Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais
Conceitos Básicos
1. Sistema Computacional: HARDWARE + SOFTWARE.
Hardware:
Principais elementos de hardware de um Sistema Computacional:
Processador
Memória principal
Dispositivos de entrada e saída
Software:
Programas aplicativos e utilitários - realizam ou auxiliam o usuário na solução de uma tarefa/problema específico.
Obs.: os programas utilitários geralmente são utilizados para suprir deficiências dos sistemas operacionais
Programas de sistema - gerenciam a operação do computador.
O programa de sistema mais básico é o sistema operacional.
A tarefa de um sistema operacional é controlar os recursos do computador (dispositivos físicos e funções de
software).
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Definição para Sistema Operacional:
“E um programa de controle do computador. O Sistema Operacional e responsável por alocar recursos de hardware e
escalonar tarefas. Ele também deve prover uma interface para o usuário (fornece ao usuário uma maneira de acesso
aos recursos do computador)”. Mark G Sobell
CONCORRÊNCIA
PELOS RECURSOS
RECURSOS
2. Concorrência de Programas / Processos
Em um ambiente multiprogramável (vários programas sendo executados “simultaneamente”) o sistema
operacional precisa comandar a troca de um programa por outro no processador (concorrência).
Para que a concorrência entre os programas ocorra sem problemas, é necessário que todas as informações do
programa interrompido sejam guardadas para que, quando este voltar a ser executado, não fique faltando nenhuma
informação necessária.
O que é um Processo?
Pode ser entendido como um programa em execução, mas o conceito verdadeiro é mais abrangente:
Processo é o conjunto necessário de informações para que o sistema operacional implemente a concorrência de
programas.
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Tempo de uso
do recurso
3. Gerência de Processos
Mudança de Contexto – É o nome dado à troca de um processo por outro no processador, comandada pelo sistema
operacional.
Um processo contém três partes:
Salvar e recarregar
conteúdo dos
registradores
+
Informações do
hardware necessário
Identificação
Cotas
Privilégios
(*)
(p/ troca de contexto)
Área de memória onde instruções e dados do
programa são armazenados para execução.
Cada processo possui seu próprio espaço de
endereçamento, que deve ser protegido do acesso
dos demais processos.
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(*) Identificação:
Cada processo recebe uma identificação única.
Quem o criou/owner (nome de usuário ou identificação de outro processo).
(*) Cotas: Os recursos do sistema possuem limites que o processo deve respeitar quando aloca um deles. Exemplo:
Tamanho máximo de memória principal.
Número máximo de arquivos abertos simultaneamente.
Número máximo de operações de entrada e saída pendentes.
(*) Privilégios: Definem o que o processo pode ou não fazer em relação ao sistema operacional e aos demais
processos.
Bloco de controle do processo (Process Control Block – PCB): Estrutura de dados onde o SO guarda as
informações do processo.
Os PCBs de todos os processos ativos residem na
memória principal em uma área exclusiva do
sistema operacional.
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Estados do Processo
A necessidade de compartilhamento da CPU entre os processos (concorrência) faz com que cada processo assuma
um determinado estado a cada momento.
•
•
•
Estado Execução (running) – Quando está realmente sendo processado (executado) pela CPU.
Pronto (ready) – Quando está aguardando para ser executado.
Espera (wait) – Quando está aguardando por algum evento externo ou por algum recurso para ser executado.
As mudanças de estado possíveis são:
a) Pronto –> Execução
b) Execução –> Espera
c) Espera –> Pronto
d) Execução –> Pronto
Classificação dos Processos
•
Processo Foreground (ou processo interativo) – Permite a comunicação direta do usuário com o processo
durante o seu processamento. Neste caso, tanto o canal de entrada como o de saída estão associados a um
terminal com teclado, mouse e monitor.
•
Processo Background (ou processo batch) – Não existe a comunicação com o usuário durante o seu
processamento.
•
Processo CPU-bound (ligado à CPU) – É o processo que passa a maior parte do tempo no estado de execução, ou
no estado de pronto.
•
Processo I/O-bound (Ligado à E/S) – É o processo que passa a maior parte do tempo no estado de espera, pois
realiza um elevado número de operações de E/S (Entrada/Saída).
Sinais
Mecanismo que permite notificar processos de eventos gerados pelo Sistema Operacional ou por outros processos.
Seu uso é fundamental para a gerência de processos. O sinal enviado pelo S.O. interrompe ou executa um processo.
Exemplo comum de sinal – Quando o usuário quer interromper a execução de um programa:
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