Aula 3 – Operações do Sistema Operacional

Sistemas Operacionais
Aula 3
Prof: Carlos Eduardo de Carvalho Dantas
([email protected])
http://carloseduardoxp.wordpress.com
“Nunca con
e em um computador que você não pode jogar pela janela.” – Steve Wozniak
2013-2
Sistemas Operacionais
Operações do Sistema
Operacional

Se não existirem processos para executar,
dispositivos de I/O para servir e usuários a quem
responder, o Sistema Operacional permanecerá
inativo esperando que algo aconteça;

Eventos são indicados por interrupção ou exceção;

Deve ser assegurado que um erro em um programa
de usuário só cause problemas para o programa em
execução
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Sistemas Operacionais
Operações do Sistema
Operacional

Deve ser distinguido a execução de código do
Sistema Operacional e o código definido pelo
usuário;

Kernel (bit 0) e Usuário (bit 1)
2013-2
Sistemas Operacionais
Operações do Sistema
Operacional

Caso seja solicitado para executar uma instrução
privilegiada em modalidade de usuário, o hardware
não executará a instrução, tratando-a como ilegal e
interceptando-a para o Sistema Operacional;

O controle somente é devolvido ao Sistema
Operacional em situações de exceção, interrupção
ou chamada de Sistema (syscall);

Sistemas Operacionais antigos como o MS-DOS não
possuem modo dual;

Em casos de erros, o SO irá encerrá-lo
anormalmente
2013-2
Sistemas Operacionais
Operações do Sistema
Operacional

Caso seja solicitado para executar uma instrução
privilegiada em modalidade de usuário, o hardware
não executará a instrução, tratando-a como ilegal e
interceptando-a para o Sistema Operacional;

O controle somente é devolvido ao Sistema
Operacional em situações de exceção, interrupção
ou chamada de Sistema (syscall);

Sistemas Operacionais antigos como o MS-DOS não
possuem modo dual;

Em casos de erros, o SO irá encerrá-lo
anormalmente
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Sistemas Operacionais
Operações do Sistema
Operacional

Os Sistemas Operacionais modernos possuem um
Timer, que é configurado para interromper o
computador após um período especificado;

O sistema operacional posiciona um contador, onde
cada vez que o relógio marca, o contador é
decrementado, onde se atingir 0, ocorre uma
interrupção;

Ex: contador de 10 bits com relógio de 1 ms, permite
interrupções a intervalos de 1 a 1024 ms;

O SO pode tratar a interrupção como erro fatal ou dar
mais tempo ao programa.
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento de processos

Um programa em execução é um processo;

Um processo precisa de tempo de CPU, memória,
arquivos e dispositivos de I/O para cumprir sua
tarefa;

Vários dados de inicialização podem ser enviados a
um processo;

Todo processo possui um ou mais contadores de
programa especificando a próxima instrução a ser
executada;

Dois processos associados ao mesmo programa são
duas sequências de execução separadas.
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento de processos

Um processo com vários threads tem múltiplos
contadores de programa, cada um apontando para a
próxima instrução a ser executada por determinada
thread;

Alguns processos são do sistema operacional e
outros dos usuários;

Todos os processos são executados
concorrentemente pela multiplexação em uma única
CPU
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento de processos

O Sistema Operacional faz:

Scheduling de processos de usuário e do sistema;

Suspensão e retomada de processos;

Fornecimento de mecanismos para sincronização de
processos;

Fornecimento de mecanismos para comunicação
entre processos.
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento de memória

A memória principal é um repositório de dados de
acesso rápido compartilhado pela CPU e dispositivos
de I/O;

A memória principal é o único dispositivo de
armazenamento amplo que a CPU consegue
endereçar e acessar diretamente;

Para um programa ser executado, ele deve ser
mapeado para endereços absolutos e carregado na
memória;

Computadores devem manter vários programas na
memória, o que cria a necessidade do gerenciamento
2013-2
Sistemas Operacionais
Gerenciamento de memória

O Sistema Operacional faz:

Controlar que partes da memória estão sendo
executadas concorrentemente e usadas por quem;

Decidir que processos (ou parte deles) e dados
devem ser transferidos para dentro e fora da
memória;

Alocar e desalocar espaço na memória conforme
necessário.
2013-2
Sistemas Operacionais
Gerenciamento do Sistema de
Arquivos

Sistemas operacionais abstraem as propriedades
físicas dos seus dispositivos de armazenamento, e
transforma em uma unidade lógica chamada arquivo;

Um arquivo é um conjunto de informações
relacionadas definido por seu criador;

Um diretório é um arquivo, contudo seu conteúdo se
restringe a ponteiros para os arquivos que estão
dentro do mesmo.
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento do Sistema de
Arquivos

O Sistema Operacional faz:

Criar e apagar arquivos;

Criar e apagar diretórios para organizar arquivos;

Suportar primitivas para manipulação de arquivos e
diretórios;

Mapear arquivos para a memória secundária;

Fazer backup de arquivos em mídias de
armazenamento estáveis (não-voláteis)
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Sistemas Operacionais
Gerenciamento de
Armazenamento de Massa

A memória secundária deve ser backup para a
memória principal;

Grande parte dos programas são armazenados em
disco até ser carregado na memória, e usam o disco
como fonte e destino do processamento

O sistema Operacional faz:

Gerenciamento do espaço livre;

Alocação de espaço de armazenamento;

Scheduling de disco.
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Sistemas Operacionais
Armazenamento em Cache

Quando se precisa de uma informação específica,
primeiro verifica se esta está em cache;

Registradores índice fornecem um cache de alta
velocidade para a memória principal;

Pelo tamanho limitado dos caches, o gerenciamento
do cache é um problema de projeto
2013-2
Sistemas Operacionais
Armazenamento em Cache

Um inteiro a ser incrementado em 1 precisa de:

Operação de I/O copiando na memória principal o
bloco de disco que o inteiro reside;

Copia o inteiro para o cache e em um registrador
interno;

O incremento é realizado e volta atualizando nos
dispositivos.
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Sistemas Operacionais
Sistemas de I/O

O Sistema Operacional oculta dos usuários as
particularidades dos dispositivos de Hardware;

O Sistema Operacional faz:

Um componente de gerenciamento de memória que
inclui buffer, cache e spooling;

Uma interface genérica para drivers de dispositivos;

Drivers para dispositivos de hardware específicos.

Só o driver do dispositivo conhece as peculiaridades
do dispositivo específico ao qual é atribuído
2013-2
Sistemas Operacionais
Proteção e Segurança

O acesso aos dados deve ser regulado;

Proteção é qualquer mecanismo de controle do
acesso de processos ou usuários aos recursos;

A segurança deve defender o sistema de ataques
internos e externos;

Sistemas modernos mantém ID de segurança, que é
o ID de usuário. Esse ID é associado a todos os
processos e threads do usuário
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Sistemas Operacionais
Exercícios
2013-2
Sistemas Operacionais
Exercícios
2013-2
Sistemas Operacionais
Referências Bibliográficas

[1] – Fundamentos de Sistemas Operacionais:
Princípios básicos – Silberschartz, Galvin, Gagne
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