Aula introdutória sobre sistemas operacionais

1. SISTEMAS OPERACIONAIS

2. ORGANIZAÇÃO DOS COMPUTADORES
• Um sistema baseado em computador é, na verdade,
composto por hardware e software:
Hardware é o nome que se dá para a parte física do
computador. É tudo que você pode tocar (mouse, teclado,
caixas de som, placas, fios, componentes em geral);
Software é o nome que se dá a toda parte lógica do
computador. Ou seja, são os programas que você vê funcionar
na tela do micro e que dão "vida" ao computador.
• Sem um software adequado à suas necessidades, o
computador, por mais bem equipado e avançado que seja, é
completamente inútil.

3. COMPUTADORES ANALÓGICOS
• Manipulam sinais elétricos do tipo contínuo;
• A programação geralmente acha-se implementada na fiação
de seus circuitos;
• São utilizados principalmente para controle de processo e
instrumentação;
• Possuem característica apropriada para medição por tratar
informações analógicas (contínuas).

4. COMPUTADORES DIGITAIS
• Manipulam sinais elétricos do tipo discreto;
• A programação é elaborada através do uso de uma linguagem de
programação;
• São usados em aplicações científicas e comerciais;
• Possuem a característica de “contar” (por serem discretos - 0 ou 1).

5. • Arquitetura de Von Neumann
• Uma unidade central de processamento recebe
informações através de uma unidade de entrada de
dados, processa estas informações segundo as
especificações de um programa armazenado em uma
unidade de memória, e devolve os resultados através de
uma unidade de saída de dados.

6. Arquitetura de Von Neumann

7. COMPUTADORES HÍBRIDOS
• Reúnem as características dos dois anteriores.

8. • Um sistema computacional é um sistema complexo que pode ser
visto sob diferentes perspectivas ou níveis, desde o nível mais alto (do
usuário) até o nível mais baixo (dos transistores).
• Um computador é projetado como uma série de níveis, e cada um
deles é construído sobre seus antecessores. Nesse modelo, cada nível
representa uma abstração do subsequente.
• Ao utilizar um determinado nível não há a necessidade de saber como
o nível abaixo funciona, apenas é necessário saber o que se pode
fazer com as funcionalidades que o nível oferece.

9. • Os computadores modernos são organizados normalmente em vários
níveis:
Assembly

10. • Nível do usuário ou programa aplicativo – nele o usuário
interage com o computador usando programas como
editores de texto, planilhas, jogos ou programas que
acessam a internet;
• Nível da linguagem de alto nível – nesse nível o programador
desenvolve os programas, aplicativos e sistemas através de
uma linguagem de programação de alto nível como C, Java
ou Pascal (Delphi);

11. • Nível da linguagem de montagem (de máquina) – esse é o nível
onde as instruções são interpretadas e executadas pelo
processador. Os programas desenvolvidos em linguagens de alto
nível são traduzidos para uma linguagem de montagem ou
Assembly, que apresenta um relacionamento direto com as
instruções que o processador consegue executar.
• Nível de controle – aqui a unidade de controle, que está dentro
do processador, efetua as devidas transferências de dados entre
os registradores, memória e dispositivos de entrada e saída. Essa
transferência é feita através de sinais de controle por um circuito
lógico.

12. • Nível de unidades funcionais – nesse nível os registradores internos
da CPU, a unidade lógica e aritmética e, a memória do computador é
organizada sob a forma de unidades funcionais, de acordo com a
função que desempenham para realizar as transferências de dados
entre estas unidades funcionais;
• Portas lógicas – as portas lógicas implementam o nível mais baixo de
funcionamento de um computador. As unidades funcionais do
computador são desenvolvidas usando portas lógicas.

13. • Transistores e fios – este é o nível mais baixo do computador formado
por componentes eletrônicos e fios. As portas lógicas são
implementadas usando transistores e fios de conexão.

14. TIPOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
• Os tipos de sistemas operacionais e sua evolução estão
relacionados diretamente com a evolução do hardware e das
aplicações por ele suportadas;
• Considerando o processamento, podemos classificar os
sistemas operacionais de acordo com a quantidade de
tarefas que podem ser executadas simultaneamente.

16. MONOPROGRAMÁVEIS OU MONOTAREFA
• Podem executar apenas um programa por vez. Para que um usuário
possa executar outro programa, deverá aguardar a finalização do
programa corrente;
• Esta era uma característica dos primeiros sistemas operacionais que
estavam relacionados ao surgimento dos primeiros computadores na
década de 60.

17. • Caracterizavam-se por permitir que todos os recursos de hardware
ficassem exclusivamente dedicados a um único programa. Em
consequência, sua principal desvantagem residia no fato de que
enquanto um programa aguardava por um evento externo, como a
digitação de um caracter do teclado, o processador permanecia
ocioso.
• Além disso, tanto a memória principal quanto os recursos de E/S
como impressoras e discos eram subutilizados, uma vez que todos
estariam dedicados a um único programa.

19. MULTIPROGRAMÁVEIS OU MULTITAREFA
• Os recursos computacionais são compartilhados entre os diversos
usuários e suas aplicações. Podemos observar o compartilhamento de
memória e do processador. nesse caso, o compartilhamento de
tempo no processador é distribuído;
• Assim, o usuário tem a impressão que vários processos estão sendo
executados simultaneamente. um dos processos ocupa o processador
enquanto os outros ficam enfileirados,aguardando a sua vez de
entrar em execução;
• Cabe ao Sistema Operacional o papel de gerenciar de forma ordenada
e protegida o acesso concorrente aos recursos disponíveis.

21. SISTEMAS COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES
• A vantagem desse tipo de sistema é uma melhor utilização
dos recursos disponíveis, o que resulta em menor tempo de
resposta das aplicações.
• Além de um custo reduzido, uma vez que haverá o
compartilhamento dos recursos entre as diferentes
aplicações e aumento da produção do usuário.

22. • Esse tipo de sistema surgiu da necessidade de aplicações que
requeriam um grande poder computacional, como sistemas de
previsão do tempo, modelagens, simulações, desenvolvimento
aeroespacial, entre outros;
• Com múltiplos processadores, é possível reduzir drasticamente o
tempo de processamento destas aplicações. Inicialmente, as
configurações limitavam-se a poucos processadores, mas, atualmente
existem sistemas com milhares de processadores.

23. Resumindo...
• SISTEMAS MONOPROGRAMÁVEIS OU MONOTAREFA são aqueles em
que é executado, por vez, um único programa ou uma única tarefa;
• SISTEMAS MULTIPROGRAMÁVEIS OU MULTITAREFA permitem o
compartilhamento dos recursos computacionais entre diversos
usuários e aplicações, permitindo sua execução concorrente;
• SISTEMAS COM MÚLTIPLOS PROCESSADORES caracterizam-se por
possuir duas ou mais CPUs interligadas e trabalhando de forma
conjunta na solução de um problema.

24. Exercícios
• 1- Qual a grande diferença entre sistemas monoprogramáveis e
sistemas multiprogramáveis?
• 2- Quais as vantagens dos sistemas multiprogramáveis?
• 3- Como funciona a Arquitetura de Von Neumann?