Arquitetura de Sistemas Operacionais

Capítulo 1

Funções Básicas

servir de interface entre usuário e os recursos disponíveis no sist.computacional;

Facilidade de acesso aos recursos dos sistema;

compartilhamento de recursos de forma organizada e protegida;

Máquina de níveis

A aplicação do usuário interage com nível 1 como se não existisse o nível 0-> essa visão modular é chamada de maquina virtual

Máquina Virtual

Nível 1: Sistema Operacional

Nível 0: Hardware

Microprogramação: roda na memória do processador e não na RAM (nível de hardware)

Tipos de Sistemas

Sistemas monoprogramáveis/monotarefa

Os sistemas monoprogramáveis se caracterizam por permitir que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa por vez

Monousuário

Sistemas multiprogramáveis/multitarefa

Os sistemas multiprogramáveis ou multitarefa são uma evolução dos sistemas monoprogramáveis. Nesse tipo de sistema, os recursos computacionais são compartilhados entre os diversos usuários e aplicações. Enquanto em sistemas monoprogramáveis existe apenas um programa utilizando os recusrsos disponíveis, nos multiprogramáveis várias aplicações compartilham esses mesmo recursos.

Monousuário

Multiusuário

Sistemas Batch #

SIstemas Batch

Processamento de Jobs: Os programas também chamados de Jobs, eram submetidos para execução através de cartões perfurados e armazenados em disco ou fita, onde guardavam ser processados.

Sistemas de Tempo Compartilhado

uso time slice ou quantum, geralmente permitem interação do usuário com o sistema por meio de teclado, video, mouse…, possuem linguagem de controle para o usuário se comunicar com o S.O. (tambem conhecidos como on-line) ex. Aplicações comerciais – oferece compartilhamento de recursos do sistema

Sistemas de Tempo Real

não existe a ideia de fatia do tempo (prioridades)

Monitoramento de usinas

Controle de tráfego aéreo

Sistemas de Múltiplos Processadores

Time Slice ou Quantum

Tempo dado para cada processo/job cerca de 100ms

Duas ou mais cpus interligadas

Vários programas sendo executados ao mesmo tempo ou um programa subdividido em partes para serem executados simultaneamente em mais de um processador

Processamento de Jobs: Os programas também chamados de Jobs, eram submetidos para execução através de cartões perfurados e armazenados em disco ou fita, onde guardavam ser processados.

Escabilidade

Disponibilidade

Balanceamento de carga

capacidade de ampliar poder computacional do sistema apenas adicionando novos processadores

possibilidade de distribuir o processamento entre os diversos processadores

Sistemas Fortemente Acoplados

conhecidos como multiprocessadores

compartilham uma única memória

um único SO

Divisão

NUMA

SMP

tempo de acesso uniforme à MP pelos diversos processadores

apresenta diversos conjuntos reunindo processadores e MP, sendo cada conjunto conectado aos outros por uma rede de interconexão.

Tempo de acesso a memória pelos processadores varia em função da localização física

Virtualização de máquinas

fisicamente 1 memória e um ou vários processadores

Sistemas Fracamente Acoplados

conhecidos como multicomputadores

cada sistema tem seu próprio SO e gerencia seus próprios recursos

cada sistema pode possuir um ou mais processadores

Divisão

Sistemas Operacionais de Rede (SOR)

Sistemas Distribuídos

permite que uma aplicação seja dividida em partes e processada cada parte em um host diferente.

Ex: clusters

permitem que um host compartilhe seus recursos, como uma impressora ou diretório, com os demais hosts da rede

Ex: redes locais

uma estação pode oferecer serviços de arquivos e impressão para as demais estações da rede, dentre outros serviços.

Jobs ou processo

é tudo aquilo que gera condição para a execução de um programa

Endereço de armazenamento

informação de software

O processo monopoliza a máquina e tudo o que estiver nela. Não possui interação com usuário

Interação com o usuário

capacidade de manter o sistema em operação mesmo em casos de falhas

se um dos processadores falhar, os demais podem assumir suas funções

Capítulo 2

Hardware

Compõe a parte física do computador

Processador

Unidade de Controle

Gerencia as atividades de todos os componentes do computador

Unidade Lógica e Aritmética(ULA)

realização de operações lógicas e aritméticas

Clock

Sincroniza todas as funções do processador por meio de sinais

Registradores

Armazenam dados temporariamente

Tipos

CI (Contador de instrução)

Contém o endereço da próxima instrução

AP (Apontador da Pilha)

Contém o endereço do topo da pilha para quando houver algum tipo de Interrupção/Exceção, ele possa recuperar

PSW (Registrador de Status

contém os bits de estado, informações sobre a execução de instruções

Memória Principal

Onde são armazenados dados e instruções. Composta por unidades chamadas de células

Mesmo tempo de acesso para cada célula

Memória Cache

Volátil

Pequena Capacidade

Alto Custo

Atua próximo ao processador, mas não tão próxima quanto um registrador

Minimiza a disparidade existente entre a velocidade com que o processador executa instruções e a com que os dados são lidos e gravados na memória

Divisão

Cache Hit

Cache Miss

quando a posição acessada da Memória Principal é encontrada na Cache

quando a posição acessada não está na cache

Memória Secundária

Não volátil

armazenamento de dados

Discos

Fitas Magnéticas

E/S e Barramentos

Dispositivos de E/S

Permitem a comunicação do sistema com o mundo externo, e podem ser utilizados como memória secundária (disquetes, cds) ou como parte da interface usuário-máquina (teclados, monitores)

Barramento

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