Sistemas Operacionais aula 01

Sistemas Operacionais
Aula I
Prof. Inaldo Nascimento
TANENBAUM, A. S.; WOODHULL, A. S.;
Sistemas Operacionais Modernos

Introdução
● Aspectos Gerais
● Histórico Evolução Computadores
● Evolução dos sistemas operacionais
● Tipos de sistemas operacionais
● Estrutura de sistemas operacionais
● Funções de um sistema operacional
● Chamadas ao sistema

Aspectos Gerais
“Sem Software, um computador é
basicamente um inútil amontoado de
metal”
“Com Software, um computador pode
armazenar, processar e recuperar
informações, exibir documentos de multimídia,
pesquisar na internet e envolver-se em muitas
outras importantes atividades que justifiquem
seu valor”
TANENBAUM, A. S.; WOODHULL, A. S.; CAP1.

Aspectos Gerais
 O programa de computador mais
fundamental é o Sistema
Operacional, que controla os
recursos do computador e fornece
a base sobre a qual os programas
aplicativos podem ser escritos.
 Um sistema operacional consiste
em um ou mais processadores,
memória principal, discos,
impressoras, teclado, mouse,
monitor, interfaces de rede e ou
dispositivos de I/O (entrada e
saída).

O que é?
 Um sistema operacional ou ainda software de
sistema é um programa ou um conjunto de
programas cuja função é gerenciar os
recursos do sistema (definir qual programa
recebe atenção do processador, gerenciar
memória, criar um sistema de arquivos, etc.),
fornecendo uma interface entre
o computador e o usuário.
Origem: Wikipédia, a enciclopédia livre.
(http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_operativo)

Aspectos Gerais
 Um sistema computacional, consiste em
hardware, programas de sistema e
programas aplicativos.
A figura mostra entre as camadas onde o sistema operacional se
encaixa.

O Sistema Operacional
 O sistema operacional opera diretamente no
hardware e fornece a base para todos os
outros softwares.
 O Sistema Operacional é aquela porção do
software que executa no modo Kernel ou
no modo de Supervisor.
 Os compiladores e editores executam em
modo usuário.

Funções
 Máquina Estendida: o S.O. deve apresentar ao
usuário o equivalente a uma máquina estendida
ou máquina virtual, teoricamente mais fácil de
programar que o hardware;
 Gerenciador de Recursos: o S.O. deve oferecer
uma alocação ordenada e controlada dos
processadores, memórias e quaisquer dispositivos
de E/S que os programas podem competir. Ou
seja, o S.O. tem como função gerenciar
eficientemente as diferentes partes do sistema.

Estruturas
 SISTEMAS MONOLÍTICOS: o S.O. é escrito como
uma coleção de procedimentos, que podem chamar
quaisquer outros sempre que precisar, sem nenhum
tipo de estrutura hierárquica;
 Pode ser comparada com uma aplicação que contém
vários procedimentos que são compilados separadamente
e depois linkados, formando um grande e único programa
executável.
 As interfaces e níveis de funcionalidade não são bem
separados nem estão unificados.
 O excesso de liberdade torna o sistema vulnerável.
 Vantagem: – Grande desempenho
 Desvantagem: – O sistema pode parar por causa de um erro.

Estruturas
 SISTEMAS EM CAMADAS: é um S.O. organizado
em uma hierarquia de camadas, construída uma
sobre a outra;

Modelos
 MÁQUINAS VIRTUAIS: formado por um monitor de máquina
virtual, que rodava no hardware básico e coordenava a
multiprogramação, fornecendo várias máquinas virtuais à
camada superior (não máquinas estendidas, e sim cópias
exatas do hardware básico);
 MODELO CLIENTE-SERVIDOR: minimização do kernel
(através da remoção de código do S.O., movendo para as
camadas mais altas), implementando as funções do S.O.
como processos de usuário. Os processos de usuário
(clientes) enviam requisições para os processos servidores,
que realizam a operação e retornam a resposta necessária.

Interação com SO
 Shell – Interpretador de comandos.
 GUI – Graphical User Interface.

Histórico do SO
 A evolução dos sistemas
operacionais está relacionada a
Hardware cada vez mais velozes,
compactos e de custo baixo, e à
necessidade de aproveitamento e
controle desses recursos.

Primeira Fase (1945-1955)
 No início da Segunda Guerra Mundial,
surgiram os primeiros computadores
digitais, formados por milhares de
válvulas, que ocupavam áreas
enormes, sendo de funcionamento
lento e duvidoso.
 O ENIAC foi o primeiro computador
digital de propósito geral. Criado para a
realização de cálculos balísticos, sua
estrutura possuía 18 mil válvulas, 10
mil capacitores, 70 mil resistores e
pesava 30 toneladas. Quando em
operação, consumia cerca de 140
quilowatts e era capaz de realizar 5 mil
adições por segundo.

Primeira Fase (1945-1955)
 Para trabalhar nessas
máquinas, era necessário
conhecer profundamente o
funcionamento do
hardware, pois a
programação era feita em
painéis, através de fios,
utilizando linguagem de
máquina.
 Nessa fase, ainda não
existia o conceito de
sistema operacional.

Segunda Fase (1956-1965)
 A criação do transistor e das memórias
magnéticas contribui pare o enorme avanço dos
computadores da época. O transistor permitiu o
aumento da velocidade e da confiabilidade do
processamento, e as memórias magnéticas
permitiram o acesso mais rápido aos dados,
maior capacidade de armazenamento e
computadores menores.
 Com o surgimento das primeiras linguagens de
programação, como Assembly e Fortran, os
programas deixaram de ser feitos diretamente no
hardware, o que facilitou enormemente o
processo de desenvolvimento de programas.

 Inicialmente, os programas passaram a ser perfurados
em cartões, que, submetidos a uma leitora, eram
gravados em uma fita de entrada. A fita, então, era lida
pelo computador, que executava um programa de cada
vez, gravando o resultado do processamento em uma
fita de saída. Ao terminar de todos os programas, a fita
de saída era lida e impressa.
 A esse tipo de processamento, onde um lote (batch) de
programas era submetido ao computador.

 Com o processamento batch, um grupo de
programas era submetido de uma só vez, o
que diminuía o tempo existente entre a
execução dos programas, permitindo, assim,
melhor uso do processador.
 Os sistemas operacionais passaram a ter seu
próprio conjunto de rotinas pare operações
de entrada/saída (Input/Output Control
System—IOCS), que veio facilitar bastante o
processo de programação.

Terceira Fase (1966-1980)
 Através dos circuitos integrados (CIs)
e, posteriormente, dos
microprocessadores, foi possível
viabilizar e difundir o uso de sistemas
computacionais por empresas.
 a IBM lançou em 1964 a Série 360.
Esse lançamento causou uma
revolução na indústria de informática.
Para essa série, foi desenvolvido o
sistema operacional OS/360, que
tentava atender todos os tipos de
aplicações e periféricos.
http://en.wikipedia.org/wiki/OS/360_and_successors

 Desenvolvimento do conceito de multiprogramação, ou
seja, a partição da memória do computador em
diversas parcelas para que múltiplos jobs pudessem
ser executados.
 Segundo TANENBAUM 2001, multiprogramação é uma
forma de simultaneidade de processamento utilizando
um único processador. Sendo somente um
processador, a execução em paralelo de varias tarefas
não é real, mas a multiprogramação consiste no
escalonamento de processos, fazendo com que o
sistema operacional execute apenas partes de
programas separadamente, contudo, para o usuário
parece que todos os programas estão sendo
executados ao mesmo tempo.

 Em um sistema operacional “multiprogramado”, o
computador divide a memória em várias partes dando
um trabalho diferente para cada partição.
 Enquanto um trabalho esta esperando o fim de sua
execução de E/S, outro processo poderia utilizar a CPU
neste momento, sendo possível ter vários trabalhos na
memória principal ao mesmo tempo.

 Outro fato importante nessa fase foi o surgimento do
sistema operacional Unix (1969). Concebido inicialmente
em um minicomputador PDP-7, baseado no sistema
MULTICS (Multiplexed Information and Computing
Service), o Unix foi depois rescrito em uma linguagem de
alto nível (linguagem C), tornando-se conhecido por sua
portabilidade.
 No final dessa fase, com a evolução dos
microprocessadores, surgiram os primeiros
microcomputadores, muito mais baratos que qualquer
um dos computadores ate então comercializados. Entre
eles, destacamos os micros de 8 bits da Apple e o
sistema operacional CP/M (Control Program Monitor).

Quarta Fase (1981-1990)
 A integração LSI (Large Scale Integration) e a
VLSI (Very Large Scale Integration) levaram
adiante o projeto de miniaturização e
barateamento dos equipamentos.
 Surgiram os microcomputadores PC (Personal
Computer) de 16 bits da IBM e o sistema
operacional DOS (Disk Operation System),
criando a filosofia dos computadores
pessoais.

 No final dos anos 80, o avanço decorrente de
aplicações que exigiam um enorme volume
de cálculos, foram adicionados outros
processadores, exigindo dos sistemas
operacionais novos mecanismos de controle e
sincronismo.
 As redes distribuídas (Wide Area Network-
WANs) se difundiram por todo o mundo,
permitindo o acesso a outros sistemas de
computação, independentemente de estado,
país e, até mesmo, fabricante.

 Os softwares de rede passaram a estar
intimamente relacionados ao sistema
operacional e surgem os sistemas
operacionais de rede.

Características das Fases
Primeira
(1945-1955)
Segunda
(1956-1965)
Terceira
(1966-1980)
Quarta
(1981-1990)
Quinta
(1991- atual )
Computadores
ENIAC
EDVAC
UNIVAK
NCR
IMB 7094
CDC-6600
IBM 360, 370
PDP-11
Cray 1
Cyber-205
Cray XMP
IBM 308
VAX-11
IBM-PC
IBM 3090
Alpha AXP
Pentium
Sun SPARC
Hardware
Válvulas
Tambor Magnético
Tubos de raios
catódicos

Transistor
Memória
Magnética

Circuito Integrado
Disco Magnético
Minicomputador
Microprocessador

LSI ou VLSI
Disco óptico
Microcomputador

Ultra-LSI
Arquiteturas
Paralelas
Circuto Integrado
3-D
Software
Linguagem
de Máquina
Linguagem
Assembly

Linguagem de
Alto Nível
Processamento
Batch

Linguagem
Estruturadas
Multiprogramação
Time-Sharing
Computação Gráfica

Multiproces-samento
Sistemas
Especialistas
Linguagens
orientadas objetos
Processamento
Distribuído
Linguagens
concorrentes
Programação
funcional
Linguagens
naturais
Telecomunicaçõ
es
Telefone
Teletipo

Transmissão
Digital
Comunicação via
satélite
Microondas
Redes
distribuídas(WAN)
Fibra óptica
Redes Locais (LAN)
Internet

Redes Locais
estendidas(ELAN)
Redes sem fio
Modelo cliente-
servidor
Desempenho 10 ips 200.000 ips 5 Mips 30 Mips 1 Gflops

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