Aula-02-SO

História de Sistemas Operacionais
Prof. Esp.Valdemir S. Silva
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Facebook: Valdemir SSilva
http://valdemirssilva.blogspot.com.br
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Dividida em 5 gerações de sistemas
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Primeira geração - 1945-1955
– Tecnologia: Válvulas
– Sistema Operacional: não existia
– Linguagens de programação: plugues
– Memória: não existia
– Armazenamento secundário: não existia
– E/S: Plugues e “leds”
– Sem divisão de funções de trabalho
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Segunda geração - 1955 a 1965
–
–
–
–
–
–
Tecnologia: Transistores
Sistema operacional: Processamento por lote
Linguagens de programação: Assembler, Fortran, Cobol
Memória: memórias magnéticas
Armazenamento secundário: fita de papel, fita magnética
E/S:
• cartão perfurado, fita de papel perfurada, fita magnética,
impressora
– Mais confiáveis
• podiam já ser comercializados
– Sistema Operacional: criado para automatizar tarefas
usuais
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Segunda geração - 1955 a 1965
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Terceira geração - 1965 a 1980
– Tecnologia: Circuitos Integrados
– Linguagens de programação: Assembler, Fortran,
Cobol,C
– Memória: Circuitos Integrados
– Armazenamento secundário: discos
– Complexidade do sistema operacional
• Exemplo: OS/360
– complexo
– atraso na conclusão
– muitos “bugs”
– Menor preço
– Melhor desempenho
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Quarta geração - 1980 a 1990 (cont.)
– Tecnologia: Microprocessadores (CISC)
– Equipamentos: mini-computaores, comput. pessoais,
estações de trabalho
– Barateamento do sistema permitiu que
• Empresas adquirissem
– Minicomputadores com UNIX ou VMS (Dec)
• Usuários: adquirissem
– Computadores pessoais
» Apple (CPM)
» IBM-PC (MS-DOS)
– 1985 - Primeiras estações gráficas
• Primeiros sistemas com interfaces gráficas
Sistemas Operacionais
INTRODUÇÃO - História
• Quinta geração - 1990 a ....
– Tecnologia:
• microprocessadores RISC
• dispositivos multimídia
• redes de computadores
– Interoperabilidade entre os sistemas
• redes de computadores implicaram na necessidade de
interoperabilidade entre os sistemas
– Rede de computadores
• Pilha TCP / IP (internet)
– Compartilhamento de recursos
– Multimedia
• Interfaces Gráficas
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Utilitários (Programas)
– São fornecidos para:
• Administração de Arquivos e Documentos criados
por usuários;
• Desenvolvimento de Programas;
• Comunicação entre usuários e com outros
computadores;
• Gerenciamento de pedidos de usuários para
programas, espaço de armazenamento e
prioridade.
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• O que é um Sistema Operacional
– Inicializa o hardware do computador;
– Fornece rotinas básicas para controle de
dispositivos;
– Fornece gerência, escalonamento e interação
de tarefas;
– Mantém a integridade de sistema.
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Núcleo (Kernel em inglês - também
conhecido como "executivo")
• Gerenciador de processo
– Escalonador (Scheduler, em inglês)
• Gerenciador de arquivo
• Gerenciador de memória
• Gerenciador de dispositivos
– Shell
– Utilitários e Aplicativos
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Núcleo –
• Componente central
do sistema operativo da
maioria dos
computadores;
• Ele serve de ponte
entre aplicativos e o
processamento real de
dados feito a nível de
hardware.
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Gerenciador de processo
• Módulo do SO responsável pela supervisão e
execução de programas, alocando-lhes os recursos
necessários através do administrador conveniente, e
controlando a utilização da CPU pelos diversos
processos.
• Tarefas incluem:
–
–
–
–
–
Algoritmos e ED
Escalonamento de processos
Sincronização de processos
Estratégia para tratamentos de bloqueios(deadlock)
Parte do mecanismo de proteção
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Escalonador (Scheduler, em inglês)
• Rotina que distribui o fluxo de execução do
processador entre os vários programas
carregados na memória.
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Gerenciador de arquivo
• É um dos componentes mais visíveis de um sistema
operacional.
• Os computadores armazenam as informações em diversos
tipos de meios físicos.
• Os mais comuns são fitas magnéticas, disco magnético e
disco óptico.
• O armazenamento é controlado por um dispositivo, tal como
um controlador de disco ou de fita.
• Os sistemas operacionais fornecem uma visão lógica
uniforme do armazenamento de informações.
• Eles abstraem, das propriedades físicas dos dispositivos de
armazenamento, uma unidade lógica de armazenamento, o
arquivo.
Sistemas Operacionais
PROGRAMAS E SISTEMAS
• Partes de um Sistema Operacional
– Gerenciador de arquivo
• Responsabilidade
– Criação e remoção de arquivos.
– Criação e remoção de diretórios.
– Suporte a primitivas para manipulação de arquivos e
diretórios.
– Mapeamento de arquivos em memória secundária.
– Cópia de arquivos em meios de armazenagem nãovoláteis.
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
• Computador como máquina de níveis ou
camadas:
– Nível 0 – Hardware;
– Nível 1 – Sistema Operacional.
• Hardware:
– Dispositivos físicos, microprogramação,
linguagem de máquina.
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
• Software:
– Sistema operacional, utilitários e aplicativos;
– Linguagem utilizada em cada um dos níveis
varia da mais elementar (baixo nível) à mais
sofisticada(alto nível).
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
• Software:
– Sistema operacional, utilitários e aplicativos;
– Linguagem utilizada em cada um dos níveis
varia da mais elementar (baixo nível) à mais
sofisticada(alto nível).
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
• Software:
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
• Visão do computador pelo usuário
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
Sistemas Operacionais
NÍVEIS DE MÁQUINA
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Sistema de computação é um conjunto de
componentes integrados para funcionar
como se fossem um único elemento e que
têm por objetivo realizar manipulação com
dados, isto é, realizar algum tipo de
operações com os dados de modo a obter
uma informação útil.
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Descrição
– 1º Algoritmo;
– 2º Codificar o algoritmo em comandos de
uma linguagem de programação: Programa
de Computador;
– 3º Interpretação pela máquina:
• É preciso que a máquina seja instruída para
realizar as operações;
• As tarefas são operações que a máquina pode
fazer através de instruções.
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Instruções
– Instrução é a tarefa que a máquina pode
fazer;
– A CPU é o componente capaz de entender
uma instrução;
– A CPU tem como função básica ler e
interpretar instruções e realizar operações
matemáticas definidas após a interpretação
de uma instrução;
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Para que Uma CPU Trabalhe
– Entender e executar uma instrução de
máquina:
• Introduzir o programa no sistema;
• Converter em código;
• CPU executar o código.
Sistemas Operacionais
COMPONENTES DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• CPU:
– realiza as ações finais
– interpreta o tipo e o modo de execução de uma
instrução
– controla quando e o que deve ser realizado pelos
demais componentes
• Memória:
– armazena dados e programas
• Entrada ou Saída:
– Permite que o Sistema de Computação se
comunique com o mundo exterior
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Todo o programa que é necessário ao
funcionamento do computador.
• Mais importante
Sistema Operacional
gerencia e disponibiliza para o usuário
os recursos da máquina e seus periféricos,
permitindo que o equipamento torne-se
operável.
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Sistema Operacional: É responsável pelo
tráfego dos dados entre os componentes do
sistema (gerenciamento). Cada modelo de
CPU usa um sistema operacional diverso:
– Monousuário: MS-DOS (Microsoft), System 7
(Macintosh-Apple)
– Monotarefa : MS-DOS
– Multitarefas: OS/2 (IBM), Windows 95/98
– Multiusuário: UNIX, Linux, Windows NT/2000
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Classificam-se de acordo com suas
características de funcionamento em:
– Sistema monousuário / Sistema multiusuário
– Sistema monotarefa / Sistema multitarefa
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Sistema Monousuário
– Não admite ser utilizado por mais de um
usuário simultaneamente, gerenciando uma
mesma CPU.
– Processamento centralizado.
• MS-DOS, Windows 3.1, Windows 95/98
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Sistema Monousuário
MS-DOS
Windows 3.1
(não é um sistema operacional)
compartilha tempo do DOS para
executar múltiplas atividades
quase que simultaneamente.
gerenciador de programas
ou ambiente gráfico
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Sistema Monousuário
Windows 95
Processador 486DX ou superior
80 Mb em disco disponível
16 Mb RAM e monitor SVGA
configuração básica
sistema
operacional
monousuário
multitarefa
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Sistema Multiusuário
– Disponibiliza a mesma CPU para mais de um
usuário “ao mesmo tempo”, através de
terminais ligados ao computador.
– Programas e arquivos de dados em um único
computador (host), que gerencia também o
uso comum de periféricos compartilhados.
• Unix / Linux
• VMS
• MS VS
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
Sistema Monotarefa
• Só consegue executar uma atividade de cada
vez.
– MS-DOS, Windows 3.1
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
Sistema Multitarefa
• Gerencia a execução de mais de uma tarefa
concomitante, seja pela execução simultânea ou
pelo compartilhamento do tempo entre as tarefas,
dando a “impressão” de simultaneidade.
–
–
–
–
Windows 95/98/NT/2000/XP
OS/2
Unix/Linux
Mac OS X
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
Ambiente Operacional:
• Adiciona recursos ao Sistema Operacional para
permitir uma interface gráfica com o usuário
(GUI), múltiplos programas simultâneos e
múltiplas janelas na tela.
• GUI º Graphical User Interface
– É a denominação genérica de uma interface
como a do Windows (ou do Macintosh), com
a qual o usuário não tem a necessidade de
lembrar dos comandos para manipulação de
arquivos, etc.
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Utilizando:
– ícones (objetos, símbolos e representações
gráficas para representar arquivos,
programas, funções e comandos);
– um dispositivo de posicionamento (mouse);
– menus universais e opções abertas como
cortinas (barras de formatos, ferramentas,
menus, etc...);
– janelas superpostas;
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Tradutores:
– Lêem uma linguagem de programação e a
transformam para linguagem de máquina.
Existem três tipos de tradutores:
• Compilador ( lê e analisa todo o programa fonte e
traduz para linguagem de máquina – programa
objeto)
• Interpretador (Interpreta cada comando e
executa, linha a linha. Traduz a linguagem de alto
nível para baixo nível, mas não cria versão
executável)
• Montador (lê uma linguagem de baixo nível e
transforma para linguagem de máquina Assembler)
Sistemas Operacionais
SOFTWARE BÁSICO
• Linguagens de 4a. Geração:
– Linguagens orientadas para problemas,
ambientes dedicados a tarefas específicas.
Os principais tipos são:
• Planilhas eletrônicas
• Processadores de textos
• Gerenciadores de banco de dados
• Processadores de gráficos
• Gerenciadores de comunicação
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Estrutura geral de um sistema de computação
– Componentes Físicos
•
•
•
•
Componentes Básicos
Periféricos
Componentes Multimídia
Componentes de rede
– Sistema Operacional
• Núcleo do sistema operacional
• Programas de sistema (utilitários, bibliotecas, ...)
• Arquivos de configuração
– Aplicativos
• Browser (Netscape, Explorer)
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Componentes físicos
– Monitor Gráfico
• Usualmente existe no máximo um monitor gráfico
• A apresentação gráfica exige que o sistema realize acesso à
memória gráfica, que é varrida várias vezes por segundo.
– Teclado
• Para entrada de caracteres
– Mouse
• De esfera ou optico
– Mouse Pad (suporte para o mouse)
• No mouse de esfera:
– Evita que a esfera “patine”
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Componentes físicos (cont)
– Gabinete de sistema
• Placa principal
– Processador
– Memória
– Placas controladoras de periféricos
•
•
•
•
Placa controladora de vídeo
Placa controladora de disco
Placa controladora de rede
....
– Unidades de armazenamento
• Discos Magnéticos
• Unidade leitora de Floppy
– Diversos outros
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Sistema Operacional
– É composto por:
• Núcleo (kernel) do sistema operacional
– Permanece carregado em memória
• Processos de gerência
• Arquivos de configuração
• Utilitários do sistema
– Programas básicos necessários para operação do
sistema
» Ex: DOS: format, dir, edit, copy, type, ....
» Ex: UNIX: mkfs, ls, ps, vi, ...
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Sistema Operacional
– Classificação
• Quanto ao número de processos simultâneos
– Monotarefa
– Multitarefa
• Quanto ao número de usuários simultâneos
– Monousuário
– Multiusuário
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
Sistemas Operacionais
ESTRUTURA DE UM
SISTEMA DE COMPUTAÇÃO
• Aplicativos
– Exemplos
•
•
•
•
•
Browser (Netscape, Explorer)
Programa de editoração eletrônica
Programa de processamento de imagem
CAD
Banco de Dados
Sistemas Operacionais
ATIVIDADES AVALIATIVA
•
•
•
•
•
•
•
1 – Faça um breve comentário sobre as 5 gerações da computação e o
desenvolvimento dos sistemas operacionais citando os pontos que você
considera mais relevante.
2 – Qual o conceito de programas e processos?
3 – Defina de forma direta e clara o conceito de cada parte de um sistema
operacional.
4 – O que você entende por SHELL?
5 – Comente sobre os níveis de máquina.
6 – Com suas palavras, conceitue sistema de computação.
7 – Diferencie e dê exemplos:
–
–
–
–
Sistema monousuário
Sistema multiusuário
Sistema monotarefa
Sistema multitarefa
• 8 – Sobre a estrutura de um SO, comente o que você
entende pelas seguintes etapas:
–
–
–
Aplicativos:
Sistema Operacional:
Componentes Físicos