INE 5223

Sistemas Operacionais

Noções sobre sistemas operacionais, funcionamento, recursos básicos

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Na aula de hoje

• Introdução

• Estrutura de um S.O.

• Exemplos de S.O.

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Objetivos

• Obter noções básicas sobre o funcionamento dos sistemas operacionais

• Compreender os fundamentos dos sistemas operacionais

• Apresentar diferenciações entre alguns sistemas operacionais atualmente utilizados (Windows, Linux, Mac OS, ...)

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Hardware x Software

• Hardware: é a parte física do computador. É o conjunto de componentes eletrônicos, circuitos integrados e placas que se comunicam por meio de barramentos.

• Software: é a parte lógica e é intangível. Ou seja, consiste em um conjunto de programas que permitem que o Hardware processe os dados

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Introdução

• O que é um Sistema Operacional (S.O.)?

– Camada de software colocada entre o hardware e os programas que executam tarefas para os usuários

– Controla e coordena o uso do hardware entre vários programas aplicativos e usuários

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Sofware

• Parte lógica do sistema de computação

• Conjunto alterável de instruções a realização de tarefas bem definidas, controlando os componentes de Hardware do computador

•

• Analogia

• – Automóvel sem condutor

• – Hardware sem software

• Tipos

• – Básico ou de sistema

• – Aplicação

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Tipos de Software

• 1. Software de base ou de sistema: conjunto de pequenos programas ou procedimentos que fazem a gestão de recursos e operações de base de um sistema computacional, servindo principalmente como um intermediário entre o hardware e programa de aplicativos

i. Sistema Operacional

ii. Utilitários

iii. Desenvolvimento de sistemas (linguagens de programação)

• 2. Software aplicativo ou de aplicação: designação geral de programas de computador para realizar tarefas do usuário. Podem ser de:

i. Propósito geral (processamento de textos, planilhas eletrônica de cálculos, banco de dados, navegadores de internet, ...)

ii. Específicos (contabilidade, editoração eletrônica, jogos, projeto auxiliado por computador, ...)

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Sistema Operacional (SO)

• Sistema Operacional (SO) é um conjunto de programas (software) responsável por:

Construir a interface com os usuários

Gerenciar recursos de hardware

Estabelecer a interface com o hardware

Funções adicionais: • Contabilização de uso

• Segurança de acesso

• ...

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Introdução

• Programas em um S.O.

– Programas aplicativos: programas os quais o usuário interage para resolver seus problemas

• Exemplos: firefox, word, adobe photoshop, ...

– Programas de sistema: programas de base do S.O. que fornecem serviços para os usuários ou para programas aplicativos

• Exemplos: gerenciador de tarefas (Windows), ps (Linux)

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• Transforma um conjunto diversificado de circuitos eletrônicos, discos e periféricos numa máquina simples de utilizar

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Introdução

• Interação entre usuários, programas aplicativos e S.O

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Introdução

• Objetivos de um Sistema Operacional – Eficiência: maximizar o uso do hardware – Conveniência: esconder os detalhes de baixo

nível abstração

• É a interface entre o usuário e computador

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O Sistema Operacional é o intermédio entre o usuário e o hardware

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Introdução

• Serviços oferecidos pelo S.O.

– Carregamento/descarregamento de programas na memória

– Gerência de arquivos: sistema de arquivos

– Utilização e gerência de periféricos

– Gestão de usuários

– Proteção entre usuários

– Contabilidade: estatísticas e desempenho

– Detecção de erros: hardware e programas

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Inicialização do Computador • O hardware de um computador comporta a possibilidade de

executar diferentes funções mediante as instruções que lhe são fornecidas

• Quando um computador é ligado, o CPU vai à primeira posição de memória procurar as primeiras instruções que devem ser executadas

• O CPU é fabricada de modo que o Program Counter é iniciado com uma posição de memória onde se encontra o programa que inicializa o computador

• Esse programa inicial (“bootstrap”) encontra-se na ROM e contém as instruções necessárias para carregar o Sistema Operacional

• O Sistema Operacional é lido (do disco/HD) e alojado na RAM

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Tipos de S.Os.

• Monotarefa vs. multitarefa

– Monotarefa: capaz de executar somente um programa (tarefa) de cada vez

• Exemplos: MS-DOS, iOS 1/2/3

– Multitarefa: capaz de executar vários programas (tarefas) simultaneamente

• Exemplo: Windows 98, Linux

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Tipos de S.Os.

• Dois tipos de sistemas multitarefa

– Não preemptivos: programas se executam do início ao fim sem serem interrompidos

– Preemptivos: permite que programas em execução sejam interrompidos para que outros programas possam ser executados

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ESTRUTURA DE UM S.O.

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Conceitos de Sistemas Operacionais

• Cada parte (módulo ou função) de um Sistema Operacional é responsável pelo gerenciamento de um recurso específico.

• Esses recursos são: Tempo de CPU

Espaço em memória

Espaço em disco

Acesso aos dispositivos de comunicação

Bibliotecas de software

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Conceitos de Sistemas Operacionais • Gerenciar recursos é garantir a utilização

compartilhada do recurso sem que ocorram erros que possam gerar instabilidade ou falha no sistema.

• Na visão do usuário, o Sistema Operacional fornece:

Acesso ao sistema

Possibilidade de criar e gerir arquivos e diretórios

Ambiente para execução de programas

Acesso aos dispositivos de E/S

Acesso ao conteúdo de arquivos

Detecção de erros

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Estrutura de um S.O.

• Um S.O. não é um bloco único e fechado de software executando sobre o hardware – É composto por diversos componentes com

objetivos e funcionalidades específicas

• Componentes básicos: – Código de inicialização

– Núcleo

– Drivers

– Programas utilitários

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Estrutura de um S.O.

1. Código de inicialização

– A inicializacao do hardware requer uma serie de tarefas complexas, como reconhecer os dispositivos instalados, testa-los e configura-los adequadamente para seu uso posterior

– Outra tarefa importante e carregar o nucleo do sistema operacional em memoria e iniciar sua execucao

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Estrutura de um S.O.

2. Núcleo

– É o coracao do sistema operacional, responsavel pela gerencia dos recursos do hardware usados pelas aplicacoes

– Ele tambem implementa as principais abstracoes utilizadas pelos programas aplicativos

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Estrutura de um S.O.

3. Drivers

– Modulos de codigo especificos para acessar os dispositivos fisicos

– Existe um driver para cada tipo de dispositivo, como discos rigidos IDE, SCSI, portas USB, placas de video, etc.

– Muitas vezes o driver e construido pelo proprio fabricante do hardware e fornecido em forma compilada para ser acoplado ao restante do S.O.

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Estrutura de um S.O.

4. Programas utilitários – Sao programas que facilitam o uso do

sistema computacional, fornecendo funcionalidades complementares ao nucleo

– Exemplos de utilitários • Formatacao de discos e midias

• Configuracao de dispositivos

• Manipulacao de arquivos

• Interpretador de comandos (terminal)

• Interface grafica e gerencia de janelas

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Estrutura de um S.O.

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EXEMPLOS DE S.O.

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Exemplos de S.O.

• Windows

– Microsoft

– Bill Gates

– Código fechado

– S.O. mais utilizado no mundo em computadores pessoais

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Exemplos de S.O.

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Windows 1

Exemplos de S.O.

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Windows 3

Exemplos de S.O.

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Windows 95/98

Exemplos de S.O.

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Windows XP

Exemplos de S.O.

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Windows 8

Exemplos de S.O.

• Mac OS

– Apple

– Steve Jobs

– Código fechado

– Versões

• System 1, 2, 3 e 4

• System Software 5, 6 e 7

• Mac OS 8, 9 e X

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Exemplos de S.O.

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System 1, 2, 3, 4 e 5

Exemplos de S.O.

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System Software 6

Exemplos de S.O.

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System Software 7

Exemplos de S.O.

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Mac OS 8

Exemplos de S.O.

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Mac OS 9

Exemplos de S.O.

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Mac OS 10.1

Exemplos de S.O.

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Mac OS 10.5

Exemplos de S.O.

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Mac OS 10.10

Exemplos de S.O.

• Linux

– Núcleo desenvolvido por Linus Torvalds

– Inspirado no Minix criado por A. S. Tanenbaum

– Código aberto

– Diversas distribuições

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Exemplos de S.O.

• Linux: distribuições

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Exemplos de S.O.

• Sistemas Operacionais Embarcados

– Muito mais limitados que os S.Os. para computadores

– Focados no consumo de energia

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