1. Aula 2 Sistemas Operacionais Prof. Mauro Duarte

2. 29/04/14 Aula 2 Conceito Objetivos dos SO's Tipos de SO's 3. 29/04/14 O seu desejo uma ordem! 4. 29/04/14 Execuo de programas de usurios Permitir a soluo de problemas Sistema operacional um programa colocado entre o hardware do computador e os programas dos usurios de forma a atingir esses dois objetivos O que esperar de um sistema de computao? 5. 29/04/14 6. 29/04/14 Componentes de um sistema: Hardware: Recursos bsicos (CPU, memria, dispositivos de E/S, etc.) Sistema Operacional: Controla o uso do hardware entre vrios programas e usurios Aplicativos e de sistema: Define como o hardware so empregados na soluo de um problema (compiladores, jogos, banco de dados, etc.) 7. 29/04/14 Componentes de um sistema: Usurios: Pessoas, mquinas e outros computadores. 8. 29/04/14 Componentes de um sistema(2): 9. 29/04/14 Conceito: Sistema operacional: Controla a alocao de aplicativos Interface entre aplicativos e o hardware Formas de ver um sistema operacional: Alocador de recursos Controle 10. 29/04/14 Objetivos: Tornar mais conveniente a utilizao de um computador Ocultar detalhes internos do hardware Tornar mais eficiente a utilizao de um computador Gerenciamento dos recursos de sistema Facilitar a evoluo do sistema 11. 29/04/14 Servios: Criao de programas Editores, depuradores, compiladores Execuo de programas Carga de programas na memria Acesso a dispositivos de E/S Controle de acesso a arquivos Acesso a recursos de sistema Proteo entre usurios 12. 29/04/14 Servios: Contabilidade Estatsticas Monitorao de desempenho Sinalizar atualizao de hardware Tarifao de usurios Deteco de erros Erros de hardware Erros de programao Aplicao solicita recursos que o sistema no pode alocar 13. 29/04/14 Um sistemaoperacional... ... possibilita o uso eficiente e controlado dos diversos componentes de hardware do computador (unidade central de processamento, memria, dispositivos de entrada e sada). ... implementa polticas e estruturas de software de modo a assegurar um melhor desempenho do sistema de computao como um todo. 14. 29/04/14 Definio: Nome dado a um conjunto de programas que trabalham de modo cooperativo com o objetivo de prover uma mquina mais flexvel e adequada ao programador do que aquela apresentada pelo hardware sozinho. Interface de programao Gerenciamento de recursos 15. 29/04/14 Funo: A principal funo de um sistema operacional prover um ambiente no qual os programas dos usurios (aplicaes) possam rodar. Isso envolve definir um framework bsico para a execuo dos programas e prover uma srie de servios (ex: sistema de arquivos, sistema de E/S) e uma interface de programao para acesso aos mesmos. 16. 29/04/14 Organizao: Ncleo (kernel) Responsvel pela gerncia do processador, tratamento de interrupes, comunicao e sincronizao entre processos. Gerente de Memria Responsvel pelo controle e alocao de memria aos processos ativos. 17. 29/04/14 Organizao: Sistema de E/S Responsvel pelo controle e execuo de operaes de E/S e otimizao do uso dos perifricos. Sistema de Arquivos Responsvel pelo acesso e integridade dos dados residentes na memria secundria. Processador de Comandos (shell) / Interface com o Usurio Responsvel pela interface conversacional com o usurio. 18. 29/04/14 Tipos: Sistemas de Lotes (Batch) Sistemas deTempo Compartilhado (Time Sharing) Sistemas deTempo Real (Real-Time) Sistemas Mainframes Sistemas Desktop Sistemas Distribudos Sistemas Paralelos Sistemas Handheld (mobile devices) Sistemas embarcados/computao ubqua/redes ad hoc Sistemas de cartes inteligentes (smartcard) 19. 29/04/14 Sistema em lotes Primeiro tipo de sistema operacional (usurio e operador passam a ser entidades diferentes). Job o conceito bsico num sistema de lotes, sendo constitudo do programa a ser compilado e executado, acompanhado dos dados. Jobs semelhantes so organizados em lotes, de modo a reduzir o tempo de setup. 20. 29/04/14 Sistema em lotes: Sequenciamento automtico de jobs, com transferncia automtica de controle de um job para outro (processamento sequencial). Inexistncia de computao interativa. Nmero de tarefas processadas por unidade de tempo alta devido sequencialidade, sem interrupo. Tempo mdio de resposta pode ser muito alto (ex: presena de jobs grandes frente de jobs pequenos). 21. 29/04/14 22. 29/04/14 23. 29/04/14 Sistemas de tempo compartilhado A capacidade e o tempo de processamento da mquina dividida entre mltiplos usurios, que acessam o sistema atravs de terminais. Usurio dirige a sua tarefa. Seus comandos so interpretados e executados em seguida (processamento on-line). 24. 29/04/14 Sistemas de tempo compartilhado Uso da tcnica de multiprogramao para a manipulao de mltiplos jobs interativos. Jobs so constantemente trocados entre memria e disco (swap). Tempo de resposta baixo. Nmero de tarefas processadas/tempo baixo. Arquitetura mais complexa e de propsitos gerais. 25. 29/04/14 26. 29/04/14 Sistemasem tempo real: Sistemas dedicados a uma classe de aplicaes, tipicamente de controle e medio, que exigem monitoramento contnuo de instrumentos. Ex: sistemas de controle industriais, sistemas robticos, sistemas de realidade virtual, automao domstica, etc. Ex: QNX, CMX-RTX, LynxOS, RTMX, etc. 27. 29/04/14 Sistemasem tempo real: Possuem restries temporais bem definidas (o tempo de resposta considerado crtico). Pode ser hard ou soft real-time. 28. 29/04/14 RealTime Hard Real-Time (crtico) Memria secundria limitada ou ausente (dados armazenados em memria ROM) Caracterstica normalmente no suportada em sistemas operacionais de propsitos gerais. 29. 29/04/14 RealTime Soft Real-Time (no crtico) Utilizao limitada em controle industrial e robtica. til para aplicaes que requerem caractersticas avanadas de sistemas operacionais (ex: multimdia, realidade virtual). 30. 29/04/14 SistemasMainframe Primeiros sistemas computacionais usados na resoluo de problemas comerciais e aplicaes cientficas. Nos dias atuais,so projetados para processamento de grande volume de dados. Arquitetura de hardware complexa. Trabalham em multimodo (usualmente batch e time- sharing). 31. 29/04/14 SistemasDesktop Caracterizado pelo uso de computadores pessoais. Diferentemente dos sistemas mainframes, um sistema de computao geralmente dedicado a um nico usurio. Dispositivos tpicos de E/S: teclado, mouse, terminal de vdeo, pequenas impressoras. 32. 29/04/14 SistemasDesktop Apresenta convenincia para o usurio, com um bom tempo de resposta e uma boa taxa de processamento a um custo relativamente baixo. Pode adotar tecnologia desenvolvida para S.O. De maior porte. Pode rodar diferentes tipos de S.O. (Windows, MacOS, UNIX, Linux, etc.) 33. 29/04/14 SistemasDistribudos Conjunto de computadores interconectados de forma a possibilitar a execuo de um servio. Requer uma infra-estrutura fsica de redes (LAN,WAN) e suporte de protocolos de comunicao (TCP/IP). A realizao de uma tarefa distribuda entre vrios ns da rede. 34. 29/04/14 SistemasDistribudos A existncia de vrias mquinas transparente, isto , o software fornece uma viso nica do sistema. Vantagens: Compartilhamento de recursos; Balanceamento de carga; Aumento da velocidade de computao; Maior confiabilidade. 35. 29/04/14 Sistema fracamente acoplado (Loosely coupled system): Cada n uma mquina independente, com seu prprio S.O. e sua prpria memria local, comunicando-se com os outros atravs das vrias linhas de comunicao. Sistemas Distribudos 36. 29/04/14 Arquitetura Cliente-Servidor: Mudana do paradigma de arquitetura centralizada, provocada pelo barateamento e aumento da capacidade de processamento e armazenamento dos PCs. Servidores so configurados para satisfazer as consultas dos sistemas clientes (servidor de arquivos, servidor de mail, servidor de ftp, etc.). Sistemas Distribudos 37. 29/04/14 38. 29/04/14 SistemasHandheld Sistemas operacionais adaptados para dispositivos mveis, como PDAs Personal Digital Assistants e telefones celulares. Memria limitada, processador mais lento e display de pequenas dimenses. S.O. e aplicaes projetados para minimizar o uso do processador (reduo do consumo da bateria). 39. 29/04/14 SistemasHandheld Uso possvel de tecnologias wireless, como Bluetooth, para acesso remoto a e-mail e navegao Web. Cmeras e MP3 players so exemplos de acessrios que expandem a sua funcionalidade. 40. 29/04/14 41. 29/04/14 SistemasParalelos So sistemas com mais de uma UCP atuando de modo colaborativo (multiprocessor systems). Os processadores compartilham o barramento, memria e relgio, alm de dispositivos perifricos (so sistemas fortemente acoplados tightly coupled systems): 42. 29/04/14 SistemasParalelos Principais vantagens: Aumento da vazo (throughput). Economia de escala; Aumento da confiabilidade. 43. 29/04/14 Symmetric multiprocessing (SMP) Cada processador roda uma cpia idntica do sistema operacional. Vrios processos podem ser executados em paralelo, sem perda de desempenho para o sistema. Todos os processadores so pares, no existindo relao de mestre-escravo. A maioria dos sistemas operacionais modernos suporta SMP, atravs do conceito de multithreading (Windows NT, Solaris, OS/2, Linux). Sistemas Paralelos 44. 29/04/14 Sistemasde cartes inteligentes (smartcards) Os menores sistemas so executados em dispositivos do tamanho de cartes de crdito que contm um chip de CPU. Possuem grandes restries de consumo de energia e de memria. Alguns realizam apenas uma funo (pagamentos eletrnicos), outros podem gerenciar mltiplas funes no mesmo carto. So sistemas proprietrios. Alguns cartes so orientados a Java. Isso significa 45. 29/04/14 46. 29/04/14 E por hoje s pessoal! ; - ) 47. 29/04/14 Para estudar mais: pgs 20-22