Evolução SO e Hardware

Prof. Marcelo Santos
UNIDADE I
Fundamentos de Sistemas
Operacionais

Entender, analisar e recomendar a evolução dos sistemas operacionais,
gerenciamento de:
 Processos.
 Memória (hierarquia de memória, modos
de endereçamento, estruturas de controle,
memória virtual).
 Arquivos.
 Entrada e saída.
Apresentação da Disciplina
Fonte: Adaptado de: Andrew S. Taneubaum, Albert S. Woodhull. Sistemas Operacionais:
Projeto e Implementação. Editora Bookman - 2a edição
Sistemas
de arquivos
Entrada/saída
Processos Gerenciamento
de memória
while (n--) {
*p++ = *q++;
}

Como um computador pode processar diferentes tarefas simultaneamente?
Como os programas de computador, sendo executados numa mesma máquina,
podem obter os recursos necessários para suas tarefas e não causar conflitos nem
mesmo apresentação do resultado do programa A na tela do programa
B por equívoco?
Como usuários podem acessar computadores remotos e compartilhar informações
de forma segura?
Como os diferentes tipos de sistemas podem trocar dados
via rede de forma segura e sem conflitos por falta
de compatibilidade?
Introdução

 São considerados precursores dos computadores todos os instrumentos ou
máquinas que contribuíram com ideias para a criação dos mesmos.
 Dentre eles, o surgimento de uma máquina programável foi um grande marco na
história dos computadores.
 O ábaco foi um dos primeiros instrumentos desenvolvidos
para auxiliar os humanos na realização de cálculos.
Muitos atribuem sua criação à China, mas existem
evidências deles na Babilônia no ano 300 a.C.
Precursores dos computadores
Fonte: Material disponível no seguinte link:
http://producao.virtual.ufpb.br/books/edusantana/introducao-a-computacao-
livro/livro/capitulos/historia-do-computador.pdf

Precursores dos computadores: Ábaco
Fonte: Material disponível no seguinte
link:
http://producao.virtual.ufpb.br/books/e
dusantana/introducao-a-computacao-
livro/livro/capitulos/historia-do-
computador.pdf
8 3 0 2 7 1 5 4 0 8

 A ideia básica no ábaco é considerar as contas (bolinhas) contidas na parte
inferior, chamada de chão do Ábaco, com valor unitário e cada conta contida na
parte superior, chamada de céu do Ábaco, com valor de cinco unidades.
 Cada valor unitário tem representação diferente dependendo da coluna em que se
encontra, logo, uma unidade na primeira coluna tem valor 1 em nosso sistema
numérico, já uma unidade na segunda coluna tem valor 10.
Precursores dos computadores: Ábaco

As rodas dentadas de Pascal (Pascaline):
 Em 1642, o francês Blaise Pascal, aos 19 anos de idade, foi o primeiro a inventar
um dispositivo mecânico para realização de cálculos.
 O dispositivo é conhecido como As rodas dentadas de Pascal.
 Pascal era filho de um cobrador de impostos e auxiliava o pai na realização de
cálculos utilizando um instrumento similar ao ábaco. Mas segundo ele, o trabalho
era muito entediante, o que o levou a elaborar um dispositivo para realização de
somas e subtração.
Precursores dos computadores: Pascaline

Fonte: Material disponível no
seguinte link:
http://producao.virtual.ufpb.br/books/e
dusantana/introducao-a-computacao-
livro/livro/capitulos/historia-do-
computador.pdf

As rodas dentadas de Pascal (Pascaline):
 A máquina de Pascal, a Pascaline, era uma caixa com rodas e engrenagens da
qual ele construiu mais de cinquenta versões ao longo de uma década.
 O operador introduzia os algarismos a serem somados "discando-os" numa série
de rodas dentadas, com algarismos de zero a nove impressos, de modo que os
números a serem somados ficassem expostos num mostrador.
 Cada roda representava uma determinada coluna decimal
- unidades, dezenas, centenas, e assim por diante.
 Uma roda, ao completar um giro, avançava em um dígito a
roda à sua esquerda, de ordem decimal mais alta.

http://www.di.ufpb.br/raimundo/Revolucao_dos_Computadores/Histpage2.htm
 A máquina de somar de Blaise Pascal adiciona ou subtrai quando as rodas
dentadas se engrenam, ao serem giradas.
 Um giro leva um total superior
a 9 para a coluna à esquerda.
O resultado aparece no
mostrador: os números da
extrema direita para a adição e
os da direita para a subtração.

 Hardware X Software
 Durante o processo de transformação do produto bruto até a saída e entrega do
produto final existem componentes físicos e lógicos trabalhando
nesta produção.
 Os componentes físicos no nosso mundo computacional são conhecidos
como hardware e a parte lógica, como software.
 Estes e outros diversos termos e nomes utilizados são
palavras de origem inglesa.
Nivelamento

 Hardware
O hardware de um computador
pode incluir:
a) o computador em si;
b) os discos e a unidade de disco;
c) Impressora;
d) Mouse etc.
Nivelamento
Fonte: Carlos E. Morimoto.
O Hardware o Guia Definitivo II. GDH Press e Sul Editores.

 Software
 O software corresponde a qualquer
programa ou grupo de programas que
instrui o hardware sobre a maneira como
ele deve executar uma tarefa, inclusive
sistemas operacionais, processadores
de texto e programas de aplicação.
Nivelamento
Fonte: http://escoladatecnologia.com.br/o-que-
significa-freeware-shareware-demo-e-trial/

produto final existem componentes físicos e lógicos trabalhando nesta produção.
 Os componentes físicos no nosso mundo computacional são conhecidos como
hardware e a parte lógica, como software.
 Selecione a opção que aborda sobre a parte lógica (software).
a) Microprocessador.
b) Disco rígido.
c) Memórias RAM e ROM.
d) Firefox.
e) Dispositivos de multimídia (som, vídeo etc.).
Interatividade

produto final existem componentes físicos e lógicos trabalhando nesta produção.
 Os componentes físicos no nosso mundo computacional são conhecidos como
hardware e a parte lógica, como software.
 Selecione a opção que aborda sobre a parte lógica (software).
a) Microprocessador.
b) Disco rígido.
c) Memórias RAM e ROM.
d) Firefox.
e) Dispositivos de multimídia (som, vídeo etc.).
Resposta

 Sistema Operacional
 O sistema operacional é a parte lógica que controla todo hardware, ou seja,
mesmo que estejamos usando um programa de computador com propósito de
navegação na internet, de envio e recebimento de e-mails, editores de texto e
imagem ou qualquer outra aplicação (software), na realidade estes estão se
comunicando com o sistema operacional e cabe ao sistema operacional
executar as tarefas necessárias para uso dos componentes físicos do
computador, como memória, disco, controladores de vídeo, rede etc.
Nivelamento

 Estrutura do ambiente
computacional típico.
Nivelamento
Fonte: Material da
disciplina “Fundamentos de
Sistemas Operacionais”
Aplicativos
Sistema
operacional
Hardware
Lógico
Físico
Usuário do sistema

 Cada componente físico de um computador possui
características intrínsecas para atender ao seu propósito.
 Os sistemas operacionais típicos interagem servindo
de conexão entre o hardware e os aplicativos.
 Neste modelo, o desenvolvedor manda a impressão
para uma entidade lógica que representa uma
impressora e cabe ao sistema operacional encaminhar
para a impressora física os dados a serem impressos.
Abstração
Fonte: Material da disciplina “Fundamentos
de Sistemas Operacionais”

 Os programas, por meio do sistema operacional, usam o hardware para atingir
seus objetivos: gravar, apagar, acessar e armazenar dados, imprimir
documentos, navegar na internet, tocar música etc.
 Quando dois ou mais aplicativos precisam concorrentemente e simultaneamente
acessar recursos de hardware, então podem surgir conflitos.
 Cabe ao sistema operacional baseado nas políticas de
sua estrutura gerenciar o uso dos recursos de
hardware e administrar disputas e conflitos.
Gerência

 O inglês Charles Babbage projetou o primeiro
computador de uso geral.
 Em seu projeto, Charles vislumbrava partes como
rodas, engrenagens e correias de alta precisão
que não eram compatíveis com a tecnologia
disponível em sua época, portanto a máquina
nunca foi construída.
História dos Sistemas Operacionais
Fonte: Material da disciplina “Fundamentos de

 Na Universidade do Estado de Iowa, no período de 1937 a 1942, o professor John
Atanasoff (1903–1995) e seu então aluno Clifford Edward Berry (1918–1963)
criaram o primeiro computador digital eletrônico da história. Eles são
considerados os pais dos computadores modernos.
Primeira geração de computadores (1945-1955) – Válvulas
Fonte: Material da

 John William Mauchly (1907-1980) e seu aluno John Presper Eckert (1919 -1995),
em parceria com o governo dos Estados Unidos, construíram, na Universidade da
Pensilvânia, o primeiro computador eletrônico, conhecido como ENIAC (Electronic
Numerical Integrator And Computer).
Fonte: Material da
disciplina “Fundamentos

Fonte: Material da
disciplina “Fundamentos

Fonte: Material disponível
no seguinte link:
http://www.pucrs.br/ciencias
/viali/mestrado/ante/materia
l/laminas/Comp_Evol.pdf

 Possuía 17 mil válvulas, 10 mil capacitores, 70 mil resistores, pesava 30 toneladas,
consumia 140 quilowatts e era capaz de executar 5 mil adições por segundo.
 Seu painel de programação continha 6 mil conectores.
 É considerado o primeiro computador digital e eletrônico.
 Foi desenvolvido por J. Presper Eckert e John W.
Mauchly, da Universidade da Pensilvânia.
 Realizou cálculos balísticos e foi utilizado no projeto da
bomba de hidrogênio.

Principais características:
 Válvulas a vácuo.
 Grandes.
 Lentos.
 Cada computador era programado para uma tarefa específica e tinha uma
linguagem binária diferente (código máquina).
 Utilizavam tambores magnéticos para armazenamento de dados.

As válvulas eram do tamanho
de uma lâmpada.
seguinte link:
http://www.pucrs.br/ciencias/viali/
mestrado/ante/material/laminas/
Comp_Evol.pdf
Suporte de
absorvedor
de gases
Mica
Ânodo
Grade auxiliar
Grade supressora
Grade de controle
Calefator
Cátodo
Mica

 Na época em que essas máquinas estavam em plena produção, um mesmo grupo
de profissionais projetava, construía, programava, operava e realizava a
manutenção de cada equipamento.
 Nesta geração de equipamentos, não existia linguagem de programação nem
sistema operacional.
A operação era realizada de acordo com os seguintes passos:
 O programador reservava antecipadamente o tempo de máquina.
 O programador encaminhava-se até a sala da máquina,
inseria um painel de programação no computador.
 Aguardava horas monitorando e torcendo para que
nenhuma das milhares de válvulas queimasse durante
a execução.
História dos Sistemas Operacionais

 Ao longo do período estudado observamos uma evolução no gerenciamento do
sistema operacional e sua estrutura técnica.
Selecione o período que pode ser marcado pelos seguintes fatos:
I. Utilização dos transistores.
II. Redução do tamanho das máquinas.
III. Processamento na ordem de milissegundos.
a) Primeira geração de computadores.
b) Segunda geração de computadores.
c) Terceira geração de computadores.
d) Quarta geração de computadores.
e) Quinta geração de computadores.
Interatividade

I. Utilização dos transistores.
II. Redução do tamanho das máquinas.
III. Processamento na ordem de milissegundos.
Resposta

 Em meados dos anos de 1950, foram introduzidos os transistores no mercado
computacional, permitindo assim uma verdadeira revolução, elevando a
confiabilidade em nível desejado para que pudessem ser fabricados
e comercializados.
 Neste período, também houve a criação da organização estruturada por funções,
em que havia separação entre projetistas, fabricantes, programadores e técnicos
de manutenção.
 Esses computadores denominados computadores de
grande porte (mainframes) eram instalados em salas
especialmente planejadas e operados por equipes de
profissionais altamente capacitados para a época.
Segunda geração de computadores (1955-1965) – Transistores e
sistemas em lote (batch)

 Objetivando a redução do tempo desperdiçado durante o processo de leitura dos
cartões, neste período foi adotado o sistema em lote (batch), que consiste em usar
um computador de menor porte, como o IBM 1401 que era excelente para ler
cartões, copiar fitas e imprimir saídas, mas não tão eficiente em cálculos
numéricos que eram executados pelos IBM 7094.
Fonte: Material da disciplina “Fundamentos de Sistemas Operacionais”
Leitor
de cartão
Unidade
de fita
Fita de
entrada
Sistema
de fitas
Fita de
saída Impressora

 Transistores.
 1/200 do tamanho das válvulas.
 Consumo de menos de 1/100 da energia de uma válvula.
 Redução do tamanho das máquinas.
 Processamento ainda era lento, mas já na ordem de milissegundos.

 IBM 7094 (versão de maior sucesso dessa
segunda geração) pesava apenas 890Kg.
Vendeu mais de 10 mil unidades.
seguinte link:
http://www.larback.com.br/adm/a
nexos/26022016215539.Geraco
es%20de%20computadores.pdf

Computadores IBM da segunda geração.
http://www.pucrs.br/ciencias/viali/mestrado/ante/mat
erial/laminas/Comp_Evol.pdf

 Em 1964, a IBM lançou a linha de equipamentos da série IBM 360 que foi a
primeira linha de computadores a usar circuitos integrados (CIs) em pequena
escala, proporcionando melhor custo-benefício em comparação à geração de
máquinas construídas com transistores.
 Para atender à linha de equipamentos da terceira geração, o sistema operacional
OS/360 foi lançado, introduzindo várias técnicas fundamentais que até então
eram ausentes.
 Possivelmente, a técnica de suporte à multiprogramação
foi a mais significativa, ou seja, enquanto a máquina 7094
com sistema operacional FMS (Fortran Monitor System)
ou IBSys estava lendo dispositivos de E/S com as fitas
magnéticas, ela não processava mais nada, deixando
assim a CPU ociosa.
Terceira geração de computadores (1965-1980) – CIs e multiprogramação

 Nos equipamentos da linha 360 rodando o OS/360, esta deficiência foi resolvida
repartindo a memória em partes e alocando-as para tarefas. Enquanto uma tarefa
estivesse esperando por uma operação de E/S (entrada e saída) terminar a outra
tarefa, poderia usar a CPU.
Fonte: Material da

 Introdução dos circuitos integrados.
 Grande contribuição no processo de miniaturização.
 Início da produção de minicomputadores.
 Sistema Operacional (orientado à arquitetura).
 Tempo compartilhado.
 Programação em assembly.
 Criação dos primeiros softwares.

Escala de Integração:
 SSI: Short Scale Integration.
 MSI: Medium Scale Integration.
 LSI: Large Scale Integration.

Arquitetura plugável da
série 360 da IBM.
Fonte: Material disponível
no seguinte link:
http://www.pucrs.br/ciencia
s/viali/mestrado/ante/materi
al/laminas/Comp_Evol.pdf
2540 Card
Read Punch
2401
Tape Drive
Model 25 Console
1403 Printer
2311
Disk Storage
IBM Series 360
2740 Keyboard
Printer
Figure 16. Machine-to-machine communication
7770 Audio
Response
Unit
2265 Data Entry
& Display Station

 No final da terceira geração, a IBM, que até então liderava
o mercado de computadores, passou a perder espaço
quando concorrentes passaram a vender periféricos mais
baratos e compatíveis com sua arquitetura. Os primeiros
computadores pessoais começaram a surgir.
http://www.larback.com.br/adm/anexos/26022016215539.Geracoes%20de%20computadores.pdf

I. Esta geração foi marcada pela utilização dos circuitos integrados.
II. Os circuitos integrados são construídos a partir de um grande número
de Transistores.
III. Essa estrutura possibilitou a construção de equipamentos menores
e mais baratos.
Interatividade

I. Esta geração foi marcada pela utilização dos circuitos integrados.
II. Os circuitos integrados são construídos a partir de um grande número
de Transistores.
III. Essa estrutura possibilitou a construção de equipamentos menores
e mais baratos.
Resposta

 O início da quarta geração teve como marco o desenvolvimento dos circuitos
integrados contendo milhares de transistores em alguns centímetros quadrados de
silício, dando origem à era dos computadores pessoais.
 Os computadores eram mais confiáveis, mais
rápidos, menores e com maior capacidade de
armazenamento. Esta geração é marcada pela
venda de computadores pessoais.
Quarta geração de computadores (1980 - atualmente) –
Computadores pessoais
Fonte:
http://producao.virtual.ufpb.br/books/camyle/
introducao-a-computacao-
livro/livro/livro.chunked/ch01s02.html

 Introdução dos microprocessadores.
 Desenvolvimento dos computadores.
 Pessoais (Personal Computer ou PC).
Escala de Integração:
 VLSI: Very Large Scale Integration.

 Esta geração foi marcada pelo surgimento dos processadores, os sistemas
operacionais como o MS-DOS, UNIX e Macintosh, linguagens de programação
orientadas a objetos como o C++ e o smalltalk.
 Impressoras matriciais, e os teclados com os layouts atuais também foram criados
nesta época.

MS-DOS (1987)
seguinte link:
https://arstechnica.com/gadgets/20
18/02/heres-what-siri-would-have-
been-like-on-ms-dos-in-1987/

UNIX
seguinte link:
https://www.geeksforgeeks.org/nets
tat-command-linux/

Macintosh II (1987)
https://www.opovo.com.br/noticias/tecnolog
ia/2017/03/moderno-para-epoca-
macintosh-ii-completa-30-anos.html

 Ao longo da história da computação, máquinas totalmente mecânicas foram, aos
poucos, sendo substituídas por equipamentos que mesmo os mais otimistas dos
cientistas, da época dos primeiros computadores do mundo, jamais poderiam
acreditar ou afirmar que seria possível.
 Para a computação atual ter se tornado realidade, muitas quebras de paradigmas
e diversas transformações no hardware, bem como no software,
foram necessárias.
 A pluralidade dos equipamentos foi durante muitos anos
um grande benefício para o modelo que temos
atualmente, que ainda não é o definitivo, tão pouco
o mais eficiente.
Conclusão

I. Esse período é reconhecido pelo surgimento dos processadores.
II. Surgem nesse período os sistemas operacionais MS-DOS, UNIX,
Apple’s Macintosh.
III. As impressoras matriciais, e os teclados com os layouts atuais foram criados
nesta época.
Interatividade

I. Esse período é reconhecido pelo surgimento dos processadores.
II. Surgem nesse período os sistemas operacionais MS-DOS, UNIX,
Apple’s Macintosh.
III. As impressoras matriciais, e os teclados com os layouts atuais foram criados
nesta época.
Resposta

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