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Profº : João Freire Abramowicz
 Histórico e conceitos básicos.
 Gerência de processos e programação concorrente.
 Gerência de memória principal e auxiliar.
 Gerência de dispositivos de entrada e saída.
 Estudo de sistemas operacionais existente.
Sistemas Operacionais 2
Sistemas Operacionais 3
 Introduzir o aluno na área da Computação
apresentando seus conceitos mais básicos,
principais segmentações e aplicações, além de
uma visão geral de sua história, introduzindo
conhecimentos que serão abordados no decorrer
do curso.

 Trabalhar com atividades práticas para
desenvolver habilidades de comunicação e
trabalho em grupo.
Sistemas Operacionais 4
Listas de exercício a serem discutidas e
desenvolvidas em sala de aula.
Trabalhos em equipes.
Atividades extraclasse
Sistemas Operacionais 5
 Trabalhos em sala de aula e extraclasse.
 Avaliações Individuais.
 Participação e Presença
 OLIVEIRA, RÔMULO SILVA DE. Sistemas
operacionais.. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman,
2008. 259 p..
 TANENBAUM, Andrew S.. Sistemas operacionais
modernos.. 3ª ed. São Paulo: Pearson, c2010.
653 p..
 TANENBAUM, Andrew S.; WOODHULL, Albert
S.. Sistemas operacionais.: projeto e
implementação.. 2ª ed. SAO PAULO: Bookman,
2006. 759.
  
Sistemas Operacionais 6
Sistemas Operacionais 7
 Nome ?
 Qual a expectativa com a disciplina ?
 Possui experiência com o Tema ?
 Trabalha ? Onde ?
 O que é um sistema operacional?
 História dos sistemas operacionais
 Conceitos dos Sistemas Operacionais
 Estrutura dos Sistemas Operacionais
Sistemas Operacionais 8
 Sistema Computacional = hardware + Software.
Sistemas Operacionais 9
 Software:
Programas do sistema: gerenciam a operação do
computador
Programas de aplicação: programas de usuário
Sistema Operacional: principal programa do
sistema, que controla todos os recursos do
computador (dispositivos físicos e funções de
software).
 “É um programa de controle do computador. O
Sistema Operacional é responsável por alocar
recursos de hardware e escalonar tarefas. Ele
também deve prover uma interface para o
usuário - ele fornece ao usuário uma maneira
de acesso aos recursos do computador.”
Sobell.
Sistemas Operacionais 10
Sistemas Operacionais 11
USUÁRIOS
SISTEMA
OPERACIOANAL
HARDWARE
 “Um Sistema Operacional pode ser definido
como um gerenciador dos recursos que
compõem o computador (processador,
memória, I/O, arquivos, etc). Os problemas
centrais que o Sistema Operacional deve
resolver são o compar-tilhamento ordenado,
a proteção dos recursos a serem usados
pelas aplicações do usuário e o
interfaceamento entre este e a máquina.”
Stemmer.
Sistemas Operacionais 12
Sistemas Operacionais 13
 Abstração de Hardware ⇒ Máquina
Virtual
(associações lógicas de dispositivos e controle do
endereçamento de memória);
 Máquina virtual ou estendida é uma abstração
criada pelo S.O. que apresenta ao usuário uma
máquina mais simples e com as mesmas funções
da máquina real.
Sistemas Operacionais 14
 Coordenar Recursos (maximização do
uso e proteção dos usuários)
- Concorrência;
- Proteção de memória;
- Acesso a arquivos.
 Controle
- Interações usuário - recurso;
- Interações usuário - usuário.
 Padronização de serviços.
Sistemas Operacionais 15
 S.O. é a porção de software que roda em modo
kernel ou modo supervisor → protege o
hardware da ação direta do usuário.
 Os demais programas rodam em modo usuário
e fazem chamadas ao kernel para terem acesso
aos dispositivos.
Sistemas Operacionais 16
 S.O. visto como máquina estendida
Fornecer uma abstração de alto nível dos
recursos de hardware da máquina,
livrando o programador dos detalhes de
funcionamento dos mesmos.
Sistema Operacional funciona como uma máquina virtual.
Visão top-down.
Sistemas Operacionais 17
 Fornecer uma visão dos discos como uma coleção
hierárquica de arquivos, identificados por nomes e
manipuláveis por funções de abertura/fechamento
e leitura/escrita, escondendo os detalhes de
acionamento dos motores das unidades,
posicionamento dos cabeçotes, quantidade de
trilhas e tamanho dos setores dos discos.
Sistemas Operacionais 18
 S.O. visto como um gerente de recursos
Fornecer um esquema de alocação dos recursos
(processadores, memórias, I/O, etc) entre os
processos concorrentes.
Estabelecer critérios de uso dos recursos e ordem de
acesso aos mesmos, impedindo violação de espaço
de memória de processos concorrentes e tentativas
de acesso simultâneo a um mesmo recurso →
gerência e proteção dos dispositivos.
Visão bottom-up.
Sistemas Operacionais 19
 Os tipos e sua evolução estão intimamente
relacionados com a evolução do HW e das
aplicações por ele suportadas.
 A evolução dos S.O. para PCs e WS popularizou
vários conceitos e técnicas, antes só conhecidos
em ambientes de grande porte.
Sistemas Operacionais 20
Sistemas Operacionais 21
Tipos de Sistemas
Operacionais
Sistemas
Monoprogramáveis /
Monotarefa
Sistemas
Multiprogramáveis /
Multitarefa
Sistemas com
Múltiplos
Processadores
 Execução de um único programa (job);
 Qualquer outro programa, para ser executado,
deveria aguardar o término do programa
corrente;
 Tipicamente relacionado ao surgimento dos
mainframes;
Sistemas Operacionais 22
Sistemas Operacionais 23
UCP
Memória
Dispositivos
de E/S
Programa /
Tarefa
 Mais complexos e mais eficientes;
 Vários programas dividem os mesmos recursos;
 Aumento da produtividade dos seus usuários e a
redução de custos;
Sistemas Operacionais 24
Sistemas Operacionais 25
UCP
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Dispositivos
de E/S
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Programa /
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Sistemas Operacionais 26
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Multiprogramáveis / Multitarefa
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Batch
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Tempo Real
 Caracterizam por possui duas ou mais UCPs
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comunicação entre as UCPs e o grau de
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Sistemas Operacionais 27
Sistemas Operacionais 28
Sistemas com Múltiplos
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Distribuídos
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◦ Sistemas Simétricos
 todos os processadores tem a mesma função,
podendo executar o SO independentemente
◦ Sistemas Assimétricos
 processador primário, responsável pelo controle dos
demais processadores (secundários) e pela
execução do SO.
Sistemas Operacionais 29
 Dois ou mais sistemas de computação
interligados, sendo que cada sistema possui o
seu próprio SO.
◦ Sistemas Operacionais de Rede
 Cada nó possui seu próprio HW, SW e SO.
 Independente um do outro.
◦ Sistemas Operacionais Distribuídos
 Para o usuário e suas aplicações, é como se não
existisse uma rede de computadores, mas sim um
único sistema centralizado.
Sistemas Operacionais 30
 Formado por um conjunto de rotinas
(procedimentos) que oferecem serviços aos
usuários do sistema e suas aplicações, bem como
a outras rotinas do próprio sistema. Esse
conjunto de rotinas é chamado núcleo do
sistema ou kernel (cérebro).
Sistemas Operacionais 31
 Tratamento de interrupções;
 criação e eliminação de processos;
 sincronização e comuicação entre processos;
 escalonamento e controle dos processos;
 gerência de memória;
 gerência do sistema de arquivos;
 operações de entrada e saída
 contabilização e segurança do sistema.
Sistemas Operacionais 32
 Mecanismo de proteção ao núcleo do sistema e
de acesso aos seus serviços.
 O usuário (ou aplicação), quando deseja solicitar
algum serviço do sistema, realiza uma chamada a
uma de suas rotinas (ou serviços) através da
system calls (chamadas ao sistema).
Sistemas Operacionais 33
Sistemas Operacionais 34
Aplicação System Call Núcleo
H
a
r
d
w
a
r
e
 Gerência de Processos
◦ criação e eliminação de processos;
◦ alteração das características do processo;
◦ sincronização e comunicação entre processos;
 Gerência de Memória
◦ Alocação e desalocação de memória;
 Gerência de I/O
◦ Operações de I/O;
◦ Manipulação de arquivos e diretórios.
Sistemas Operacionais 35
 Existem certas instruções que não podem ser
colocadas diretamente à disposição das
aplicações, pois a sua utilização indevida
ocasionaria sérios problemas à integridade do
sistema.
 As instruções que têm o poder de comprometer o
sistema são conhecidas como instruções
privilegiadas (modo kernel), enquanto as
instruções não-privilegiadas são as que não
oferecem perigo ao sistema.
 Registrador da UCP, que indica o modo de
acesso corrente.
Sistemas Operacionais 36
Sistemas Operacionais 37
Memória
principal
Programa
Usuário A
Programa
Usuário B
Rotina do
Sistema
System Call
Programas
dos usuários
executam
no modo
usuário
SO executa
no modo
Kernell
 Não há estruturação visível;
 SO é escrito como uma coleção de
processos → cada processo podendo fazer
chamadas a qualquer outro;
 Os serviços (system calls) são requisitados
através da colocação dos parâmetros em
lugares definidos (pilhas e registradores) e da
execução de uma chamada de sistema
especial (TRAP) ao kernel ;
Sistemas Operacionais 38
Sistemas Operacionais 39
System Calls
Hardware
aplicaçãoaplicação
Modo usuário
Modo Kernel
 Camadas sobrepostas;
 Cada módulo oferece um conjunto de
funções que podem ser utilizadas por
outros módulos.
 THE, Dijkstra, 1968
Sistemas Operacionais 40
5 operador
4 programas do usuário
3 gerencia de dispositivos de I/O
2 comunicação processo-operador
1 gerência de memória e do tambor magnético
0 alocação do processador e implementação da
multiprogramação
anéis mais internos são mais privilegiados que os
externos;
prodedimentos de anéis externos executavam
chamadas de sistema TRAP para utilizar os
serviços dos anéis internos;
proteção dos segmentos de memória.
Sistemas Operacionais 41
Sistemas Operacionais 42
Executivo
kernel
supervisor
usuário
MULTICS
VMS
Sistemas Operacionais 43
Sistemas Operacionais 44
 Microsoft Windows Sistema Cliente/Servidor
SERVIDOR |------------| CLIENTE
 NT --------------WINDOWS95
 2000------------WINDOWS98
 2003 ------------WINDOWSME
 2008 ------------WINDOWSXP
 2008R2----------WINDOWSVISTA / WINDOWS7
 2012R2----------WINDOWS8
Sistemas Operacionais 45
 Debian
 Ubuntu
 Slackware
 RedHat
 Kurumin
 Mandriva
 CentOS
 Backtrack
 Kali
 FTDK , etc
Sistemas Operacionais 46
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1ª aula sistema operacional

  • 1. Profº : João Freire Abramowicz
  • 2.  Histórico e conceitos básicos.  Gerência de processos e programação concorrente.  Gerência de memória principal e auxiliar.  Gerência de dispositivos de entrada e saída.  Estudo de sistemas operacionais existente. Sistemas Operacionais 2
  • 3. Sistemas Operacionais 3  Introduzir o aluno na área da Computação apresentando seus conceitos mais básicos, principais segmentações e aplicações, além de uma visão geral de sua história, introduzindo conhecimentos que serão abordados no decorrer do curso.   Trabalhar com atividades práticas para desenvolver habilidades de comunicação e trabalho em grupo.
  • 4. Sistemas Operacionais 4 Listas de exercício a serem discutidas e desenvolvidas em sala de aula. Trabalhos em equipes. Atividades extraclasse
  • 5. Sistemas Operacionais 5  Trabalhos em sala de aula e extraclasse.  Avaliações Individuais.  Participação e Presença
  • 6.  OLIVEIRA, RÔMULO SILVA DE. Sistemas operacionais.. 3ª ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 259 p..  TANENBAUM, Andrew S.. Sistemas operacionais modernos.. 3ª ed. São Paulo: Pearson, c2010. 653 p..  TANENBAUM, Andrew S.; WOODHULL, Albert S.. Sistemas operacionais.: projeto e implementação.. 2ª ed. SAO PAULO: Bookman, 2006. 759.    Sistemas Operacionais 6
  • 7. Sistemas Operacionais 7  Nome ?  Qual a expectativa com a disciplina ?  Possui experiência com o Tema ?  Trabalha ? Onde ?
  • 8.  O que é um sistema operacional?  História dos sistemas operacionais  Conceitos dos Sistemas Operacionais  Estrutura dos Sistemas Operacionais Sistemas Operacionais 8
  • 9.  Sistema Computacional = hardware + Software. Sistemas Operacionais 9  Software: Programas do sistema: gerenciam a operação do computador Programas de aplicação: programas de usuário Sistema Operacional: principal programa do sistema, que controla todos os recursos do computador (dispositivos físicos e funções de software).
  • 10.  “É um programa de controle do computador. O Sistema Operacional é responsável por alocar recursos de hardware e escalonar tarefas. Ele também deve prover uma interface para o usuário - ele fornece ao usuário uma maneira de acesso aos recursos do computador.” Sobell. Sistemas Operacionais 10
  • 12.  “Um Sistema Operacional pode ser definido como um gerenciador dos recursos que compõem o computador (processador, memória, I/O, arquivos, etc). Os problemas centrais que o Sistema Operacional deve resolver são o compar-tilhamento ordenado, a proteção dos recursos a serem usados pelas aplicações do usuário e o interfaceamento entre este e a máquina.” Stemmer. Sistemas Operacionais 12
  • 14.  Abstração de Hardware ⇒ Máquina Virtual (associações lógicas de dispositivos e controle do endereçamento de memória);  Máquina virtual ou estendida é uma abstração criada pelo S.O. que apresenta ao usuário uma máquina mais simples e com as mesmas funções da máquina real. Sistemas Operacionais 14
  • 15.  Coordenar Recursos (maximização do uso e proteção dos usuários) - Concorrência; - Proteção de memória; - Acesso a arquivos.  Controle - Interações usuário - recurso; - Interações usuário - usuário.  Padronização de serviços. Sistemas Operacionais 15
  • 16.  S.O. é a porção de software que roda em modo kernel ou modo supervisor → protege o hardware da ação direta do usuário.  Os demais programas rodam em modo usuário e fazem chamadas ao kernel para terem acesso aos dispositivos. Sistemas Operacionais 16
  • 17.  S.O. visto como máquina estendida Fornecer uma abstração de alto nível dos recursos de hardware da máquina, livrando o programador dos detalhes de funcionamento dos mesmos. Sistema Operacional funciona como uma máquina virtual. Visão top-down. Sistemas Operacionais 17
  • 18.  Fornecer uma visão dos discos como uma coleção hierárquica de arquivos, identificados por nomes e manipuláveis por funções de abertura/fechamento e leitura/escrita, escondendo os detalhes de acionamento dos motores das unidades, posicionamento dos cabeçotes, quantidade de trilhas e tamanho dos setores dos discos. Sistemas Operacionais 18
  • 19.  S.O. visto como um gerente de recursos Fornecer um esquema de alocação dos recursos (processadores, memórias, I/O, etc) entre os processos concorrentes. Estabelecer critérios de uso dos recursos e ordem de acesso aos mesmos, impedindo violação de espaço de memória de processos concorrentes e tentativas de acesso simultâneo a um mesmo recurso → gerência e proteção dos dispositivos. Visão bottom-up. Sistemas Operacionais 19
  • 20.  Os tipos e sua evolução estão intimamente relacionados com a evolução do HW e das aplicações por ele suportadas.  A evolução dos S.O. para PCs e WS popularizou vários conceitos e técnicas, antes só conhecidos em ambientes de grande porte. Sistemas Operacionais 20
  • 21. Sistemas Operacionais 21 Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Monoprogramáveis / Monotarefa Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefa Sistemas com Múltiplos Processadores
  • 22.  Execução de um único programa (job);  Qualquer outro programa, para ser executado, deveria aguardar o término do programa corrente;  Tipicamente relacionado ao surgimento dos mainframes; Sistemas Operacionais 22
  • 24.  Mais complexos e mais eficientes;  Vários programas dividem os mesmos recursos;  Aumento da produtividade dos seus usuários e a redução de custos; Sistemas Operacionais 24
  • 25. Sistemas Operacionais 25 UCP Memória Dispositivos de E/S Programa / Tarefa Programa / Tarefa Programa / Tarefa Programa / Tarefa
  • 26. Sistemas Operacionais 26 Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefa Sistemas Batch Sistemas de Tempo Compartilhado Sistemas de Tempo Real
  • 27.  Caracterizam por possui duas ou mais UCPs interligadas, trabalhando em conjunto;  O fator chave neste tipo de S.O. é a forma de comunicação entre as UCPs e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de I/O; Sistemas Operacionais 27
  • 28. Sistemas Operacionais 28 Sistemas com Múltiplos Processadores Sistemas Fortemente Acoplado Sistemas Fracamente Acoplado Sistemas Simétricos Sistemas Assimétricos Sistemas Operacionais de Rede Sistemas Operacionais Distribuídos
  • 29.  Existem dois ou mais processadores compartilhando uma única memória e controlados por apenas um único SO. ◦ Sistemas Simétricos  todos os processadores tem a mesma função, podendo executar o SO independentemente ◦ Sistemas Assimétricos  processador primário, responsável pelo controle dos demais processadores (secundários) e pela execução do SO. Sistemas Operacionais 29
  • 30.  Dois ou mais sistemas de computação interligados, sendo que cada sistema possui o seu próprio SO. ◦ Sistemas Operacionais de Rede  Cada nó possui seu próprio HW, SW e SO.  Independente um do outro. ◦ Sistemas Operacionais Distribuídos  Para o usuário e suas aplicações, é como se não existisse uma rede de computadores, mas sim um único sistema centralizado. Sistemas Operacionais 30
  • 31.  Formado por um conjunto de rotinas (procedimentos) que oferecem serviços aos usuários do sistema e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema. Esse conjunto de rotinas é chamado núcleo do sistema ou kernel (cérebro). Sistemas Operacionais 31
  • 32.  Tratamento de interrupções;  criação e eliminação de processos;  sincronização e comuicação entre processos;  escalonamento e controle dos processos;  gerência de memória;  gerência do sistema de arquivos;  operações de entrada e saída  contabilização e segurança do sistema. Sistemas Operacionais 32
  • 33.  Mecanismo de proteção ao núcleo do sistema e de acesso aos seus serviços.  O usuário (ou aplicação), quando deseja solicitar algum serviço do sistema, realiza uma chamada a uma de suas rotinas (ou serviços) através da system calls (chamadas ao sistema). Sistemas Operacionais 33
  • 34. Sistemas Operacionais 34 Aplicação System Call Núcleo H a r d w a r e
  • 35.  Gerência de Processos ◦ criação e eliminação de processos; ◦ alteração das características do processo; ◦ sincronização e comunicação entre processos;  Gerência de Memória ◦ Alocação e desalocação de memória;  Gerência de I/O ◦ Operações de I/O; ◦ Manipulação de arquivos e diretórios. Sistemas Operacionais 35
  • 36.  Existem certas instruções que não podem ser colocadas diretamente à disposição das aplicações, pois a sua utilização indevida ocasionaria sérios problemas à integridade do sistema.  As instruções que têm o poder de comprometer o sistema são conhecidas como instruções privilegiadas (modo kernel), enquanto as instruções não-privilegiadas são as que não oferecem perigo ao sistema.  Registrador da UCP, que indica o modo de acesso corrente. Sistemas Operacionais 36
  • 37. Sistemas Operacionais 37 Memória principal Programa Usuário A Programa Usuário B Rotina do Sistema System Call Programas dos usuários executam no modo usuário SO executa no modo Kernell
  • 38.  Não há estruturação visível;  SO é escrito como uma coleção de processos → cada processo podendo fazer chamadas a qualquer outro;  Os serviços (system calls) são requisitados através da colocação dos parâmetros em lugares definidos (pilhas e registradores) e da execução de uma chamada de sistema especial (TRAP) ao kernel ; Sistemas Operacionais 38
  • 39. Sistemas Operacionais 39 System Calls Hardware aplicaçãoaplicação Modo usuário Modo Kernel
  • 40.  Camadas sobrepostas;  Cada módulo oferece um conjunto de funções que podem ser utilizadas por outros módulos.  THE, Dijkstra, 1968 Sistemas Operacionais 40 5 operador 4 programas do usuário 3 gerencia de dispositivos de I/O 2 comunicação processo-operador 1 gerência de memória e do tambor magnético 0 alocação do processador e implementação da multiprogramação
  • 41. anéis mais internos são mais privilegiados que os externos; prodedimentos de anéis externos executavam chamadas de sistema TRAP para utilizar os serviços dos anéis internos; proteção dos segmentos de memória. Sistemas Operacionais 41
  • 45.  Microsoft Windows Sistema Cliente/Servidor SERVIDOR |------------| CLIENTE  NT --------------WINDOWS95  2000------------WINDOWS98  2003 ------------WINDOWSME  2008 ------------WINDOWSXP  2008R2----------WINDOWSVISTA / WINDOWS7  2012R2----------WINDOWS8 Sistemas Operacionais 45
  • 46.  Debian  Ubuntu  Slackware  RedHat  Kurumin  Mandriva  CentOS  Backtrack  Kali  FTDK , etc Sistemas Operacionais 46