Aulas 9 e 10
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Introdução à Informática Aulas 9e10– Sistemas Operacionais MicheleA.Brandão [email protected] UniversidadeFederaldeMinasGerais 02desetembrode2016 Definição § Um conjunto de programas que se situa entre os softwares aplicativos e o hardware § Gerenciar os recursos do computador (CPU, dispositivos periféricos, etc) § Prover e executar serviços para softwares aplicativos à Softwares aplicativos não conseguem se comunicar diretamente com o hardware § Estabelecer uma interface com o usuário 2 Sistemas Operacionais (SO) 3 SO- História § Sistemas operacionais primitivos § No início (primeira geração de computadores) à máquinas não usavam sistemas operacionais § Operações eram setadas através do hardware § Sistemas Batch § Vários comandos poderiam ser executados em sequência através de cartões perfurados 4 SO- História Sistemas específicos – cada máquina tinha seu próprio SO § Problemas? § Surge o Unix em 1969, o primeiro sistema operacional moderno § Unix à conceitos muito importantes para a computação § § Portabilidade, multiusuário, multitarefas e compartilhamento de tarefas § Quase todos os SOs atuais foram influenciados de alguma maneira pelo Unix 5 SO- História § Na quarta geração, surgiu o BSD, sistema operacional fortemente baseado no Unix § Focado principalmente para a execução em máquinas específicas de alto desempenho 6 SO– História – Apple § Apple § Apple I, II e III § Interfaces gráficas muito primitivas comparadas com o padrão usado atualmente, mas bem avançado para a época § Lisa § Uso do mouse para interagir com a GUI § Mac OS § Introduziu o conceito de desktop § Mac OSX § Baseado no Unix 7 SO– História - Microsoft § MS-DOS § Interface de linha de comando 8 SO– História - Microsoft § Windows 1.0 e 2.0 § Interface gráfica baseada no Mac OS 9 SO– História - Microsoft § Várias versões: 3.X, 95, 98, ..., Vista, 7, 8, 8.1, 10 § 95: integração do MS-DOS § NT: para servidores § XP: muitos recursos novos à segurança e estabilidade § 7: muitas ferramentas da GUI § 8: mudança nas interfaces § 10: melhorias nas interfaces 10 11 SO– História - Linux § Código livre § Unix (a partir de 1987) § Linux § Várias distribuições: Debian, Ubuntu, Kurumin, Gentoo, SuSe, OpenSuSe, Slackware § Tem se popularizado cada vez mais 12 SO– História - Linux § Kernel linux § Hoje é mais fácil de utilizar § Ex: Ubuntu 13 Comparação – Número deUsuários 14 SO- Funções Básicas § Gerenciamento dos recursos de hardware (processador, memória, ...) e software (windows explorer, ...) § Interface com o usuário § Gerenciamento de dispositivos de E/S § Interface para execução das aplicações 15 Compartilhamento deRecursos § Compartilhar recursos significa que diferentes usuários ou programas usam os recursos de forma concorrente § CPU, disco, memórias, programas § Os recursos são limitados, assim esses precisam ser administrados de forma a evitar conflitos 16 Compartilhamento deRecursos § Recursos de hardware § Tempo de processador (CPU) § Espaço de memória à o usuário pode estar lendo ou gravando dois arquivos distintos no HD § Dispositivos de Entrada e Saída à Operação de download de 2 arquivos simultaneamente ou dois usuários conectados ao mesmo modem 17 Compartilhamento deRecursos § Recursos de Software § Softwares utilitários à um usuário pode estar criando uma pasta no Explorer, enquanto em paralelo está fazendo uma busca para encontrar um arquivo § Bibliotecas de funções (Dynamic Link Lybrary - DLLs) à programa que contém funções e dados que podem ser usados por diversos módulos § Softwares aplicativos à mais de um usuário acessando um determinado sistema 18 Compartilhamento deRecursos § Facilidades para o usuário § Acessar o sistema § Criar e gerir pastas / arquivos e programas § Executar programas § Acessar dispositivos de E / S § Acessar conteúdo de arquivos § Detectar erros de execução § Contabilizar o uso do sistema 19 Monotarefa xMultitarefa § Sistema monotarefa § Admite e gerencia apenas uma tarefa em execução por vez de 1 usuário § Ex. DOS, Win 3.1 § Sistema multitarefa § Admite e gerencia várias tarefas em processamento concomitante § Ex. Windows 98 até Windows 10, Unix, Linux, ... 20 Monousuário xMultiusuário § Sistema monousuário § Admite e gerencia apenas um usuário § Não permite que mais de um usuário simultaneamente § Ex. DOS, Windows 98 esteja logado § Sistema multiusuário § Admite e gerencia vários usuários e permite que mais de um usuário esteja logado no sistema simultaneamente § Ex. Windows 2000 até Windows 10, UNIX,LINUX 21 Monoprocessados xMultiprocessados § Sistemas monoprocessados § Somente reconhece uma única CPU multitarefa ou monotarefa § Ex. DOS, Windows 98 § Sistemas multiprocessados § Reconhece mais de uma CPU § Execução simultânea (paralelismo real) § Ex. Windows 2000 até Windows 10, linux 22 Sistemas deTempoReal § Sistemas que possuem forte vínculo com o tempo § O resultado correto deve ser dado no tempo previsto § Dependente da aplicação (milisegundos, minuto, horas) § Exemplos?? § § § § § Controle de estoque Reserva de passagens aéreas Sistema de controle do avião Sala de controle de usina nuclear Sistema contábil 23 Sistemas deTempoReal § Exemplos § Controle de estoque: Não! § Reserva de passagens aéreas: Não! § Sistema de controle do avião: Sim! O que aconteceria se o sistema não controlasse os motores em tempo hábil? § Sala de controle de usina nuclear: Sim! § Sistema contábil: Não! 24 SistemadeArquivos § É a estrutura lógica utilizada pelo computador para nomear, armazenar e localizar arquivos § Define a forma como o SO lê e grava dados § Existem vários tipos de sistemas de arquivos, e podem ser diferentes de um SO para outro § Prover um sistema de arquivos émais uma função do SO § Faz o controle dos arquivos armazenados em disco tanto do SO como dos usuários (abertura, acesso, consistência como eles são nomeados, etc.) 25 PerspectivadoUsuário § Um dos aspectos mais importantes do sistema de arquivos à como este se apresenta § O que constitui um arquivo § Como os arquivos são identificados e protegidos § Que operações são permitidas sobre os arquivos, e assim por diante 26 TiposdeSistemasdeArquivos § FAT 32 à WIN98, ME, 2000, XP § NTFS à Windows XP, Vista , 7, 8, … § HPF à Apple § HPFS à Linux, OS/2 § Ext2, Ext3, Ext4, Reiser à Linux 27 FAT(FileAllocation Table)32 § Um dos sistemas de arquivo para Windows, sendo compatível com WIN98, ME, 2000, XP, por exemplo § Para um mesmo SO, podemos ter mais de um sistema de arquivo compatível § Capacidade: tamanho de partição - 32 GB § Segurança: Não possui controle de permissões de arquivos, usuários, etc § Não tolerante a falhas 28 NTFS(NewTecnology Filesystem) § Segurança: Possuem controle de permissão amplo sobre arquivos e pastas, que não existe no FAT32 § Confiável § Tolerância a falhas § Criptografia § Cota de disco § Gerenciamento de espaço: Desperdiça menos espaço no armazenamento das informações § Tamanho maior de nome de arquivos: até 255 caracteres 29 Arquivo § O que é um Arquivo? § Unidade lógica de armazenamento, mapeada pelo SO em dispositivos físicos § Nomeado e referenciado pelo nome § Identificação composta por duas partes separadas por um ponto à a parte após o ponto chamada de extensão do arquivo e serve para identificar o seu conteúdo § Extensão descrição § arquivo.c à Arquivo fonte em C § arquivo.obj à Arquivo objeto § arquivo.exe à Arquivo executável § Arquivos texto, arquivos de programa, arquivos de imagem, etc 30 Arquivos– Atributos § São informações sobre os arquivos e pastas como § § § § Nome Tamanho Tipo Data de modificação 31 Arquivos– Atributos– MAC 32 Arquivos– Atributos– MAC 33 Arquivos– Atributos § O atributo somente leitura indica que o arquivo não deve ser editado ou apagado § Ao trabalhar com um arquivo destes no Word, por exemplo, aparece na barra de título a frase somente leitura § O atributo oculto determina que o arquivo não pode ser visto a não ser se marcar a opção Mostrar todos os arquivos no menu Exibir/Opções do Windows Explorer 34 Arquivos– Permissões § Controle de acesso ao sistema (Login) à delimita quem pode ou não acessar o sistema e o que pode fazer nele § Controle de acesso aos arquivos (permissões) à delimita quais operações cada usuário pode realizar sobre cada arquivo presente no sistema § As permissões incluem Controle Total, Modificar, Ler & Executar, Listar os Conteúdos da Pasta, Ler e Gravar § Cada uma dessas permissões consiste de um grupo lógico de permissões especiais relacionadas 35 Arquivos– Diretórios § Modo como o sistema organiza os diferentes arquivos § É a estrutura com entradas associadas aos arquivos onde estão informações como localização física, nome, e demais atributos § Padrão de organização à árvores hierárquicas Diretórioraiz Diretóriodo usuário Arquivos 36 Arquivos– Diretórios § Quando o sistema Windows é instalado num computador, ele cria uma estrutura básica de diretórios para armazenar os arquivos que serão usados § O Windows é instalado normalmente (não necessariamente) na unidade C: (partição primária válida no HD) 37 Arquivos– Partições § É algumas vezes chamada de volume, uma área em um disco rígido que pode ser formatada com um sistema de arquivos e identificada por uma letra do alfabeto § Por exemplo, a unidade C na maioria dos computadores com Windows é uma partição 38 Arquivos– Partições § Tipos de Partições § Primária: Este tipo de partição contém um sistema de arquivos. Em um disco deve haver no mínimo uma e no máximo quatro partições primárias. Se existirem quatro partições primárias, nenhuma outra partição poder existir neste disco § Estendida: é uma forma de solucionar o problema de limite de número de partições primárias que um disco básico pode ter. Uma partição estendida é um contêiner que pode armazenar uma ou mais unidades lógicas § Lógica: Também chamadas de unidades lógicas, as partições lógicas residem dentro da partição estendida 39 Arquivos– Partições § Por que particionar? § Quando particionamos dividimos o disco em áreas específicas, para finalidades distintas, isto permite: § Instalação de mais de um sistema operacional simultaneamente § Dividir o disco em partes menores à uma partição para o SO e outra para os dados dos usuários 40 Arquivos– Partições – Windows 41 Arquivos– Partições – Linux 42 Arquivos– Formatação § Antes de poder usar um HD é necessário prepará-lo, por meio de um processo denominado formatação § Pode ser dividida em 2 etapas § Formatação física: processo que divide os discos em trilhas (círculos concêntricos) e setores (subdivisões de cada trilha, com 512 bytes). A formatação física em geral já vem de fábrica § Formatação lógica: consiste em instalar o sistema de arquivos no dispositivo de armazenamento. É essa formatação que normalmente executamos 43 Arquivos– Fragmentação § Os arquivos são salvos no primeiro espaço livre contíguo que seja grande o suficiente para comportá-lo § Se não houver espaço livre suficiente, o computador salva o máximo possível do arquivo no maior espaço disponível, deixando os dados restantes para o próximo espaço, e assim por diante § À medida que os usuários criam e excluem arquivos e pastas, instalam novos softwares ou fazem o download de arquivos da Internet, o volume de disco vai ficando fragmentado § Quanto mais o volume estiver fragmentado, as operações de abertura e salvamento de arquivo ficarão mais lentas 44 Gerenciamento deMemória § Assegurar que cada processo tenha memória suficiente para ser executado § Proteção de memória, para impedir que um processo utilize um endereço de memória que não lhe pertença § Possibilitar que uma aplicação utilize mais memória do que a fisicamente existente (essa é a função mais conhecida) § Solução: Memória virtual ou arquivo de paginação. A memória virtual combina a RAM do computador com espaço temporário no disco rígido 45 Gerenciamento deMemória § Sem o recurso de memória virtual, quando toda a RAM disponível fosse preenchida seu computador não conseguiria carregar mais programas enquanto outros não fossem fechados § Com a memória virtual, o computador pode procurar por áreas da RAM que não foram usadas recentemente e copiálas para o disco rígido. Isso libera espaço na RAM para carregar um novo aplicativo 46 Processos § É definido como sendo um programa em execução § Estrutura responsável pela manutenção de todas as informações necessárias para execução de um programa, como conteúdo de registradores e espaço de memória § É a unidade básica do software com a qual o sistema operacional trabalha para organizar as tarefas realizadas pelo processador 47 Estados doProcesso § Executando: o processo possui o controle do processador § Pronto: o processo pode usar o processador quando este estiver disponível e o sistema operacional determinar que é a sua vez de executar (prioridades) § Bloqueado: o processo espera pela ocorrência de algum evento (o término de uma operação de E/S ou um evento temporal) 48 Atividade em Grupo § Diferenças e semelhanças + vantagens e desvantagens § § § § § § § Windows MAC OSX PCselaptops Linux Android iOS Celulares BlackBerry Windows Phone 49 MaterialComplementar § http://www2.contilnet.com.br/~Curso_Tecnico/Turma136/IP D/A%20Historia%20dos%20Sistemas%20Operacionais.pdf § http://www.colecaotecnica.cpscetec.com.br/other/originais/ Livro1_parte1_1268232927.pdf § http://professores.dcc.ufla.br/~bruno/aulas/arquivos-ediretorios.html 50
