Sistemas Operacionais - Aula 06 (Estrutura do S.O)

# Sistemas Operacionais #
Aula 06 – Estrutura do S. O.
Prof. Leinylson Fontinele Pereira

Sistemas Operacionais - Aula 06: Estrutura do Sistema Operacional
Na aula anterior...
 Concorrência
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Mundo 6 - Estrutura do Sistema Operacional
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Estrutura do Sistema Operacional

O que vamos aprender?
 System calls
 Modos de acesso
 Arquitetura monolítica
 Arquitetura em camadas
 Arquitetura microkernel
 Máquina virtual
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Kernel

Kernel
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O sistema operacional oferece um conjunto de rotinas e serviços, que são
chamados Núcleo, ou Kernel
Terra ÁtomoCélula

Kernel
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Diferente de uma aplicação convencional, a execução das
rotinas de um sistema operacional acontecem de maneira
concorrente, sem uma ordem e dissociada do tempo.

Kernel
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AplicaçãoDave
HardwareSistema
Operacional

Kernel
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Tratamento de Interrupções e Exceções;
Criação e Eliminação de Processos e Threads;
Sincronização e Comunicação entre Processos e Threads;
Escalonamento e Controle dos Processos e Threads;
Gerencia de Memória;
Gerencia do Sistema de Arquivos;
Gerencia de Dispositivos E/S;
Suporte a Redes Locais e Distribuídas;
Contabilização do Uso do Sistema;
Auditoria e Segurança do Sistema;

Kernel
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Como os recursos são compartilhados por N aplicações,
o núcleo deve garantir que as
operações não afetem a integridade de um sistema

Kernel
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Quando a aplicação está em modo usuário, acessa a um conjunto restrito de
comandos, já no modo kernel o acesso é ilimitado
Kernel Usuário

Kernel
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 Desabilitar todas as interrupções
 Consultar a data e hora do sistema
 Alterar a data e hora do sistema
 Alterar informações residentes no núcleo
 Somar duas variáveis declaradas dentro do programa
 Realizar desvio p/ uma instrução dentro do próprio programa
 Acessar diretamente posições no disco

Kernel
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As vezes acontece de brechas
darem poderes excessivos aos
aplicativos em modo usuário

Kernel
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System Call
Aplicação Biblioteca Hardware
Núcleo do
Sistema Operacional
Núcleo do
Sistema Operacional

Kernel
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Todo o controle de execução de rotinas do sistema operacional é
realizado pelo mecanismo de SystemCalls
Caso uma instrução privilegiada acesse diretamente o hardware sem passar por
uma system call, o Hardware a Bloqueia

Kernel
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Kernel
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Kernel
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Kernel
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Quando um computador é ligado, o bootLoader que está na
ROM da máquina é ativado e chama o POST
Em seguida, é verificado se em alguma unidade de armazenamento
possui um sistema operacional. Caso encontre, um conjunto de
instruções é carregado para a memória em um setor específico
chamado de Setor de Boot.

Kernel
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O sistema operacional também possui o
processo de desligamento onde o uma série de
passos ordenados são executados para garantir
que não haverá perda de dados.

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Arquiteturas do Kernel

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Arquitetura monolítica
Vários módulos compilados
separadamente e depois linkados,
formando um grande e único
programa executável.
Modo kernel
aplicação aplicação
Modo usuário
System call
Hardware

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Arquitetura do
OpenVMS

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Arquitetura
de camadas
Com o aumento da complexidade, os kernels passaram a organizar seu
código em camadas, usando técnicas de programação estruturada e modular
Guest Power User Administrator
Kernel
Usuário

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Arquitetura de Microkernel
Hoje a tendência é a de que o núcleo seja o menor e mais simples possível,
de forma que os serviços são providos por processos separados.
A aplicação que consome o serviço é chamada “cliente” e o processo
que a responde é chamado “servidor”.

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Ao utilizar o modelo
cliente/servidor, não
importa se o servidor está
no mesmo computador
ou distribuído.
Modo kernel
Modo usuário
Microkernel
mensagem
mensagem
Hardware

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Máquinas Virtuais
O Modelo de Máquina Virtual cria um nível intermediário entre o
Hardware e o Sistema Operacional chamado
“Gerencia de Máquina Virtual”

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Ap1
VM1
VM2
VMn
Gerência de Máquinas Virtuais
Hardware
SO1
HV1
Ap2
SO2
HV2
Apn
SOn
HVn
Máquina Virtual Java
Hardware
Sistema Operacional
Aplicação

Material: https://sites.google.com/site/leinylsonnassau
Aula adaptada do material de:
 Sistemas Operacionais, Anhaguera - Prof. Charles Fortes
 Arquitetura de Sistemas Operacionais, Machado e Maia
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Nesta aula aprendemos...
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 System calls
 Modos de acesso
 Arquitetura monolítica
 Arquitetura em camadas
 Arquitetura microkernel
 Máquina virtual

Na próxima aula veremos...
 Thread e Processos
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