Diese Präsentation wurde erfolgreich gemeldet.
Wir verwenden Ihre LinkedIn Profilangaben und Informationen zu Ihren Aktivitäten, um Anzeigen zu personalisieren und Ihnen relevantere Inhalte anzuzeigen. Sie können Ihre Anzeigeneinstellungen jederzeit ändern.

Introdução à Computação Aula 05 - Sistemas Operacionais (arquitetura do SO, processos e memória)

775 Aufrufe

Veröffentlicht am

Slides da aula de Introdução à Computação

Veröffentlicht in: Bildung
  • Als Erste(r) kommentieren

Introdução à Computação Aula 05 - Sistemas Operacionais (arquitetura do SO, processos e memória)

  1. 1. # Introdução à Computação # Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS (Arquitetura do SO, Processos e Memória) Prof. Leinylson Fontinele Pereira
  2. 2. Na aula anterior...  SISTEMAS OPERACIONAIS # Arquitetura do SO # Processos # Memória 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  3. 3. O que vamos aprender?  SISTEMAS OPERACIONAIS # Arquitetura do SO # Processos e Memória 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  4. 4. Visão Geral 11:44 4 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  5. 5. Visão do Sistema Operacional 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) programadores e analistas memória discos UCP Usuários Hardware Sistema OperacionalSistema Operacional fitas impressoras monitores programas, sistemas e aplicativos usuários
  6. 6. Máquina de Níveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) H ar dw a re Sistem a O p er acion al u suá rios Utilitários Circuitos Eletrônicos Microprogramação Linguagem de Máquina Sistema Operacional Aplicativos
  7. 7. Histórico 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processamento Processamento Processamento (a) (b) (c) fita de entrada fita de entrada cartões perfurados fita de saída relatórios fita de saída job 2 job n relatório 1 relatório 2 relatório n job 1
  8. 8. Tipos de Sistemas Operacionais 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Monoprogramáveis/ Monotarefa Sistemas com Múltiplos Processadores Sistemas Multiprogramáveis/ Multitarefa
  9. 9. Sistemas Monoprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Dispositivos de E/ S UCP programa/ tarefa
  10. 10. Sistemas Monoprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  11. 11. Sistemas Multiprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Dispositivos de E/ S UCP programa/ tarefa programa/ tarefa programa/ tarefa programa/ tarefa programa/ tarefa
  12. 12. Sistemas Multiprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  13. 13. Sistemas Multiprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Sistemas Multiprogramáveis/ tarefaMulti Sistemas Batch Sistemas de Tempo Real Sistemas de Tempo Compartilhado
  14. 14. Sistemas Multiprogramáveis 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  15. 15. Sistemas Fortemente Acoplados 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) UCP UCP Memória Principal Dispositivos de E/ S Dispositivos de E/ S
  16. 16. Sistemas Fracamente Acoplados 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) UCP UCP Memória Principal Memória Principal Dispositivos de E/ S link de comunicação Dispositivos de E/ S
  17. 17. Processos 11:44 17 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  18. 18. Definição de Processo 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)  Na Informática, é um programa de computador em execução. Em Sistemas Operacionais, processo é um módulo executável único, que corre concorrentemente com outros módulos executáveis.  Por exemplo, em um ambiente multitarefa que suporta processos, um processador de texto, um navegador e um sistema de banco de dados são processos separados que podem rodar concomitantemente.
  19. 19. Estados de Processos 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  20. 20. Estados de Processos 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)  Não-Submetido É o processo que ainda não está submetido a CPU, está nas mãos do usuário." Até onde interessa ao sistemas ele não existe, porque o usuário ainda não o submeteu. Ele é simplesmente apresentado como sendo o primeiro passo na vida de um processo. O Sistema Operacional, naturalmente, não reconhece esse estado.[1] ". Pode por exemplo, ser um arquivo executável que está armazenado no HD.  Suspenso É o processo que já foi submetido, porém permanece suspenso até que o horário ou evento programado ao usuário venha acontecer. Processo suspenso é aquele que esta no aguarde de uma entrada de dados.  Pronto O processo já foi submetido e está pronto para receber a CPU, porém ainda aguarda o escalonador de processos para ter controle da CPU. Processos que estão esperando E/S não se aplicam a esse estado.  Executando A execução propriamente dita. O código está sendo processado. Se ocorrer durante a execução uma requisição de E/S o processo é colocado no estado de espera e outro processo da fila de prontos poderá então concorrer a CPU.  Espera É o processo que foi colocado na fila de espera de E/S devido ao processador de E/S ser mais lento que a CPU principal. O processo tornaria a CPU mais escrava dele se não houvesse esse estado, pois como ele não está concorrendo à CPU ao executar um E/S, pode-se então colocá-lo no estado de espera para que os demais processos do estado pronto possam concorrer a CPU.  Completo Neste estado temos a finalização do processo.
  21. 21. Sincronização e Comunicação entre Processos 11:44 21 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  22. 22. Sincronização e Comunicação 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo gravador Processo leitor dado Sincronização leitura gravação Buffer
  23. 23. Concorrência em Programas 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo principal Processo principal Processo 1 Processo 2 Processo n PARBEGIN Comando_1; Comando_2; . . Comando_n; PAREND
  24. 24. Concorrência em Programas 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo principal Processo principal Processo 1 Processo 2 Processo n PARBEGIN Comando_1; Comando_2; . . Comando_n; PAREND
  25. 25. Utilização do Semáforo Binário na Exclusão Mútua 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Fila de espera de processos Processo acessa a região crítica Processo deseja entrar na região crítica DO W N (S= 0) D O W N (S> 0) UP (S) - processo sai da região crítica Libera processo da fila de espera
  26. 26. Transmissão de Mensagem 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo transmissor Processo receptor SEND RECEIVE Canal de comunicação
  27. 27. Comunicação Direta 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo A Processo B
  28. 28. Comunicação Indireta 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo A Processo B Mailbox ou Port
  29. 29. Deadlock 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Recurso 2 Recurso 1 Processo A Processo B Processo A solicita o Recurso 2 Recurso 1 alocado ao Processo A Recurso 2 alocado ao Processo B Processo B solicita o Recurso 1
  30. 30. Gerência de Memória 11:44 30 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  31. 31. Alocação Contígua Simples 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) M em ó r ia Pr in cip a l Sistem a O p er a cio n a l Á rea p a r a p ro g r a m a
  32. 32. Alocação Contígua Simples 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Registrador Sistema Operacional Área para programa M em ó r ia Pr in cip a l Sistem a O p er a cio n a l Pr o g r a m a d o u su á r io Á rea livr e
  33. 33. Alocação Particionada Estática 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 2 Kb 5 Kb 8 Kb Partição 1Partição Tabela de partições Tamanho 1 2 Kb 2 5 Kb 3 8 Kb Partição 2 Partição 3 Programas a serem executados: AE 3 Kb D 6 Kb C 1 Kb B 4 Kb 2 Kb
  34. 34. Alocação Particionada Estática Absoluta 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 2 Kb 5 Kb 8 Kb Partição 1 Partição 2 Partição 3 A B D C E 3 Kb 6 Kb 1 Kb 4 Kb 2 Kb
  35. 35. Alocação Particionada Estática Relocável 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 2 Kb 5 Kb 8 Kb Programa C Programa A Programa B ED 6 Kb 3 Kb
  36. 36. Tabela de Alocação de Partições 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 1 2 3 Programa C Área livre Programa B Partição Tamanho Livre 1 2 Kb Não 2 5 Kb Sim 3 8 Kb Não
  37. 37. Proteção na Alocação Particionada 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional Endereço inicial Endereço final
  38. 38. Fragmentação Interna 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 1 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A Programa E BD 6 Kb 4 Kb
  39. 39. Alocação Particionada Dinâmica 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória PrincipalMemória Principal Sistema OperacionalSistema Operacional 4 Kb 1 Kb 3 Kb 5 Kb 2 Kb 15 Kb Programa C Programa B Programa A Programa E BA 2 Kb E 3 Kb C 1 Kb 4 Kb
  40. 40. Fragmentação Externa 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A D 6 Kb
  41. 41. Solução para a Fragmentação Externa 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória PrincipalMemória Principal Sistema OperacionalSistema Operacional 8 Kb 4 Kb 3 Kb 5 Kb5 Kb Programa C Programa APrograma A
  42. 42. Solução para a Fragmentação Externa 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória PrincipalMemória Principal Sistema Operacional Relocação Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 12 Kb 5 Kb Programa C Programa C Programa A Programa A
  43. 43. Lista de Áreas Livres 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A Áreas livres Área livre 1 Área livre 2 Área livre 3 Tamanho 1 4 Kb 2 5 Kb 3 3 Kb
  44. 44. Algoritmos de Escolha: Best-Fit 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A F 1 Kb Sistema Operacional 2 Kb Programa C Programa F Programa A Área livre (a) Best-fit
  45. 45. Algoritmos de Escolha: Worst-Fit 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A F 1 Kb (b)Worst-fit Sistema Operacional 4 Kb Programa C Programa A Área livre Programa F
  46. 46. Algoritmos de Escolha: First-Fit 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Sistema Operacional 4 Kb 3 Kb 5 Kb Programa C Programa A F 1 Kb Sistema Operacional 3 Kb Programa C Programa A Área livre Programa F (c) First-fit
  47. 47. Desfragmentação 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)  Processo de eliminação da fragmentação de dados de um sistema de arquivos.  A eliminação de fragmentação é feita reordenando o espaço de armazenamento, fazendo com que todo arquivo esteja armazenado de forma contígua e ordenada, e também criando espaços livres contínuos
  48. 48. Gerência de Memória Virtual 11:44 49 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  49. 49. Espaço de Endereçamento Virtual 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Endereço Físico 500 501 502 503 504 . . . 599 VET [1] VET [2] VET [3] VET [4] VET [5] . . . . . . VET [100]
  50. 50. Espaço de endereçamento virtual e real 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Espaçodeendereçamentovirtual Espaçodeendereçamentoreal Endereço virtual 0 Endereço virtual 1 Endereço virtual 2 Endereço virtual 3 Endereço virtual 4 Endereço virtual 5 . . . Endereço virtual V Endereço real 0 Endereço real 1 Endereço real 2 Endereço real 3 . . . Endereço real R
  51. 51. Mapeamento 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Virtual Memória Principal Mapeamento . . . . . .
  52. 52. Tabela de mapeamento 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Processo A Espaço de endereçamento virtual de A Endereço virtual 1 . . . Tabela de mapeamento de A Espaço de endereçamento virtual de B Endereço virtual 1 . . . Tabela de mapeamento de B Processo B Memória Principal
  53. 53. Memória Virtual por Paginação 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Virtual . . . . Página virtual 0 Página virtual 1 Página virtual 2 Página virtual V Tabela de páginas ETP Memória Principal Memória Secundária . . . Página real 0 Página real 1 Página real R
  54. 54. Tradução do endereço virtual 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Página virtual Deslocamento Endereço virtual Desloc.NPV End. do frame ETP Tabela de páginas End. do frame Desloc. Frame Deslocamento Endereço físico
  55. 55. Tradução do endereço virtual 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  56. 56. Mecanismo de tradução 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Endereço virtual Tabela de páginas Bit de validade 0 Memória Principal Memória secundária Page fault Tabela de páginas Bit de validade 1 Memória Principal Memória secundária Page in
  57. 57. Políticas de Substituição de Páginas 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Memória Principal Arquivo de paginação Page out Page in
  58. 58. Proteção de Memória 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) LG Endereçoda página/segmento Bitsdeproteção
  59. 59. Proteção de Memória 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Descrição Semacesso Acessodeleitura Acessoparaleitura/gravação LG 00 10 11
  60. 60. Sistema de Arquivos 11:44 61 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  61. 61. Diretórios 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Identificação Proteção Organização Localização Atributos Diretórios Arquivos
  62. 62. Diretórios 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 Usuário n Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 Arquivo 1 Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 3 User File Directory (UFD) Arquivos
  63. 63. Diretórios 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 Usuário n Diretório Raiz Diretório 1 Diretório 2 Arquivo 1 Arquivo 1 Diretório 1 Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 1 Arquivo 2 Arquivo 1 Arquivo 1 Arquivo 2
  64. 64. Diretórios 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  65. 65. Path de um arquivo 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Disco C:/ IvanIvanCarlos Paulo Teste Pessoal Soma.exe
  66. 66. Estrutura de diretórios: Unix 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) / / bin / dev / etc / lib / usr / tmp / machado/ maia livro.txt prog.for
  67. 67. Alocação Contígua 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Arquivo Bloco A. TXT 4 B. TXT 10 C. TXT 13 3 1 2 Extensão
  68. 68. Alocação Encadeada 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Início 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Arquivo Bloco A.TXT 6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  69. 69. Alocação Indexada 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Bloco de índice 3 10 11 7
  70. 70. Grupos de Usuário 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) DADOS.TXT Owner Group All Leitura Escrita Execução Eliminação Leitura
  71. 71. Lista de Controle de Acesso 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória) Usuário: Maia Acesso: Leitura + Escrita Usuário: Machado Acesso: Leitura Usuário: Maia Acesso: Leitura + Escrita + Execução Usuário: Machado Acesso: Eliminação
  72. 72. Como ficou o disco após a desfragmentação? 11:44 73 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  73. 73. Prática com Processos  11:44 74 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  74. 74. Material: https://sites.google.com/site/leinylsonuespi 11:44 Aula baseada no material de:  Arquitetura de Sistemas Operacionais, Francis Berenger Machado / Luiz Paulo Maia I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  75. 75. Nesta aula aprendemos...  SISTEMAS OPERACIONAIS # Arquitetura do SO # Processos e Memória 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  76. 76. Na próxima aula veremos...  SISTEMAS OPERACIONAIS # Funções Básicas de um Sistema Operacional 11:44 I.C.C.: Aula 05 - SISTEMAS OPERACIONAIS(Arquitetura do SO, Processos e Memória)
  77. 77. Alguma Dúvida? 11:44 Até a próxima aula... leinylson@gmail.com

×