O documento descreve o que é um sistema operacional, suas principais funções e como ele atua como interface entre o hardware e o software. Um sistema operacional deve prover conveniência, eficiência e evolução no uso do computador. Ele é a camada de software entre o hardware e os programas de aplicação, gerenciando recursos e processos.

1. Sistemas
Operacionais
1

2. O que é um sistema operacional?
2
 Um sistema operacional consiste de
um ou um conjunto de programas
que compõem o software básico do
computador, cuja finalidade é a de
executar os programas aplicativos e
de servir de “mediador” (interface)
entre o computador e seus usuários.

3. Um sistema operacional deve
atender a 3 objetivos principais:
3
 Conveniência – Tornar o uso do
computador mais conveniente (fácil).
 Eficiência – Tornar eficiente (seguro e
justo) o uso e o compartilhamento
dos recursos existentes.
 Evolução – Possibilitar o constante
aprimoramento e o desenvolvimento
de novas funcionalidades.

4. Numa abordagem macro,
4
 O sistema operacional pode ser visto
como a primeira camada de software
acima do hardware do computador
que se encarrega de suportar e servir
de interface entre este e os demais
programas aplicativos e utilitários.
(figura 1)

5. Figura 1 – Visão do sistema operacional em camadas.
Aplicativos
Utilitários
Sistema Operacional
Hardware
5

6. Funções que um sistema
operacional deve desempenhar:
6







 Permitir que os programas armazenem e obtenham
informações;
Isolar os programas dos detalhes específicos de
hardware;
Controlar o fluxo de dados entre os componentes de
um computador;
Permitir que os programas sejam executados sem a
interferência de outros programas;
Permitir que os programas independentes cooperem
periodicamente e compartilhem informações;
Responder aos erros ou a solicitações dos usuários;
Impor um escalonamento (prioridade) entre
programas que solicitam recursos;
Facilitar o acesso aos recursos do sistema.

7. Concluindo sistema operacional
7
 O sistema operacional, então, serve
de interface entre o usuário e os
recursos disponíveis no sistema,
tornando esta comunicação
transparente e permitindo ao usuário
uma utilização mais eficiente e com
menores chances de erros. (figura 2)

8. Figura 2 – Detalhamento da visão do sistema operacional e sua função.
Sistema operacional
usuários
hardware
Analistas
Programadores
Sistemas
Programas
Aplicativos
Usuários
regulares
Processador
Memória
8

9. Máquina de níveis
9
 A visão do sistema operacional atuando
como uma camada que faz a ligação entre
hardware e aplicativo, utilitários e usuário
leva à compreensão da existência de
diferentes níveis, fazendo com que seja
possível encarar o computador como uma
máquina de níveis ou camadas.
 Inicialmente e de forma mais geral, esta
organização tem 2 níveis: o inferior
(hardware) e o superior (software). (figura
3)

10. Figura 3 – Máquina de níveis em 2 níveis: hardware e software
SISTEMA OPERACIONAL
HARDWARE
USUÁRIO
10

11.  O usuário enxerga a máquina como sendo
apenas o sistema operacional, ou seja,
como se o hardware não existisse. Esta
visão modular e abstrata é chamada de
máquina virtual, pois na realidade, um
computador não possui apenas 2 níveis e
sim tantos quanto forem necessários para
adequar-se às diversas aplicações dos
usuários. (figura 4)
11

12. Figura 4 – Máquina de níveis
Aplicativos
Utilitários
Sistema Operacional
Linguagem de Máquina
Microprogramação
Dispositivos Físicos
Hardware
12

13. 







13
Compreendendo esta estrutura é possível verificar
que um sistema operacional se constitui de diversos
módulos que se encarregam da comunicação,
alocação e gerenciamento de recursos específicos tais
como:
Processo
Memória
Arquivos
Entrada e saída
Interconexão
Alocação da UCP (“Scheduling”)
Segurança e
Interface com o usuário.

14. Conceitos de hardware
14
 A estrutura básica dos recursos de
hardware que compõem o
microcomputador é composta pela
Unidade Central de Processamento
(UCP ou CPU), a memória principal e
os dispositivos de entrada e saída.
(figura 5)

15. Figura 5 – Estrutura básica de hardware de um microcomputador
Dispositivos de
entrada e saída
Memória Principal
Unidade de
controle
Unidade Lógica e
Aritmética
Registradores
Unidade Central de Processamento
15

16. Unidade Central de Processamento
16
 A Unidade Central de Processamento
(UCP) ou CPU (Central Processing
Unit) tem como principal função
unificar todo o sistema. É responsável
pela execução de todos os programas
do sistema.

17. Clock
17
 É um dispositivo, localizado na CPU,
que gera pulsos elétricos constantes
(síncronos) em um mesmo intervalo
de tempo (sinal de clock). O sinal do
clock é utilizado pela unidade de
controle para a execução das
instruções. Palavras chaves:
overclock, núcleo simples, núcleo
duplo, frequencia, MHz. Exemplos:
533 MHz, 1 GHz, 2,2 GHz.

18. Registradores
18
 Na arquitetura de computadores, um
registrador é uma pequena porção de
memória localizada no processador
central. Os registradores permitem
acessos muito rápidos a dados e são
usados para aumentar a velocidade
de execução de programas.

19. Memória principal
19
 Também chamada de memória primária ou
real, é a parte do computador onde são
armazenados instruções e dados. É
conhecida como RAM (Random Acess
Memory) ou Memória de Acesso Aleatório.
 O acesso ao conteúdo de posição é
realizado através da especificação de um
número chamado endereço. O endereço é
uma referência única.

20. Memória Cache
20
 É uma memória de alta velocidade. O
tempo de acesso a um dado nela
armazenado é muito menor que se o
mesmo estivesse na memória
principal. Localizada no processador.

21. Memória secundária
21
 É um meio permanente de
armazenamento de programas e
dados. O acesso é mais lento se
comparado com o acesso à memória
cache ou principal.

22. Dispositivos de entrada e saída
22
 São utilizados para permitir a comunicação
entre o computador e o mundo exterior.
 Podem ser divididos em 2 categorias:
 Dispositivos que são utilizados como
memória secundária (disco rígido,
disquetes, pen-drive);
 Dispositivos que servem para interface
homem-máquina (teclado, monitor,
mouse).

23. Barramento
23
 A UCP, a memória principal e os
dispositivos de E/S são interligados
através de linhas de comunicação
chamadas de barramentos. Um
barramento (bus) é um conjunto de
trilhas paralelas por onde trafegam
informações, como dados, endereços
e sinais de controle.

24. Conceitos de Software
24


 O Hardware, por si só, não tem a menor utilidade.
Para torná-lo útil, existe um conjunto de programas,
utilizado como interface entre as necessidades do
usuário e as capacidades do hardware.
O termo utilitário faz referência a softwares
relacionados mais diretamente com os serviços do
sistema operacional, como os compiladores, linkers e
depuradores.
Os softwares desenvolvidos pelos usuários são
denominados softwares aplicativos, ou apenas
aplicações.

25. Linguagem de controle
25
 É também denominada linguagem de
comando, é a forma mais direta de
um usuário se comunicar com o
sistema operacional. Esta linguagem
é oferecida pelo sistema operacional
para que, através de comandos
simples, o usuário possa ter acesso a
rotinas específicas do sistema.

26. Para fixação – Exercício 1
26
 O sistema operacional deve atender a 3
objetivos principais. Relacione abaixo:
1-Conveniência
2-Eficiência
3-Evolução
(2 ) tornar seguro e justo o uso e o
compartilhamento dos recursos existentes;
(3 ) possibilitar o constante aprimoramento e o
desenvolvimento de novas funcionalidades;
(1 ) tornar o uso do computador mais fácil;

27. Exercício 2
27
 Conceitos de hardware
1- Unidade Central de Processamento
2- Clock
3 Memória principal
4 Memória Cache
5 Memória secundária
6Dispositivos de entrada e saída
7- Barramento
(4 ) é uma memória de alta velocidade;
(6 ) são utilizados para permitir a comunicação entre o computador e o mundo
exterior;
(5 ) é um meio permanente de armazenamento de programas e dados;
(7 ) conjunto de trilhas paralelas por onde trafegam informações, como dados,
endereços e sinais de controle;
(2 ) gera pulsos elétricos constantes em um mesmo intervalo de tempo;
(3 ) é conhecida como RAM ou memória de acesso aleatório;
(1 ) é responsável pela execução de todos os programas do sistema;