Curso Online de Sistemas Operacionais

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Histórico dos Sistemas Operacionais Sistemas Monousuário X Multiusuário Sistemas Distribuídos Sistemas Paralelos Arquivos Pipe Estrutura ...

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Histórico dos Sistemas Operacionais
Sistemas Monousuário X Multiusuário
Sistemas Distribuídos
Sistemas Paralelos
Arquivos
Pipe
Estrutura de um Sistema Operacional
Sistemas Monolíticos
Sistemas em Camadas
Máquinas Virtuais
Modelo Cliente-Servidor
Estrutura de um Sistema Operacional em Camadas
Estrutura de um Sistema Operacional: Máquinas Virtuais
Estrutura de um Sistema Operacional: Cliente/Servidor
Multiprogramação
Pseudoparalelismo
Conceito de Processo (1)
Ciclo de vida de um processo
Filiação
Evolução dinâmica
Modelo de 5 estados
O Scheduler
Tabela de Processos
Modo usuário
Mecanismos de interrupção
Proteção de memória
Proteção do processador
Programação Concorrente - Motivação
Multiprogramação
Threads
Escalonamento
Escalonamento - Objetivos
Escalonamento - Tipos
Round Robin
Escalonamento -Algoritimos
Com Prioridade
Gerência de Memória
Hierarquia de Memória:
Memória Principal:
Hierarquia de Memória:
Memória Virtual: Conceitos
Memória Virtual: mapeamento
Memória Virtual: paginação
Estrutura do Arquivo
Sequência não-estruturada de bytes
Árvore de registros
Tipos de Arquivos
Arquivos normais
Arquivos especiais blocados
Acesso a Arquivos
Atributos dos Arquivos
Diretórios
Nome de arquivos
Gerência de Blocos Ruins
Sistemas de Backup
Consistência do Sistema de Arquivos
Performance
LRU modificado
Segurança
Aspectos sobre Segurança



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  • Sistemas Operacionais

    Sistemas Operacionais

    Prof. Sérgio Alvarenga

  • Índice

    Índice

    Histórico dos Sistemas Operacionais
    Sistemas Monousuário X Multiusuário
    Sistemas Distribuídos
    Sistemas Paralelos
    Arquivos
    Pipe
    Estrutura de um Sistema Operacional
    Sistemas Monolíticos
    Sistemas em Camadas
    Máquinas Virtuais
    Modelo Cliente-Servidor
    Estrutura de um Sistema Operacional em Camadas
    Estrutura de um Sistema Operacional: Máquinas Virtuais
    Estrutura de um Sistema Operacional: Cliente/Servidor
    Multiprogramação
    Pseudoparalelismo
    Conceito de Processo (1)
    Ciclo de vida de um processo
    Filiação
    Evolução dinâmica
    Modelo de 5 estados
    O Scheduler
    Tabela de Processos
    Modo usuário
    Mecanismos de interrupção
    Proteção de memória
    Proteção do processador
    Programação Concorrente - Motivação
    Multiprogramação
    Threads
    Escalonamento
    Escalonamento - Objetivos
    Escalonamento - Tipos
    Round Robin
    Escalonamento -Algoritimos
    Com Prioridade
    Gerência de Memória
    Hierarquia de Memória:
    Memória Principal:
    Hierarquia de Memória:
    Memória Virtual: Conceitos
    Memória Virtual: mapeamento
    Memória Virtual: paginação
    Estrutura do Arquivo
    Sequência não-estruturada de bytes
    Árvore de registros
    Tipos de Arquivos
    Arquivos normais
    Arquivos especiais blocados
    Acesso a Arquivos
    Atributos dos Arquivos
    Diretórios
    Nome de arquivos
    Gerência de Blocos Ruins
    Sistemas de Backup
    Consistência do Sistema de Arquivos
    Performance
    LRU modificado
    Segurança
    Aspectos sobre Segurança

  • O Sistema Operacional

    O Sistema Operacional

    O SISTEMA OPERACIONAL é executado num modo especial do(s) processador(es) denominado de MODO KERNEL MODO KERNEL ou MODO SUPERVISOR. O MODO KERNEL realiza a proteção do hardware evitando a ação direta do usuário final sobre a máquina (ação esta que poderia ser desastrosa para o ambiente de hardware/software).
    Todos os demais programas executam num modo denominado de MODO USUÁRIO. Este modo é inofensivo para o hardware. São executados sob este modo: Interpretadores/compiladores de linguagens de alto-nível, editores de texto, sistemas gerenciadores de bancos de dados e programas de aplicação.

  • SO como uma Máquina Estendida:

    SO como uma Máquina Estendida:

    Apresentar ao usuário uma visão simples e agradável sobre o hardware. Visto como um software capaz de apresentar ao usuário uma MÁQUINA ESTENDIDA ou MÁQUINA VIRTUAL. A MÁQUINA VIRTUAL é equivalente ao próprio hardware, porém muito mais simples de se entender, operar e programar. É uma visão Top-down.

  • SO como um Gerenciador de Recursos:

    SO como um Gerenciador de Recursos:

    Visto como um software capaz de fornecer um esquema de alocação do(s) processador(es), das memórias e dos dispositivos de entrada/saída entre os vários PROCESSOS que competem pela utilização de tais recursos. Principal tarefa: gerenciar os usuários de cada um dos recursos da máquina, garantindo acesso ordenado e mediando conflitos É uma visão Bottom-up.

  • Histórico dos Sistemas Operacionais

    Histórico dos Sistemas Operacionais

    A história dos SISTEMAS OPERACIONAIS está intimamente ligada à própria história e desenvolvimento da arquitetura dos computadores. O primeiro computador digital foi projetado por Charles Babbage (1792- 1871), a Máquina Analítica era totalmente mecânica e não foi construída na época de seu projeto - NÃO HAVIA SISTEMA OPERACIONAL ASSOCIADO.
    Primórdios: O Sistema Operacional era inexistente; o usuário é o programador e o operador da máquina; alocação do recurso “computador” feito por planilha. A evolução foi motivada por melhor utilização de recursos avançados tecnológicos (novos tipos de hardware) e adição de novos serviços.

  • 1ª Geração (1945 - 1955): Válvulas e Painéis

    1ª Geração (1945 - 1955): Válvulas e Painéis

    Em 1940, Howard Aiken (Harvard), John Von Newmann (Princeton) e colaboradores tiveram sucesso na construção de computadores primitivos, baseados em válvulas.
    A equipe era responsável pelo projeto,construção, programação e manutenção de cada computador. A programação era realizada em CÓDIGO ABSOLUTO (através de fiação de painéis) para controlar funções básicas da máquina. Não havia o conceito de LINGUAGEM DE PROGRAMAÇÃO e muito menos de SISTEMAS OPERACIONAIS.
    Foi marcada pelo início do uso de cartões perfurados.

  • 2ª Geração (1955 - 1965): Transistores e Batch

    2ª Geração (1955 - 1965): Transistores e Batch

    Divisão clara entre os envolvidos em projeto, construção, operação, programação e manutenção de computadores.
    Usuário não é mais o operador da máquina Sistemas BATCH (lote): JOBS eram enfileirados para a execução seqüencial (necessidades semelhantes).
    Programa a ser compilado e executado, acompanhado dos dados de execução (cartões perfurados) Passagem entre diferentes jobs continua sendo manual.
    Uso: grandes empresas, governo e universidades famosas.
    Aparecimento do predecessor do SISTEMA OPERACIONAL: programa especial que era carregado antes de qualquer outro. Sequênciamento automático de jobs, transferindo o controle de um job a outro.
    Linguagem de Programação: FORTRAN (FORmula TRANslation).
    SO: FMS e IBSYS para o computador IBM 7094.
    Monitor residente. Programa que fica permanentemente em memória; Execução inicial; Controle é transferido para o job Cartões de controle; Quando o job termina o controle retorna ao monitor; Centraliza as rotinas de acesso a periféricos disponibilizando aos programas de usuário.

  • 3ª Geração (1965 - 1980): CIs e Multiprogramação:

    3ª Geração (1965 - 1980): CIs e Multiprogramação:

    Primeiros computadores a utilizarem CIs (SSI –Small Scale Integration).
    A família IBM/360 se constitui numa série de máquinas, todas compatíveis em nível de software e com o mesmo conjunto de instruções básicas. A idéia central era produzir computadores tanto para o processamento científico como para o processamento comercial - uma única máquina atenderia a toda um faixa de clientes.
    A idéia de máquina única criou um sério problema de desenvolvimento de software de sistema: “Não havia como escrever um software para atender a objetivos conflitantes de uma área com relação a outra - científica e comercial”.
    O sistema OS/360 representou esta tentativa de conciliação.
    Surge a MULTIPROGRAMAÇÃO: o tempo do processador é dividido em fatias de tempo (time slice ou quantum) que são utilizados, conforme algumas políticas definidas, pelos diversos processos em execução numa máquina.
    Evolução:
    Manter diversos programas na memória ao mesmo tempo; Enquanto um programa realiza E/S, outro pode ser executado.
    Manter mais de um programa em “execução” simultaneamente:
    Duas inovações de hardware possibilitaram o surgimento da multiprogramação:
    Interrupções: sinalização de eventos Discos magnéticos Acesso randômico a diferentes jobs (programas) no disco;
    Melhor desempenho em acessos de leitura e escrita.
    A memória também é dividida e alocada para cada um dos processos em execução devido a um recurso especial de hardware adicionado nos equipamentos da família 360.
    Os sistemas ainda eram sistemas BATCH, o que comprometia o tempo médio de resposta dos jobs executados.

  • Utilizavam o conceito de SPOOL (Simultaneous Peripheral Operation On Line).
    Surgem os sistemas operacionais com TIMESHARING como uma tentativa de melhorar o tempo de resposta: cada usuário passa a ter um terminal ON LINE à sua disposição.
    O CTSS, desenvolvido pelo MIT para um computador IBM 7904, foi o primeiro sistema operacional com TIMESHARING.
    Console Ambiente com um único computador Multi-usuário
    O MIT, o BELL LABORATORIES e a GENERAL ELECTRIC criaram o MULTICS (MULTiplexed Information and Computing Service).
    O MULTICS foi um grande laboratório para o desenvolvimento da área de sistemas operacionais, mas foi um fracasso comercial.
    GE abandona a fabricação de computadores.
    Crescimento do mercado de minicomputadores. Ken Thompson usou um PDP-7 para escrever uma versão monousuária do MULTICS que, num futuro, resultou no desenvolvimento do sistema operacional UNIX Linguagens de programação do período:
    FORTRAN, ALGOL, ALGOL 68, PASCAL, COBOL, PL/I, C, Modula, Euclid, Simula, Prolog, LISP, Smalltalk.

  • 4ª Geração (1980 - ~): Computadores Pessoais

    4ª Geração (1980 - ~): Computadores Pessoais

    Surge a LSI (Large Scale Integration) que consegue encapsular numa pastilha com poucos centímetros quadrados milhares de chips. Os preços de computadores diminuem vertiginosamente a cada ano. A maioria dos softwares é desenvolvido com o objetivo de ser USER- FRIENDLY. Microcomputadores pessoais dominam o cenário: Apple, IBM-PC e seus clones, Macintosh.

    Sistemas Monousuário X Multiusuário
    Monousuário: Projetado para serem usados por um único usuário, exemplos: DOS,
    Windows 3.x, Windows 9x e Millenium. Multiusuário: Projetados para suportarem várias sessões de usuários em um computador, exemplos: Windows NT (200x), Unix.

    Sistemas Multitarefa X Mono-tarefa
    Mono-tarefa: Capazes de executar apenas uma tarefa de cada vez, exemplo: DOS.
    Multitarefa: Capazes de executar várias tarefas simultaneamente, exemplos: Windows, Unix.


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  • Sistemas Operacionais
  • Índice
  • O Sistema Operacional
  • SO como uma Máquina Estendida:
  • SO como um Gerenciador de Recursos:
  • Histórico dos Sistemas Operacionais
  • 1ª Geração (1945 - 1955): Válvulas e Painéis
  • 2ª Geração (1955 - 1965): Transistores e Batch
  • 3ª Geração (1965 - 1980): CIs e Multiprogramação:
  • 4ª Geração (1980 - ~): Computadores Pessoais
  • Sistemas Distribuídos
  • Sistemas Paralelos
  • Sistemas de tempo real
  • Diversidade de linguagens de programação:
  • Conceitos Básicos de SOs
  • Estrutura de um Sistema Operacional
  • Multiprogramação
  • Pseudoparalelismo
  • Conceito de Processo (1)
  • Conceito de Processo (2)
  • Ciclo de vida de um processo
  • Filiação
  • Evolução dinâmica
  • Modelo de 5 estados
  • Escalonador de processos
  • Modo usuário
  • Mecanismos de interrupção
  • Proteção de memória
  • Proteção do processador
  • Programação Concorrente - Motivação
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