03-Introdução e tipos de SO-2009-2-V1.0.ppt

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Sistemas Operacionais
Facilitador
Khim Roberto Freire de Oliveira
Porto Velho-RO
PARTE 1

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Introdução
 O que é um Sistema Operacional?
 É um programa que age como um intermediário
entre um usuário de computador e o hardware.
(Silberschatz)
 O SO é um alocador de Recursos – ele gerencia e
aloca recursos.
 É um programa de controle – controla a execução
dos programas do usuário e operações dos
dispositivos de E/S.
 O Kernel ou Núcleo do Sistema Operacional – Num
SO é o único programa que executa sempre (todo
o resto são programas aplicativos).

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Introdução
 Objetivos ou funções de um sistema
operacional:
 Executar programas do usuário e
facilitar a resolução de problemas.
 Tornar o computador conveniente ao
uso.
 Usar o hardware do computador de
maneira eficiente.

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Introdução
Visão abstrata dos componentes do SO sobre o hardware

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Tipos de SO
 Sistemas em Lote (Batch)
 Utilizado nos primeiros computadores
 Os dispositivos de entrada mais comuns eram leitora
de cartões e unidades de fitas
 Os dispositivos de saída mais comuns eram
impressoras, unidades de fita e perfuradoras de cartão
 Pelos padrões de E/S é possível observar que não havia
interação com os usuários
 Os usuários preparavam as tarefas/jobs (programa,
dados, informações de controle) e submetia a um
operador
 Algum tempo (minutos, horas, dias) a tarefa
encerrava e entregava o resultado (ou dump de erro)

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Tipos de SO
 O S.O. era bem simples
 O sistema operacional estava sempre residente
na memória
 A tarefa principal do S.O. era transferir o controle
automaticamente de uma tarefa para a próxima o
que caracteriza um processamento
sequencial/serial
 Neste tipo de S.O. A CPU fica ociosa porque a
performance dos dispositivos mecânicos de I/O
são naturalmente mais lentas que a CPU

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Tipos de SO
 Não confundir Sistemas Operacionais Batch com a
capacidade de processar arquivos “.BAT”
 Sistemas puramente Batch são até difíceis de se
encontrar na atualidade
 Isso não impede que outros sistemas operacionais
ofereçam a capacidade de processar tarefas em Lote, a
exemplo do Windows, Linux, HP-UX, AIX, Solaris
OS/390, zOS, e assim por diante.
 Exemplo: Processamento de transferência de
valores ou de envio de dinheiro entre contas
bancárias, ou seja, envio de “DOC-D” ou “DOC-
E”. Este tipo de processamento só ocorre no
horário noturno e após um determinado horário.

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Tipos de SO
 Sistemas Tempo Compartilhado (Time-Sharing)
ou Multitarefa (Multi task)
 A CPU executa vários jobs que estão na memória
alternando entre eles
 Um job entra e sai da memória para o disco rígido
 A troca de tarefas é tão rápida que possibilita a
interação com vários usuários simultaneamente
 Como o chaveamento entre tarefas é muito rápido
os usuários tem a impressão de serem servidos de
forma exclusiva
 Comunicação On-line entre os usuários e o
sistema deve ser providenciada

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Tipos de SO
 Sistemas Operacionais de Tempo Compartilhado
(Time-Sharing) ou Multitarefa (Multi task)
 Utiliza escalonamento de CPU e multiprogramação
para fornecer a cada usuário uma pequena parte de
um computador de tempo compartilhado
 Cada usuário tem um programa separada na memória
 Um programa carregado na memória e em execução
normalmente é chamado de processo
 A entrada de dados pode ser limitada pela velocidade
de interação dos usuários
 Exemplo: 7 caracteres digitados por segundo pode
ser rápido para um humano mas é incrivelmente
lento para uma CPU

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Tipos de SO - sexta
Sistemas Operacionais Paralelos
 O SO paralelo real deve ser executado em um sistema com
mais de uma CPU compartilhando um barramento, clock,
memória RAM, além de periféricos.
 Sistemas como definidos acima são sistemas denominados
fortemente acoplados
 A comunicação é realizada por meio da memória RAM
compartilhada
 Paralelismo real só acontece em máquinas
multiprocessadas
 Em máquinas monoprocessador o que se observa é um
pseudo paralelismo, ou seja, é a alternância de tarefas
de modo muito rápido faz com que vários processos
pareçam ser executados em paralelo

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Tipos de SO
Vantagens dos sistemas operacionais paralelos:
 Throughput (vazão) de processamento aumentado
 Economia
 Vários processadores podem compartilhar periféricos,
armazenamento de dados e fontes de energia
 Aumento da Confiabilidade
 Degradação controlada
 Falhas podem afetar partes e não o todo
 É importante observar que o aumento de números de
processadores em “n” não aumenta a performance em “n”, mas
em um valor menor que “n”.
 Isso ocorre porque para interligar “n” processadores é necessário
um maior esforço para manter as partes trabalhando
corretamente

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Tipos de SO
Tipos de Sistemas Operacionais Paralelos
 Multiprocessamento Simétrico (SMP)
 Cada processador roda uma cópia idêntica do S.O
 Muitos processos podem rodar por vez sem
deteriorar a performance
 Os processadores são iguais e não existe relação
mestre / escravo
 Pode acontecer de haver processadores
sobrecarregados e outros ociosos
 S.O. modernos suportam SMP
 Exemplos: Windows XP, Solaris, Linux

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Tipos de SO
Tipos de Sistemas Operacionais Paralelos
 Multiprocessamento Assimétrico
 Cada processador está associado a uma tarefa específica
 Existe um processador master que agenda e aloca
trabalho para processadores escravos
 É mais comum em sistemas de grande porte
especializados
 No entanto atualmente é fácil adicionar um processador
barato com memória própria para controlar sistema de
discos rígidos, por exemplo, e é isso que vemos
acontecer nos microcomputadores. Isso é tão comum que
nem chega a ser considerado processamento assimétrico
 Exemplos: Sun OS 4 (Solaris)

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Tipos de SO
Sistemas Operacionais de tempo real
 Frequentemente usados como dispositivos de
controle em aplicação dedicada:
 Controle de experimentos científicos
 Imagens médicas
 Sistemas de controle industrial
 Exige restrições de tempo bem definidas e fixas
 Deve fornecer latências de interrupções e de
alternância de tarefas mínimas.
 O não cumprimento de uma tarefa dentro do prazo
esperado caracteriza uma falha do sistema

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Tipos de SO
Sistemas Operacionais de tempo real
 Outra característica dos sistemas de tempo
real é a sua interação com o meio com que se
relaciona
 Exemplo:
 Em um hospital, um sistema que monitora
os batimentos cardíacos de um paciente
deve alarmar imediatamente os médicos
caso haja alteração nos batimentos

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Tipos de SO
 Sistemas de tempo-real podem ser hard real-time ou soft
real-time
 Hard real-time
 Para operações críticas
 Memória secundária inexistente ou limitada, dados armazenados
em memória principal ou read-only memory (ROM)
 Conflitos com time-sharing não são suportados, como no caso de
sistemas operacionais de propósito geral
 O STR Crítico é aquele que tem um comportamento
determinístico, ou seja, o prazo para execução de uma tarefa
(deadline) não pode ser violado.
 Exemplo:
 Um caça F-16 tem embutido Sistemas de Tempo Real rígidos
 Sistema de um freio ABS

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Tipos de SO
 Sistemas de tempo-real podem ser hard real-time
ou soft real-time
 Soft real-time
 O STR Não-Crítico é aquele que também tem o tempo como
parâmetro fundamental, mas uma falha é aceitável
 Utilidade limitada em controle industrial e robótica
 Utilidade em aplicações (multimídia, realidade virtual)
 Atende a aplicações que requerem características avançadas de S.O
 Exemplo:
 FreeRTOS - um RTOS de código aberto
 AIX - Advanced Interactive eXecutive - Uma versão do Unix
executados em computadores de médio porte da IBM
 O Windows/Linux permitem algo parecido com RTOS aumentando a
prioridade de processos para o nível mais alto.

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Tipos de SO
SO para dispositivos móveis - PDAs
 Utilizados em:
 Personal Digital Assistants (PDAs)
 Telefones celulares
 Câmeras digitais
 Características:
 Memória limitada
 Processadores de baixa frequência
 Telas pequenas

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Tipos de SO
Para Desktops ou computadores pessoais
 S.O. para computadores pessoais – sistema
dedicado a apenas um usuário
 Controla muitos dispositivos de I/O – teclado,
mouse, tela, impressoras.
 Busca a conveniência para uso e tempo de
resposta.
 Pode utilizar tecnologias desenvolvidas para
outros S.Os.
 A arquitetura do IBM/PC, por xemplo, pode
executar diferentes SOs: Windows, Linux, MacOS,
UNIX.

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Um SO tem funções mínimas e bem definidas
 O caso do Internet Explorer: O departamento
de Justiça Americano processou a Microsoft em
1988 por práticas monopolísticas.
 Por quê? Na ocasião alegou-se que o sistema
agregava funções que não pertenciam a um SO,
o que prejudicava a competição no mercado.
 Para refletir:
 O Mesmo se aplica ao Mídia Player e toda a
parafernália de softwares sobre o windows em
sua instalação inicial?

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Mercado: Linux, MacOS, Windows ...
 Linux
 Kernel atualmente na versão 2.6.
 Software livre é igual a software gratuito?
 Em ambiente corporativo é necessário realizar cálculos
com treinamento, consultoria, assinaturas, ou seja, com
investimentos e custos muitas vezes indiretos.
 Excelente para servidores de e-mail, proxy, bases de dados
e para virtualização.
 No desktop tem evoluído a passos largos.
 É bem seguro.
 A pequena base instalada somada a características do
dos sistemas UNIX afastam investidas de ameaças.

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 Linux
 Vem com muitos aplicativos
 O suporte pode ser comunitário
 Questões complexas muitas vezes não possuem
respostas fáceis de encontrar.
 É um bom ambiente para prática de
desenvolvimento de software
 É um ótimo ambiente para fazer treinamento de
sistema operacional 

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 MacOS
 Atualmente seu núcleo é Linux
 A plataforma encontra-se na versão Tiger indo para Leopard.
 Abandonou o processador PowerPC/IBM, assim como fez com a Linha
68XXX/Motorola.
 O processador atual é produzido pela Intel e pertence a linha Core.
 O hardware dos periféricos e placas adicionais já foi proprietário, mas
atualmente utiliza componentes padrão de mercado.
 Por meio da tecnologia boot camp é possível instalar o Windows em um
MAC.

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 MacOS
 Nasce completo e on-line.
 Poucos PCs saem de fábrica com controle
remoto, porta firewire, interface bluetooth e
wi-fi.
 É um SO muito estável.
 Por ser baseado no Linux é “Imune” a vírus.
 É um ambiente profissional, e escolhido por
profissionais, para processamento de vídeo e áudio.
 O Windows e o Linux geralmente copiam sua interface.
 O preço de mercado já se aproximou da realidade
nacional.

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Windows
 Atualmente nas versões
Vista, no Desktop
Windows2008 nos servidores
 O mundo executa o Windows
 Mais de 90% dos desktops do planeta
executam o Windows.
 Por ser a plataforma mais utilizada é a
mais suscetível a ataques pela rede.
 A interface é bem amigável.

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Windows
 Existe um infinidade de
equipamentos compatíveis com a
plataforma.
 Também conta com softwares para
todas as necessidades.
 É a plataforma preferida para jogos.

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 Em ambientes heterogêneos é possível
conviver com os três sistemas operacionais.
 É importante aproveitar o que cada plataforma
oferece de melhor.

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