá a objectivo é o de integrar diferentes sistemas operativos, dá a sensação ao utilizador de várias máquinas diferentes.sensação ao utilizador de várias máquinas diferentes.
O núcleoO núcleo denomina-sedenomina-se Monitor VirtualMonitor Virtual, tem por , tem por objectivo a objectivo a multiprogramação. Apresenta multiprogramação. Apresenta aos nivéis superiores tantas aos nivéis superiores tantas máquinas quantas as máquinas quantas as solicitadas.solicitadas.
SO Máquina SO Máquina VirtualVirtual
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoEstrutura dos sistemas Estrutura dos sistemas operativosoperativos
É um sistema operativo de propósitos gerais, servindo a todos É um sistema operativo de propósitos gerais, servindo a todos os tipos de aplicações, cumprindo as mesmas funções dos os tipos de aplicações, cumprindo as mesmas funções dos sistemas operativos convencionais.sistemas operativos convencionais.
O núcleo O núcleo tem como missão tem como missão estabelecer a comunicação estabelecer a comunicação entre os clientes e os servidoresentre os clientes e os servidores. Os processos podem ser . Os processos podem ser tanto servidores como clientes.tanto servidores como clientes.
SO Cliente-SO Cliente-ServidorServidor
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema OperativoEstrutura dos sistemas Estrutura dos sistemas operativosoperativos
Oferece uma grande flexibilidade aos serviços fornecidos ao Oferece uma grande flexibilidade aos serviços fornecidos ao utilizador final, uma vez que o núcleo serve apenas as funções utilizador final, uma vez que o núcleo serve apenas as funções mais básicas de memória, entrada/saída, ficheiros e processos, mais básicas de memória, entrada/saída, ficheiros e processos, deixando para os servidores os outros serviços.deixando para os servidores os outros serviços.
Os servidores devem ter mecanismos de segurança e de Os servidores devem ter mecanismos de segurança e de protecção.protecção.
SO Cliente-SO Cliente-ServidorServidor
Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Núcleo ou KernelNúcleo ou Kernel – Conjunto de rotinas (procedimentos) que – Conjunto de rotinas (procedimentos) que oferecem serviços aos utilizadores do sistema e suas aplicações, oferecem serviços aos utilizadores do sistema e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema.bem como a outras rotinas do próprio sistema.
Tratamento Tratamento de de InterrupçõesInterrupções
Criação e Criação e eliminação eliminação de de processosprocessos
SincronizaçãSincronização e o e comunicação comunicação de processosde processos
EscalonamenEscalonamento e controlo to e controlo de processosde processos
Gestão Gestão de de memóriamemória
Gestão Gestão do do sistema sistema de de ficheirosficheiros
OperaçõeOperações de s de entrada e entrada e de saídade saída
ContabilizaçContabilização e ão e segurança segurança do sistemado sistema
Funções Funções PrincipaisPrincipais
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Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
ProcessoProcesso – É um programa em execução. Tem associado um – É um programa em execução. Tem associado um espaço de endereçamento onde este pode ler ou escrever. Este espaço de endereçamento onde este pode ler ou escrever. Este espaço contém o programa executável, os dados do programa e espaço contém o programa executável, os dados do programa e a stack.a stack.
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System callsSystem calls – Associada á implementação de mecanismos de – Associada á implementação de mecanismos de protecção do núcleo do sistema e de acesso aos seus serviços. protecção do núcleo do sistema e de acesso aos seus serviços. São as portas de entrada para se ter acesso ao núcleo do São as portas de entrada para se ter acesso ao núcleo do sistema operativo. sistema operativo.
Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
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► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
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Systems Systems callscalls
Gestão de Gestão de processosprocessos
Gestão de Gestão de memóriamemória
Gestão de Gestão de I/OI/O
•Criação e eliminaçãoCriação e eliminação
•Alteração das Alteração das característicascaracterísticas
•Sincronização e Sincronização e comunicaçãocomunicação
•Alocação e Alocação e libertaçãolibertação
•Operações de I/OOperações de I/O
•Manipulação de Manipulação de arquivos e arquivos e directóriosdirectórios
ProtecçãoProtecção – Mecanismos no Sistema Operativo que garantem a – Mecanismos no Sistema Operativo que garantem a integridade dos dados pertencentes a cada utilizador ou integridade dos dados pertencentes a cada utilizador ou processo. Esse mecanismo de protecção é denominado processo. Esse mecanismo de protecção é denominado Modos Modos de Acessode Acesso..
A sua implementação tem como objectivo principal a protecção A sua implementação tem como objectivo principal a protecção aos diferentes recursos partilhados, como a memória, aos diferentes recursos partilhados, como a memória, dispositivos de I/O e CPU. dispositivos de I/O e CPU.
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Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Gestão de MemóriaGestão de Memória – Permitir que vários programas sejam – Permitir que vários programas sejam armazenados em memória no mesmo intervalo de tempo. De armazenados em memória no mesmo intervalo de tempo. De forma a impedir a violação dos espaços de memória reservados forma a impedir a violação dos espaços de memória reservados aos programas em execução.aos programas em execução.
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Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Entrada e SaídaEntrada e Saída – Para controlar estes dispositivos , os Sistemas – Para controlar estes dispositivos , os Sistemas Operativos implementam as técnicas de Operativos implementam as técnicas de bufferingbuffering e de e de spoolingspooling..
FicheirosFicheiros – deve fornecer mecanismos de abstracção que – deve fornecer mecanismos de abstracção que forneça soluções para armazenar e recuperar informações em forneça soluções para armazenar e recuperar informações em disco, mantendo o utilizador isolado dos detalhes técnicos.disco, mantendo o utilizador isolado dos detalhes técnicos.
O conceito de O conceito de directóriodirectório, foi a forma encontrada para agrupar , foi a forma encontrada para agrupar vários ficheiros. Todos os ficheiros respeitam uma estrutura vários ficheiros. Todos os ficheiros respeitam uma estrutura hierárquica especificada pelo seu hierárquica especificada pelo seu pathpath. No topo da hierarquia . No topo da hierarquia existe o directório existe o directório raizraiz..
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Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Interpretador de comandos (shell)Interpretador de comandos (shell) – Tem como função – Tem como função interpretar os comandos externos ao sistema operativo. Verifica interpretar os comandos externos ao sistema operativo. Verifica a sua sintaxe, envia mensagens de erro e faz chamadas a a sua sintaxe, envia mensagens de erro e faz chamadas a rotinas do sistema, permitindo ao utilizador ter uma interface rotinas do sistema, permitindo ao utilizador ter uma interface interractiva com o sistema operativo.interractiva com o sistema operativo.
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Conceitos de sistemas Conceitos de sistemas operativosoperativos
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Caracterização de um Sistema OperativoCaracterização de um Sistema Operativo
Interrupção e ExcepçãoInterrupção e Excepção – Acontecem quando está a ser – Acontecem quando está a ser executado um programa, obrigando à intervenção do sistema executado um programa, obrigando à intervenção do sistema operativo. O que diferencia uma interrupção de uma excepção é operativo. O que diferencia uma interrupção de uma excepção é o tipo de evento que gera esta condição. Uma o tipo de evento que gera esta condição. Uma interrupçãointerrupção é é gerada pelo S.O. ou por algum dispositivo. Uma gerada pelo S.O. ou por algum dispositivo. Uma ExcepçãoExcepção resulta da execução de uma instrução do próprio programa.resulta da execução de uma instrução do próprio programa.
Exemplo : Exemplo : Mecanismo Mecanismo de de InterrupçãoInterrupção pedido pedido por um dispositivo de por um dispositivo de I/OI/O
Funções de um Funções de um Sistema OperativoSistema Operativo
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► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
ProcessadoProcessadorr
CPU ( CPU ( UUnidade de nidade de PProcessamento rocessamento CCentral )entral )
Gere todo o sistema computacionalGere todo o sistema computacional
Principal FunçãoPrincipal Função : controlar e executar instruções : controlar e executar instruções presentes na memória principal. Composto por :presentes na memória principal. Composto por :
Unidade de Controlo
Gere as actividades de todos os componentes do Computador.
Unidade Aritmética e Lógica
Operações Aritméticas e lógicas.
RegistosArmazenam dados temporariamente.Memória interna do processador de alta velocidade.
Unidade de Processamento
CentralUnifica todo o sistema, controlando as funções realizadas por cada unidade
Gestão do processador ao nível da sua Gestão do processador ao nível da sua planificaçãoplanificação
Gestão do processador ao nível da sua Gestão do processador ao nível da sua planificaçãoplanificação
A CPU é responsável pela execução de todos os programas do A CPU é responsável pela execução de todos os programas do sistema, que obrigatoriamente deverão ser armazenados na sistema, que obrigatoriamente deverão ser armazenados na memória principal.memória principal.
Um programa é composto por instruções, a CPU Um programa é composto por instruções, a CPU procura cada instrução na memória principal e procura cada instrução na memória principal e
interpreta-a para a sua execução.interpreta-a para a sua execução.
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
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Gestão do processador ao nível da sua Gestão do processador ao nível da sua planificaçãoplanificação
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Velocidade de Processamento de uma Velocidade de Processamento de uma CPUCPU
Intel Intel
8038680386Intel Intel
8048804866
Intel Intel
PentiuPentiumm
Intel Intel
Pentium Pentium ProPro
Intel Intel
Pentium Pentium 44
Velocidade de Velocidade de processamentoprocessamento
5 5 MIPSMIPS
2020 MIPSMIPS
100 100 MIPSMIPS
250250
MIPSMIPS400400
MIPSMIPS
MIPSMIPS Milhões de Instruções Por Milhões de Instruções Por SegundoSegundo
Memória Memória PrincipalPrincipal
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
= Memória Primária ou = Memória Primária ou realrealOnde se Armazena instruções e Onde se Armazena instruções e
dadosdados-O bit é a unidade básica de mémoriaO bit é a unidade básica de mémoria
- A mémoria é formada por um conjuto A mémoria é formada por um conjuto de células ( Normalmente 1 célula = 1 de células ( Normalmente 1 célula = 1 Byte)Byte)
- O acesso a uma célula é realizado O acesso a uma célula é realizado pela especificação do endereço pela especificação do endereço (referência única).(referência única).
- A especificação do endereço é A especificação do endereço é realizada através de um registo : realizada através de um registo : MAR MAR ((Memory Memory Address ReAddress Register)gister)
- MBR MBR ((Memory Buffer RegisterMemory Buffer Register)) – – utilizado para guardar o conteúdo de utilizado para guardar o conteúdo de uma ou mais células de mémoria após uma ou mais células de mémoria após uma operação de leitura ou gravaçãouma operação de leitura ou gravação
Endereços
Célula = n bits
00
11
22
..
..
..
M-1M-1
Ciclo de leitura e gravação envolvendo a Ciclo de leitura e gravação envolvendo a MemóriaMemória
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Operação de LeituraOperação de Leitura Operação de GravaçãoOperação de Gravação1. A CPU armazena no 1. A CPU armazena no MARMAR o o endereço da célula a ser lida.endereço da célula a ser lida.
1. A CPU armazena no 1. A CPU armazena no MARMAR o o endereço que será gravada.endereço que será gravada.
2. A CPU gera um sinal de 2. A CPU gera um sinal de controlo para a mémoria controlo para a mémoria principal, indicando que uma principal, indicando que uma operação de leitura deve ser operação de leitura deve ser realizada.realizada.
2. A CPU armazena no 2. A CPU armazena no MBRMBR a a informação que deverá ser informação que deverá ser gravada.gravada.
3. A CPU gera um sinal de 3. A CPU gera um sinal de controlo para a memória controlo para a memória principal, indicando que uma principal, indicando que uma operação de gravação deve ser operação de gravação deve ser realizada.realizada.
3. O conteúdo da célula, 3. O conteúdo da célula, identificada pelo endereço identificada pelo endereço contido nocontido no MARMAR, é transferido , é transferido para o para o MBRMBR..
4. A informação contidano 4. A informação contidano MBRMBR é transferida para a célula de é transferida para a célula de memória endereçada pelo memória endereçada pelo MARMAR..
Memória Cache Memória Cache
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Gestão da MemóriaGestão da Memória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
De alta velocidade é volátil, o seu tempo de De alta velocidade é volátil, o seu tempo de acesso é acesso é menormenor que o da memória que o da memória principal.principal.- O processador lê primeiro a mémoria cache, se o - O processador lê primeiro a mémoria cache, se o
dado for encontrado na cache, não há necessidade de dado for encontrado na cache, não há necessidade de acesso a Mem. Principal, caso contrário, o processador acesso a Mem. Principal, caso contrário, o processador transfere um bloco de dados para a cache, a partir do transfere um bloco de dados para a cache, a partir do dado referenciado. dado referenciado.
- A sua utilização é limitada devido ao seu alto custoA sua utilização é limitada devido ao seu alto custo
- É um meio permanente (não volátil) de É um meio permanente (não volátil) de armazenamento de programas e dados.armazenamento de programas e dados.
- Acesso lento comparado com a memória Cache ou Acesso lento comparado com a memória Cache ou Principal Principal (milissegundos (milissegundos XX nanossegundos), nanossegundos), com custo com custo baixo e têm grande capacidade de armazenamento.baixo e têm grande capacidade de armazenamento.
Memória secundáriaMemória secundária
Hierarquia de Hierarquia de armazenamento armazenamento
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
RegistoRegistoss
Memória Memória cachecache
Memória PrincipalMemória Principal
Memória SecundáriaMemória Secundária
Men
or
cust
o,
maio
r M
en
or
cust
o,
maio
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paci
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e,
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Maio
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Maio
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maio
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cid
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e
de a
cess
od
e a
cess
o
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Sistemas Sistemas monoprogramáveis/Monotarefamonoprogramáveis/Monotarefa-O processador, a memória e os periféricos exclusivamente O processador, a memória e os periféricos exclusivamente dedicados à execução de um único programadedicados à execução de um único programa
-Enquanto um programa aguarda por um evento, o Enquanto um programa aguarda por um evento, o processador permanece sem realizar qualquer tipo de processador permanece sem realizar qualquer tipo de processamento. A memória é sub utilizada, caso não a processamento. A memória é sub utilizada, caso não a preencha totalmente. preencha totalmente.
- São simples de implementação, não existindo muita São simples de implementação, não existindo muita preocupação com problemas de protecção.preocupação com problemas de protecção.
Programa em Programa em utilizaçãoutilização
Sistema Sistema Operativo na Operativo na
(RAM)(RAM)
Organização da memória em sistemas MonoprogramáveisOrganização da memória em sistemas Monoprogramáveis
Sistema Sistema Operativo na Operativo na
ROMROM
Programa em Programa em utilização utilização
Device drivers Device drivers (ROM)(ROM)
Programa em Programa em utilizaçãoutilização
Sistema Sistema Operativo(Operativo(RAMRAM
))
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Sistemas multiprogramáveis/MultitarefaSistemas multiprogramáveis/Multitarefa-Mais complexos e eficientes, permitem a partilha dos Mais complexos e eficientes, permitem a partilha dos recursosrecursos
-A partir do número de utilizadores que interagem com o A partir do número de utilizadores que interagem com o sistema, podem classificar-se como monoutilizador ou sistema, podem classificar-se como monoutilizador ou multiutilizador.multiutilizador.
Sistemas Sistemas Multiprogramáveis/MultitarefaMultiprogramáveis/Multitarefa
Sistemas Sistemas batchbatch
Sistemas de Sistemas de tempo tempo
compartilhadocompartilhado
Sistemas Sistemas de tempo de tempo
realreal
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Sistemas Sistemas multiprogramáveis/Multitarefamultiprogramáveis/MultitarefaMainframes e Minicomputadores – Multitarefa e Mainframes e Minicomputadores – Multitarefa e MultiutilizadoresMultiutilizadores
Computadores Pessoais – Mutitarefa e Monoutilizador Computadores Pessoais – Mutitarefa e Monoutilizador
Caracterizam-se por permitir por que o utilizador, em Caracterizam-se por permitir por que o utilizador, em simultâneo, edite um texto, imprima um ficheiro, copie um simultâneo, edite um texto, imprima um ficheiro, copie um ficheiro pela rede e utilize uma folha de cálculo, etc. ficheiro pela rede e utilize uma folha de cálculo, etc.
Ou seja é possivel a execução de diversas tarefas Ou seja é possivel a execução de diversas tarefas concorrentemente ou mesmo simultaneamente.concorrentemente ou mesmo simultaneamente.
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Sistemas multiprogramáveis/MultitarefaSistemas multiprogramáveis/Multitarefa
ConceitoConceitoss
51
Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Gestão de Gestão de MemóriaMemóriaA mémoria tem um papel critíco no desempenho de um sistema
computacional.
Recebe e transfere dados entre dispositivos de I/O e o ProcessadorA gestão de memória apresenta alguns problemas :A gestão de memória apresenta alguns problemas :
o módulo de memória convecional o módulo de memória convecional não pode aceder a mais que não pode aceder a mais que uma palavra durante um ciclo de acessouma palavra durante um ciclo de acesso
latência de memórialatência de memória – tempo decorrido entre a requisição de um – tempo decorrido entre a requisição de um item pelo processador e o efectivo recebimento desse dado. Este item pelo processador e o efectivo recebimento desse dado. Este problema deve-se a dois factores : problema deve-se a dois factores : - factor tecnologico- factor tecnologico –> –> diferença entre a velocidade de processamento e a velocidade de diferença entre a velocidade de processamento e a velocidade de acesso à memória;acesso à memória;
- - factor estruturalfactor estrutural –> em sistemas com mais de uma CPU, a –> em sistemas com mais de uma CPU, a concorrência de acesso à memória pode atrasar a recepção do concorrência de acesso à memória pode atrasar a recepção do item.item.
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Memória Memória VirtualVirtualBaseia-se no desvincular do endereçamento feito pelos
programas dos endereços físicos da memória principal.
Os programas e as suas estruturas de dados deixam de estar limitados ao tamanho da memória física disponível.
Com 32 bit de endereço, o espaço de Com 32 bit de endereço, o espaço de endereçamento virtualendereçamento virtual é é de de 4GB4GB
- Espaço de endereçamentoEspaço de endereçamento = conjunto de endereços da Mem. = conjunto de endereços da Mem. Principal.Principal.
- Espaço VirtualEspaço Virtual = conjunto de endereços gerados pelo = conjunto de endereços gerados pelo processador.processador.
os endereços virtuais precisam de ser traduzidos os endereços virtuais precisam de ser traduzidos em termos de endereços físico durante a execução dos em termos de endereços físico durante a execução dos programas.programas.
ConceitoConceitoss
53
Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Memória Memória VirtualVirtual
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Memória Memória VirtualVirtual
• O desempenho do sistema de O desempenho do sistema de memória virtual depende da memória virtual depende da eficiência da traduação de eficiência da traduação de endereços.endereços.
• O mapeamento de endereço O mapeamento de endereço virtual para endereço físico virtual para endereço físico requer a manutenção da requer a manutenção da informação sobre os dados que informação sobre os dados que se encontram em memória.se encontram em memória.O Mapeamento é feito pela MMU (O Mapeamento é feito pela MMU (Memory Management Memory Management UnitUnit))Num sistema de memória virtual os blocos de informação são Num sistema de memória virtual os blocos de informação são transferidos entre as memórias primária e secundária. Estes transferidos entre as memórias primária e secundária. Estes blocos podem ter um blocos podem ter um tamanho fixotamanho fixo – ( – (PaginaçãoPaginação)) tamanho variáveltamanho variável – ( – (SegmentaçãoSegmentação))
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
PaginaçãPaginaçãooA informação é mantida para segmentos de tamanho fixo das A informação é mantida para segmentos de tamanho fixo das memórias primária e secundárias. As páginas da memória memórias primária e secundárias. As páginas da memória secundária são transportas para frames de páginas da memória secundária são transportas para frames de páginas da memória principal.principal.
Endereço VirtualEndereço Virtual = Endereço da Página, descodificado no mapa = Endereço da Página, descodificado no mapa de endereços, e o deslocamento dentro da página.de endereços, e o deslocamento dentro da página.
TLB (translation- Lookaside Buffer)TLB (translation- Lookaside Buffer) – registo de páginas para as – registo de páginas para as entradas referenciadas mais recentemente.entradas referenciadas mais recentemente.
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
PaginaçãPaginaçãoo
ConceitoConceitoss
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Gestão da Gestão da MemóriaMemória
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
SegmentaçãoSegmentação
Os programas são Os programas são divididos logicamente divididos logicamente em sub-rotinas e em sub-rotinas e estruturas de dados e estruturas de dados e colocados em blocos de colocados em blocos de informação na informação na memória. memória.
Os blocos tem tamanho Os blocos tem tamanho diferentes e são diferentes e são chamados segmentos. chamados segmentos. Cada bloco tem o seu Cada bloco tem o seu próprio espaço de próprio espaço de endereçamento. endereçamento.
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Gestão de I/0Gestão de I/0
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Dispositivos de I/O Dispositivos de I/O Exterior Exterior (utilizadores)(utilizadores) ComunicaçãoComunicação
A CPU gere de forma independente os dispositivos de I/O. A A CPU gere de forma independente os dispositivos de I/O. A comunicação directa com os periféricos é realizada através de comunicação directa com os periféricos é realizada através de
controladorescontroladores
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Gestão de I/0Gestão de I/0
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
I/O controlado por interrupçãoI/O controlado por interrupção – –
Por exemplo:Por exemplo:
- O - O controladorcontrolador ao receber um sinal de leitura, fica encarregado ao receber um sinal de leitura, fica encarregado de ler os blocos do disco armazena-los em memória ou registos de ler os blocos do disco armazena-los em memória ou registos próprios.próprios.
- Em seguida, o controlador sinaliza uma interrupção ao - Em seguida, o controlador sinaliza uma interrupção ao processador.processador.
- Quando a CPU atende a interrupção, a rotina responsável - Quando a CPU atende a interrupção, a rotina responsável pelo tratamenento desse tipo de interrupção transfere pelo tratamenento desse tipo de interrupção transfere os dados dos registos do controlador para memória os dados dos registos do controlador para memória principalprincipal..
- No fim da transferência, a CPU volta a executar o programa - No fim da transferência, a CPU volta a executar o programa interrompido e o controlador fica novamente disponível para interrompido e o controlador fica novamente disponível para outra operação.outra operação.
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Gestão de I/0Gestão de I/0
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
I/O controlado por interrupção e I/O controlado por interrupção e DMA (DMA (Direct Memory AcessDirect Memory Acess))
- Permite que um bloco de dados seja transferido entre memória Permite que um bloco de dados seja transferido entre memória e periféricos sem a intervenção da CPU ( menos no inicio e e periféricos sem a intervenção da CPU ( menos no inicio e fim ).fim ).
- A área de memória utilizada na tecnica de DMA é o buffer (ver A área de memória utilizada na tecnica de DMA é o buffer (ver nº 36).nº 36).
- No momento em que a transferência de DMA é realizada,o No momento em que a transferência de DMA é realizada,o controlador deve assumir, momentaneamente, o controlo do controlador deve assumir, momentaneamente, o controlo do barramento. A CPU suspende então o acesso ao bus durante a barramento. A CPU suspende então o acesso ao bus durante a transfêrencia. A CPU fica livre para realizar outras tarefas transfêrencia. A CPU fica livre para realizar outras tarefas (desde que não utilize o bus). (desde que não utilize o bus).
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Gestão de I/0Gestão de I/0
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
PoolingPooling (ou espera ocupada)(ou espera ocupada)
- Consiste na requisição de dados ao dipositivo de I/O. Consiste na requisição de dados ao dipositivo de I/O.
- A CPU faz sucessivas consultas para determinar se o dado A CPU faz sucessivas consultas para determinar se o dado solicitado já foi disponibilizado. solicitado já foi disponibilizado.
O processador fica O processador fica ocupado até que o dado ocupado até que o dado esteja disponível. Este esteja disponível. Este
método de transferencia é método de transferencia é o mais simples mas o que o mais simples mas o que
mais degrada o mais degrada o performace do sistemaperformace do sistema
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
- Na base da pirâmide da hierarquia de memória num Sistema de Na base da pirâmide da hierarquia de memória num Sistema de computação.computação.
- Garante um armazenamento mais permanente possuindo maior Garante um armazenamento mais permanente possuindo maior capacidade que a memória principal.capacidade que a memória principal.
Tipos : Tipos :
- - DDirectamente ligadosirectamente ligados ao sistema : ao sistema : Discos rígidosDiscos rígidos........
- - Conectados Conectados quando desejadosquando desejados : pen drive, DVD, CD- : pen drive, DVD, CD-ROM, outros ROM, outros dispositivos dispositivos removíveis.removíveis.
Suporte Suporte FísicoFísico
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Suporte Suporte LógicoLógico
Sistema de Sistema de FicheirosFicheiros
conjunto de ficheiros, directórios, conjunto de ficheiros, directórios, descritores e estruturas de dados descritores e estruturas de dados auxiliares, autónomos em termos de auxiliares, autónomos em termos de administração e suporte físico administração e suporte físico
gerido gerido porpor
Módulo do Sistema Operativo: Módulo do Sistema Operativo: Sistema de Gestão de Ficheiros. Sistema de Gestão de Ficheiros. Responsável pelo acesso e pela Responsável pelo acesso e pela organização dos ficheiros.organização dos ficheiros.
FicheirFicheiroo
Conjunto de Dados (persistentes) em memória Conjunto de Dados (persistentes) em memória secundária, indentificados por um nome e secundária, indentificados por um nome e composto porcomposto por : :
- Nome : Nome : identifica o ficheiro perante o utilizador;identifica o ficheiro perante o utilizador;
- Descritor: Descritor: estrutura de dados com informação sobre o ficheiro estrutura de dados com informação sobre o ficheiro (dimensão, datas de criação, modificação e acesso, dono e (dimensão, datas de criação, modificação e acesso, dono e autorizações de acesso); autorizações de acesso);
- - Informação: Informação: dadosdados
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
O nome dos ficheiros estão O nome dos ficheiros estão catalogados em directórioscatalogados em directórios, que , que estabelecem a associação entre o nome e o descritor do ficheiro. estabelecem a associação entre o nome e o descritor do ficheiro.
O directório O directório pode conter os descritores dos ficheirospode conter os descritores dos ficheiros ou apenas ou apenas os identificadores desses descritores.os identificadores desses descritores.
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Operações sobre os Operações sobre os ficheiros ficheiros
Leitura e escrita da sua Leitura e escrita da sua informaçãoinformaçãoO acesso ao ficheiro é feito em 3 O acesso ao ficheiro é feito em 3
etapas:etapas:
1.1. Abertura do ficheiro, dado Abertura do ficheiro, dado o nome.o nome.
O sistema pesquisa o O sistema pesquisa o directório, copia o seu directório, copia o seu descritor para a memória e descritor para a memória e guarda-o num entrada da guarda-o num entrada da tabela de ficheiros abertos, tabela de ficheiros abertos, cuja a referência, o cuja a referência, o identificador de ficheiro identificador de ficheiro aberto, é devolvida ao aberto, é devolvida ao utilizador.utilizador.
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
O acesso ao ficheiroO acesso ao ficheiro (continuação)(continuação)
2. 2. Leituras e escritas, dado o identificador do ficheiro Leituras e escritas, dado o identificador do ficheiro abertoaberto..
Permite obter rapidamente a cópia do descritor de ficheiro Permite obter rapidamente a cópia do descritor de ficheiro em memória, onde está toda a informação necessária em memória, onde está toda a informação necessária para aceder aos dados;para aceder aos dados;
3. 3. Fecho do ficheiroFecho do ficheiro. .
Esta operação é necessária para libertar a entrada na Esta operação é necessária para libertar a entrada na tabela de ficheiros abertos e actualizar o descritor de tabela de ficheiros abertos e actualizar o descritor de ficheiro em disco, caso tenha sido modificado.ficheiro em disco, caso tenha sido modificado.
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Organização dos Nomes dos ficheirosOrganização dos Nomes dos ficheiros, exemplo:, exemplo: hierárquicahierárquica
• Sob a forma de Sob a forma de árvore árvore invertidainvertida
• O inicio da estrutura : O inicio da estrutura : raizraiz
• O nome do ficheiro – O nome do ficheiro – caminho de acesso caminho de acesso ((pathnamepathname), ou seja cadeia de ), ou seja cadeia de caracteres que permite caracteres que permite localizar o ficheiro na árvore.localizar o ficheiro na árvore.
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Protecção dos ficheirosProtecção dos ficheiros
Quando o ficheiro é criado Quando o ficheiro é criado é guardado no descritor a é guardado no descritor a protecçãoprotecção, normalmente relacionada com o seu criador , normalmente relacionada com o seu criador (dono). (dono).
O S.O. guarda o número do utilizador que o criou e os direitos O S.O. guarda o número do utilizador que o criou e os direitos de acesso no descritor de ficheiro.de acesso no descritor de ficheiro.
Quando o ficheiro é requisitado, o sistema de ficheiros acede ao Quando o ficheiro é requisitado, o sistema de ficheiros acede ao descritor do ficheiro e descritor do ficheiro e verifica se o utilizador requerenteverifica se o utilizador requerente tem os tem os direitros de acesso necessáriosdireitros de acesso necessários..
posteriormenteposteriormente
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Dispositivos Dispositivos LógicosLógicosDispositivo Físico (disco, pen drive, disquete, etc) – dividido em Dispositivo Físico (disco, pen drive, disquete, etc) – dividido em segmentos contíguos:segmentos contíguos:
dispostivos lógicos, partições ou dispostivos lógicos, partições ou volumes.volumes.
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Gestão de Gestão de Armazenamento Armazenamento secundáriosecundário
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Funções de um Sistema OperativoFunções de um Sistema Operativo
Relação Física / LógicaRelação Física / Lógica ( ao nível do ( ao nível do Ficheiro)Ficheiro)• Um ficheiro é apenas um conjunto de blocos em Um ficheiro é apenas um conjunto de blocos em disco.disco.• A informação é lida e escrita nos discos em sectores (512 ou A informação é lida e escrita nos discos em sectores (512 ou 1024 bytes)1024 bytes)
• A informação dos ficheiros é guardada em grupos de A informação dos ficheiros é guardada em grupos de blocos blocos
Segmentos (extends)Segmentos (extends)
• A gestão do disco é feita em blocos de dimensão múltipla dos A gestão do disco é feita em blocos de dimensão múltipla dos sectores e controlada pela gestão de ficheiros.sectores e controlada pela gestão de ficheiros.
Segurança nos Segurança nos Sistemas OperativosSistemas Operativos
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IntroduçãIntroduçãoo
Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Objectivo da Objectivo da SegurançaSegurança
Detectar as vulnerabilidades dos Detectar as vulnerabilidades dos sistemassistemasProteger o tratamento de informaçãoProteger o tratamento de informaçãoProteger as transacções de Proteger as transacções de informaçãoinformação
Possiveis ameaças à segurança da Possiveis ameaças à segurança da InformaçãoInformação
- Vírus;Vírus;- Concorrência Concorrência empresarialempresarial- Sabotagens internasSabotagens internas- InternetInternet
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
Conceitos Conceitos BásicosBásicos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Aspectos da Aspectos da SegurançaSegurança
AutenticaçAutenticaçãoão
ConfidencialidaConfidencialidadede
IntegridadIntegridadee
Controlo de Controlo de acessoacesso
Não Não repudiaçãorepudiação
DisponibilidaDisponibilidadede
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
Conceitos Conceitos BásicosBásicos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
AutenticaçãoAutenticação -- Processo para validar a identidade de um Processo para validar a identidade de um utilizador.utilizador.
ConfidencialidadeConfidencialidade – Limita o acesso à informação apenas às – Limita o acesso à informação apenas às entidades autorizadas (previamente entidades autorizadas (previamente autenticadas)autenticadas)
IntegridadeIntegridade – Garante que a informação que vai ser – Garante que a informação que vai ser armazenada é armazenada é autêntica, ou seja, não é autêntica, ou seja, não é corrompida.corrompida.
Controlo de acessoControlo de acesso – Capacidade de impedir o acesso não – Capacidade de impedir o acesso não autorizado a um determinado autorizado a um determinado
recurso.recurso.
Não repudiaçãoNão repudiação – São funções que impedem que uma – São funções que impedem que uma determinada determinada entidade negue a execução de entidade negue a execução de determinada acção. determinada acção. (Comércio electrónica) (Comércio electrónica)
DisponibilidadeDisponibilidade – Procura garantir que, mesmo após um – Procura garantir que, mesmo após um ataque a ataque a uma rede, os recursos chave ficam uma rede, os recursos chave ficam disponiveis para disponiveis para os utilizadores. os utilizadores.
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
Conceitos Conceitos BásicosBásicos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Tipos de Intrusos no Tipos de Intrusos no sistemasistema
Intrusos ocasionais, com poucos conhecimentos Intrusos ocasionais, com poucos conhecimentos técnicostécnicos
Intrusos internos, com conhecimentos técnicosIntrusos internos, com conhecimentos técnicos
Indivíduos que pretendem obter ganhos com o Indivíduos que pretendem obter ganhos com o ataqueataque
Espionagem comercial ou militarEspionagem comercial ou militar
Os vírus informáticos encontram-se noutra Os vírus informáticos encontram-se noutra categoria da segurança, uma vez que é um categoria da segurança, uma vez que é um código que, normalmente, se reproduz sozinho e código que, normalmente, se reproduz sozinho e provoca sempre algum dano.provoca sempre algum dano.
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Conceitos Conceitos BásicosBásicos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Erros de Erros de Software e Software e HardwareHardware
Nem só as ameaças causadas por intrusos, são Nem só as ameaças causadas por intrusos, são importantes. Existe outra a “importantes. Existe outra a “PERDA DE DADOSPERDA DE DADOS””
Erros Erros HumanosHumanos
Causados por:Causados por: - Discos avariados- Discos avariados - CPU avariados- CPU avariados - Erros de - Erros de programasprogramas
Causados por:Causados por: - Dados mal - Dados mal introduzidosintroduzidos - Comandos mal - Comandos mal dadosdados
Fenómenos Fenómenos da Naturezada Natureza
Causados por:Causados por: - Incêndios- Incêndios - Cheias- Cheias - - TerramotosTerramotos - Guerras- Guerras - Motins- Motins
Os backups de dados não devem estar todos no Os backups de dados não devem estar todos no mesmo localmesmo local
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Ameaças à Ameaças à SegurançaSegurança
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Tipos de Ameaças à Tipos de Ameaças à SegurançaSegurança
Acesso não Acesso não AutorizadoAutorizado
Ataques por Ataques por ImitaçãoImitação
Disrupção de Disrupção de ServiçosServiços
Baseia-se na descoberta de logins e passwords de um dado Baseia-se na descoberta de logins e passwords de um dado utilizador que é posteriormente utilizado por outro para aceder utilizador que é posteriormente utilizado por outro para aceder aos recursos do primeiro.aos recursos do primeiro.
Consiste em fazer com que um dados utilizador ou sistema se Consiste em fazer com que um dados utilizador ou sistema se comporte como um outro. comporte como um outro. Spoofing attacks Spoofing attacks e e Replay attacksReplay attacks..
O objectivo é a interrupção ou a perturbação de um serviço O objectivo é a interrupção ou a perturbação de um serviço devido a danos causados nos sistemas que o suportam. Podem devido a danos causados nos sistemas que o suportam. Podem ser danos ser danos físicosfísicos ou ou lógicoslógicos. (. (Denial of Service – DoSDenial of Service – DoS))
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mas, nem tudo está perdido...Mas, nem tudo está perdido...
Existem diversos tipos de Existem diversos tipos de FERRAMENTASFERRAMENTAS e e MECANISMOS MECANISMOS para para proteger os sistemas ou detectar invasões.proteger os sistemas ou detectar invasões.
Autenticação de Autenticação de UtilizadoresUtilizadores
EncriptaçãEncriptaçãoo
FirewallFirewallss Assinatura Assinatura
DigitalDigital
Sistema Sistema de de
detecção detecção de de
intrusãointrusão
LogsLogs
AntivíruAntivíruss
Backup e Backup e RestoreRestore
SegurançSegurança Internaa Interna
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Autenticação de Autenticação de UtilizadoresUtilizadoresEstabelecem a identidade de utilizador Estabelecem a identidade de utilizador e/ou de sistemas, tendo em vista a e/ou de sistemas, tendo em vista a determinação de acções e das determinação de acções e das capacidades permitidas. Permitindo capacidades permitidas. Permitindo desta forma que os utilizadores desta forma que os utilizadores tenham tipos de acesso diferenciados tenham tipos de acesso diferenciados aos recursos. Exemplo:aos recursos. Exemplo: - Consultar certos - Consultar certos ficheirosficheiros
- Imprimir para certas - Imprimir para certas impressoras impressoras- Não poder apagar - Não poder apagar ficheiros ficheiros......
Formas de Formas de autenticação:autenticação: - Biométricos - Biométricos (Impressão (Impressão digital, íris)digital, íris) - Físicos (Smartcard)- Físicos (Smartcard) - Passwords- Passwords
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
EncriptaçãEncriptaçãooÉ um processo que modifica os dados É um processo que modifica os dados através de uma chave secreta, através de uma chave secreta, conhecida somente por partes conhecida somente por partes autorizadas. Ao processo de autorizadas. Ao processo de modificação da mensagem dá-mos o modificação da mensagem dá-mos o nome de nome de cifragemcifragem transformando-a transformando-a num num criptogramacriptograma. São normalmente . São normalmente funções matemáticas, sendo funções matemáticas, sendo compostas por dois algoritmos o de compostas por dois algoritmos o de cifragemcifragem e o de e o de decifragemdecifragem..
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
FirewallFirewallssÉ colocado na zona de fronteira e que É colocado na zona de fronteira e que tem como objectivo principal o tem como objectivo principal o controlo controlo de acessode acesso de utilizadores à rede, a de utilizadores à rede, a partir de outras redes. partir de outras redes. Por norma controlam os acessos a uma Por norma controlam os acessos a uma Intranet feitos a partir da Internet.Intranet feitos a partir da Internet.
Só protege a rede dos Só protege a rede dos ataques externos, não dos ataques externos, não dos
internos.internos.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
Assinatura DigitalAssinatura Digital
Consiste num conjunto de dados Consiste num conjunto de dados encriptados associados a um encriptados associados a um documento.documento.
Garantem a integridade do documento Garantem a integridade do documento ao qual estão associadas e a entidade ao qual estão associadas e a entidade de quem o envio.de quem o envio.
Não garantem a confidencialidade do Não garantem a confidencialidade do documento ao qual estão associadas.documento ao qual estão associadas.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
Sistemas de detecção de Sistemas de detecção de IntrusãoIntrusão
São sistemas inteligentes, capazes de São sistemas inteligentes, capazes de detectar tentativas de invasões em detectar tentativas de invasões em tempo realtempo real..
Não só detectam, como também Não só detectam, como também podem aplicar acções contra o ataque.podem aplicar acções contra o ataque.
É necessário fazer uma É necessário fazer uma actualização actualização diáriadiária, uma vez que todos os dias , uma vez que todos os dias surgem novos tipos de ataques.surgem novos tipos de ataques.
Outros há, onde são empregues Outros há, onde são empregues técnicas de técnicas de inteligência artificialinteligência artificial, para , para detectem sempre novos ataques.detectem sempre novos ataques.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
LogLogss
São registos gerados pelos sistemas ou São registos gerados pelos sistemas ou aplicações com aplicações com informações dos informações dos eventos ocorridoseventos ocorridos..
Dependendo do sistema e do Dependendo do sistema e do hardware, a geração dos logs hardware, a geração dos logs pode pode tornar-se lentatornar-se lenta..
Servem de provaServem de prova contra um possível contra um possível invasor detectado.invasor detectado.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
AntivíruAntivíruss Trata-se de um software que verifica a Trata-se de um software que verifica a
existência de vírus em computadores, existência de vírus em computadores, pastas ou ficheiros e, ao encontrá-lo pastas ou ficheiros e, ao encontrá-lo tenta removê-lo.tenta removê-lo.
Numa primeira tentativa, apenas Numa primeira tentativa, apenas remove o vírus e, caso não o consiga, remove o vírus e, caso não o consiga, remove o ficheiro, depois da autorização remove o ficheiro, depois da autorização do utilizador.do utilizador.
Fica Fica carregado em memóriacarregado em memória, e quando , e quando detecta um vírus avisa o utilizador detecta um vírus avisa o utilizador imediatamente.imediatamente.
Deve-se actualizar Deve-se actualizar semanalmente a base de semanalmente a base de
dados do antivírus.dados do antivírus.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
Backup e Backup e RestoreRestore
Servem para fazer Servem para fazer cópias de segurançacópias de segurança de dados e programas.de dados e programas.
A frequência dos A frequência dos BackupsBackups deve ser deve ser avaliada pelo administrador do avaliada pelo administrador do sistema, com base na velocidade de sistema, com base na velocidade de criação, modificação dos dados e criação, modificação dos dados e programas.programas.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Mecanismos Mecanismos SegurançaSegurança
Segurança Segurança InternaInterna
Procura Procura assegurar a confidencialidadeassegurar a confidencialidade e a e a integridadeintegridade dos dados a partir dos dos dados a partir dos acessos de dentro da rede.acessos de dentro da rede.
Requer cuidados especiais, a Requer cuidados especiais, a ““desconfiançadesconfiança” é a palavra de ordem, ” é a palavra de ordem, em relação aos utilizadores internos.em relação aos utilizadores internos.
A maior parte das invasões partem do A maior parte das invasões partem do meio interno das organizações.meio interno das organizações.
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► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Políticas de Políticas de SegurançaSegurança
Políticas de Políticas de SegurançaSegurança
Uma política de segurança deverá ser Uma política de segurança deverá ser técnicatécnica e e organizacionalmente organizacionalmente executávelexecutável..
Deverá Deverá definirdefinir claramente as áreas de claramente as áreas de responsabilidade dos utilizadoresresponsabilidade dos utilizadores,, do do pessoal de gestão de sistema pessoal de gestão de sistema e doe do pessoal de direcçãopessoal de direcção..
Deverá também ser Deverá também ser flexívelflexível para se para se adaptar às alterações da organização.adaptar às alterações da organização.
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Introdução ao Estudo dos Sistemas Introdução ao Estudo dos Sistemas OperativosOperativos
► Segurança nos Sistemas Segurança nos Sistemas OperativosOperativos
Regras para definir Políticas de Regras para definir Políticas de SegurançaSegurança
- Ser facilmente acessível a todos os membros da organização;Ser facilmente acessível a todos os membros da organização;- Definir objectivos de segurança;Definir objectivos de segurança;- Justificar as opções tomadas;Justificar as opções tomadas;- Definir os papéis dos diversos agentes da organização;Definir os papéis dos diversos agentes da organização;- Especificar as consequências do não cumprimento das regras Especificar as consequências do não cumprimento das regras definidas; definidas; - Definir o nível de privacidade garantido aos utilizadores;Definir o nível de privacidade garantido aos utilizadores;- Identificar os contactos para o esclarecimento de dúvidas; Identificar os contactos para o esclarecimento de dúvidas; - Definir o tratamento das situações de omissão;Definir o tratamento das situações de omissão;
O documento que define a política de segurança O documento que define a política de segurança deverá deixar de fora todo e qualquer aspecto técnico deverá deixar de fora todo e qualquer aspecto técnico
de implementação do sistema de segurança.de implementação do sistema de segurança.
Políticas de Políticas de SegurançaSegurança
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