Sistemas Operacionais – Conceitos Fundamentais

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Texto extraído do video Sistemas Operacionais – Aula 01 - Conceito de SO e Histórico

Acompanha na área de Acompanha Acompanha Acompanha Acompanha Olá, como me apresentei anteriormente, sou J.
E vou estar com vocês nessa aula de sistemas operacionais E hoje, em particular, eu vou ministrar a aula 1 Que a aula de conceitos, falar o que é um sistema operacional Como é que ele surgiu? Enfim, é uma aula introduutória para vocês teriam uma noção do que viria ser um sistema operacional Como havia apresentado na aula anterior, a apresentação dessa disciplina, A gente vai falar sobre os conceitos básicos e fundamentais de sistemas operacionais E vai falar sobre exemplos de implementação em sistemas operacionais windows São operacionais línuxes, assim como se estão operacionais macOS que são baseados aqui no línux Vamos também falar sobre paralelismo, programação concorrente, que é um assunto novo E que é mais importante, em virtude das arquiteturas dos computadores atuais Seriam totalmente baseados na arquitetura de multicor Ele tem um suporte para paralelismo De essa forma, a gente precisa mostrar para vocês como paralelismo ela trabalha De maneira que vocês possam explorar em software e assim explorar a máquina que foi adquirida para vocês E finalmente, uma parte de gerenção de recursos como foi apresentado na aula v0 de introduutória de apresentação A parte de gerenção de recursos, então aqui seria um resumo do que viria ser apresentado nessa disciplina de sistemas operacionais A gente pretende com essa disciplina que vocês consigam assimilar os conceitos básicos, assim como os fundamentais E entender também o paralelismo e o programação concorrente, assim como saber uma função básica do seu operacional Que seria a parte de gerenciamento de recursos, que recursos são esses, são recursos como memória, processador, entrada e saída e arquivos Como é que isso tudo isso é realizado? Então isso a gente vai visualizar para que vocês possam entender durante o curso dessa disciplina Vale apenas a salientar o que consiste em um sistema computacional? Então o sistema computacional, antes de definir um sistema operacional A gente vai falar o que consiste em um sistema computacional? Então vocês sabem que um sistema computacional hoje em dia não vem só com um único processador Ela vem com mais processadores e mais como a gente fala mais cores, cores de processamento Além de da parte de processador, a gente vai ter também a parte da memória principal, que é como se fosse uma mesa A mesa funciona como se fosse a memória principal, então trago as informações do disco, a memória secundária Coloque numa mesa de trabalho e a partir daí eu vou manuseando os dados que eu estive utilizando Então para isso existe o que? Existe também discos dispositivos em entrada saída, assim como o teclado monitor, uma parafernalha aqui de dispositivos que compõe um sistema computacional Bom, mas o programa é uma expressão de lidar com todos os recursos, os programas são vários, então a gente tem múltiplos programas E a gente tem o que? Um número limitado de recursos que são esses recursos aqui, então quem vai fazer isso? Quem faz isso é o sistema operacional que eu assunto dessa disciplina Tudo bem, vamos saber inicialmente o que? Qual a importância desse sistema operacional? Porque ele é de ser operacional, sei considerado, muitas vezes como um software básico Porque ele é básico, primariamente, porque ele tem a funcionalidade de provê-lo que é, de provê um suporte para as aplicações, de forma que o sistema operacional, ela então possa desempenhar uma interface entre esse dispositivo aqui, o dispositivo de hardware e o próprio sistema operacional Então a necessidade de um tradutor genérico de forma que ele possa conversar com o dispositivo de hardware, esse dispositivo de hardware pode ser com a gente viu memória, processador, disco, desima para a fernalha e dispositivos e periféricos Então ele precisa de um sistema, de um computador para que ele possa conversar com esses dispositivos Então a aplicação sem sistema operacional, ela vai possuir um gasto maior de tempo de programação, uma vez que você tem que programar todas as particularidades dessa aplicação, nesse sistema aqui Então a aplicação no lugar de ter apenas esse nível aqui, ela vai ter que incorporar tudo isso aqui, agora por que ele não precisa fazer isso? Porque ele tem o que? Ele tem o que entima de um sistema operacional Então sem operacional ele vai ter o que? Vai ter um gasto maior de programação, uma vez que essa programação que está embarcada nesse cenário aqui, nesse nível aqui, vai ter que ser incorporada na aplicação Além disso, ela vai ter um aumento de dificuldade, porque todas as particularidades inerentes nessa área aqui, essa camada aqui, ela tem que ser o que? Ela tem que ser obviamente incorporada e aí programada justamente nessa camada de aplicação O usuário assim precisa estar preocupado com o que? O usuário aí precisa estar preocupado com os detalhes de hardware Então esse seria uma aplicação sem sistema operacional, agora vamos ver uma aplicação com sistema operacional, com sistema operacional, ela vai ter o que? Vai ter uma maior racionalidade, uma vez que a funcionalidade da aplicação vai ser incorporada nessa camada de aplicação E as particularidades inerentes a cada dispositivo que é genérico, ela vai estar incorporada no próprio sistema operacional Então o sistema operacional, ela vai permitir o que? Ela vai permitir que a aplicação ela seja o que? Ela seja mais portável entre dispositivos diferentes Então essa é a funcionalidade principal de um sistema operacional, ela vai porover maior portabilidade, desculpa, vai provê também maior dedicação aos problemas inerentes à aplicação Seguindo aqui, então a gente tem, como vocês estão vendo aqui, uma máquina multinível, uma máquina multinível, por que? Porque o sistema operacional é quem vai proveir toda a funcionalidade básica? Por isso que ela é considerada conhecida como um software básico, de forma que as aplicações elas vão ficar preocupadas apenas com a funcionalidade do sistema em si que ele foi projetado Então vamos agora definir, já que a gente falou da importância de sistemas operacionais, a gente falou como é que seria uma aplicação sem o sistema operacional? Assim como a gente falou com uma aplicação com o sistema operacional, ela fica mais portável e fica mais concentrada, a aplicação fica mais concentrada, justamente no problema real que ela quer resolver Então agora vamos definir o que seria um sistema operacional? Então o sistema operacional, ele primeiramente é o quê? Eu queria grafancrê, ele é um programa, ele é um software, um software é um melhor dizendo assim, um conjunto de programas, ele é um software grande para o rudo, que ele tem o quê? O software tem uma funcionalidade, então qual seria a funcionalidade, a função desse software grande? Que se chama-se tão operacional? A função são dois, o que? Ele é uma interface entre hardware e o que? Então ele que vai fazer o quê? Ele que vai fazer essa tradução da aplicação do que a aplicação quer pro hardware do sistema, a gente se encontra, então o que vai fazer essa interface? Quem vai fazer essa interface? É justamente o que? O software chamado o sistema operacional, assim sendo, vocês já perceberam o quê? Já perceberam que o sistema operacional, ele tem que ser voltado para uma determinada plataforma, não existe um sistema operacional que seria o quê? O que é genérico para todos os plataformas? Por isso você tem o quê? Você tem uma versão do UNIX em sistemas HT, em máquinas HT, você tem o UNIX para a versão da IBM, assim como você tem o famoso Linux, que nada mais é do que um sistema operacional, Linux voltado para arquiteturas, então esse é o quê? Esse é justamente a funcionalidade, a função de uma das funções do sistema operacional, e o segundo seria o quê? O segundo seria a parte do gerenciador de recursos.
Essa parte de gerenciador de recursos é a parte, a segunda função do sistema operacional que vai gerenciar, vai fazer a administração dos recursos.
O que recursos são, os recursos de quê? De hardware, os recursos de quê? De impressora, né? A impressora também é um recurso, outro recurso, arquivos e assim por diante.
Quem vai fazer esse gerenciamento uma vez que eu não tenho uma infinidade de arquivos e impressoras? Eu só tenho um cadastro, e esse cadastro é a precisa de quê? Você tem um arquivo cadastro, você tem um arquivo cadastro, ela precisa ser gerenciada e administrada de forma correta entre os diversos aplicações que vão existir nessa camada superior.
Então, prosseguindo aqui, como vocês viram aqui, aqui em sessão operacionais, ela tem o quê? Ela é um software grande.
E como é um software grande? Ela vai ter, obviamente, o que? Vai ter, obviamente, um problema de eficiência também.
Essa parte de eficiência, ela precisa ser tratada de maneira que essa eficiência não venha a prejudicar um sistema.
É como se fosse assim? Eu vou construir uma ponte.
O peso da ponte em si é, obviamente, maior do que a própria aplicação, que nesse caso da ponte seria os carros, esse objetivo principal.
Então, a gente precisa tratar com esses objetivos contraditórios de maneira que o sistema operacional possa desempenhar o papel adequado dentro de um sistema de computação.
Bom, vantagens de sermos operacionais já tinha comentado, como vocês seria apresentar essa máquina mais flexível, seria permitida eficiente, e controlada a parte do quente chama de gerencia, como tinha comentado com vocês.
Então, essa parte da gerencia seria os eficientes, permitidos o compartilhado e protegido dos componentes aí de rádio e software de um sistema de computação.
Então, esses seriam as vantagens.
Quando a gente tem um sistema operacional, ela vai possuir essas vantagens de maneira que esses objetivos contraditórios possam a suprir demanda e a eficiência de um sistema operacional que desempenha esses papéis que eu citei aqui para vocês.
Bom, agora, dentro do objetivo, a funcionalidade, a função do seu operacional.
O que é o seu operacional? É um software que vai gerencia-recurser e vídeo interfaz.
Vamos voltar aqui para a parte da interface.
O seu operacional deve proveir o que? O mecanismo de que? O mecanismo para interfaz com o sistema computacional.
Bom, o usuário vai necessitar interagir e fazer uma interface com o sistema operacional.
Existem diversos mecanismos para fazer isso.
Eu vou falar aqui de três mecanismos.
O primeiro seria esse jota-cellha, seria a linguagem de comando.
O segundo seria a parte gráfica como vocês vê na janelas de um sistema operacional como Mark O S, assim como o líneo que seu dia e o Windows, um sistema operacional baseado em janelas.
Existem diversos mecanismos para fazer essa interação com o sistema operacional.
Então, o primeiro seria na forma textual como tinha comentado para vocês.
O segundo seria nessa forma gráfica, então aqui através da forma gráfica, mais intuitiva e facilita uma nozeia com o sistema operacional.
Bom, seguindo aqui em frente e a interação.
Aqui a gente está falando da interação com quem? Interação com o próprio usuário.
Mas existem interações como a gente vai ver aqui também, que seria a interação com o próprio programa.
Então, o programa, com vocês estão olhando aqui, tem esse programa do usuário.
Esse programa de usuário precisa fazer também o que? Precisa interagir com o próprio sistema operacional.
E quem vai fazer isso? Quem vai fazer isso? Justamente é o que? Somente é a parte de interface que está aqui dentro do sistema operacional, que vai permitir essa conversa com o próprio sistema operacional.
Bom, existem.
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Essa interação com o sistema operacional, a partir do próprio programa, ela possui o que a gente chama de sistemas que vai ser ou que? Que vai ser um outro assunto que a gente vai ver durante os próximas alvos.
Então, como a gente chama? Essa interação com o sistema operacional realizada pelos programas.
É um que a gente chama de sistema.
Chamar de sistema é a forma como eu tenho.
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Por exemplo, se eu quero falar com uma pessoa, eu vou interessa chamando o nome.
O nome dessa pessoa.
Chamar de sistema seria o que? Seria chamar a funcionalidade.
Cada funcionalidade implementado no seu programa operacional vai possuir o nome.
Então, aqui, por exemplo, a gente vai ter o nome que seria o Fork.
O Fork é para criar um processo, para rodar um programa.
Então, essa seria a funcionalidade desse Fork.
É assim por diante.
Close.
Existem uma funcionalidade do seu operacional que seria para fechar o arquivo.
Então, para fechar o arquivo, para engavetar, pegar a pasta e jogar de volta para o armário, eu tenho uma função chamada Close.
Formas de processamento.
Existem várias formas de eu processar o sistema operacional.
O sistema operacional tem a forma monoprogramada como a gente vai ver nas próximas aulas, assim com a forma de programação que entima de concorrente.
No monoprogramado, apenas um único programa, uma única aplicação, fica dentro da máquina.
De forma que essa máquina é utilizada, é apenas por esse único programa.
Uma outra forma é fazer o quê? É uma forma mais eficiente, é a forma multi-programada.
Onde vários programas elas ficam dentro de um sistema de forma que esses programas, então, possam ser compartilhados pelo sistema de computação.
Vamos falar um pouco do histórico, que é a segunda parte dessa disciplina.
A primeira parte do histórico seria falar para vocês sobre as gerações de computadores.
As gerações de sessões operacionais.
Vou falar de uma forma suscinta, porque assim vocês vão possuir uma visão geral de como é que um sistema operacional evoluiu.
E assim saber que muitas das coisas que eles falam aqui, a gente ainda manuseu hoje em dia.
Exem, o sistema in-bete.
Então, o sistema in-bete é um sistema que, até hoje em grande corporações com o banco do Brasil, o Banco e Taú, ela manuseu ainda um sistema operacional de mainframes.
Então, essa parte de um histórico, apesar de ser uma história do sistema operacional, ela é válida para você esteir uma visão geral de como vai evoluir e fazer uma premissão de como será a evolução dos próximos sistemas operacionais.
Primeiro, a geração baseada em válvula a ausência de um sistema operacional, ou seja, você tinha aqui uma máquina, uma aplicação aqui, uma aplicação leia, e aqui vocês tinham que.
Vocês já tinham um hardware específico para a sua máquina.
É sem ausência de um sistema operacional.
E a linguagem de programação.
A linguagem de programação é uma linguagem de máquina.
Basta tedeosa, baseado em 0 e 1, onde essa programação era feita por um especialista.
Segundo a geração, inventar seus transistros eram bem menores que as válvulas, que entavam menos.
O uso da linguagem era uma linguagem a sempre.
Essa linguagem a sempre.
É uma linguagem baseada em um minemônico, enquanto que vamos dizer assim, uma determinada instrução que nem essa aqui.
Aqui era baseado uma linguagem máquina, aqui é uma linguagem máquina.
E aqui a gente tem o que? Aqui tem uma linguagem que seria o acende.
Na linguagem a sempre, então, tinha o que? Tinha uma instrução com essa.
Qual é mais fácil de memorizar? Mais fácil de memorizar, é justamente o que? Uma linguagem baseada em texto, que facilita a memorização de cada instrução.
O sistema operacional do tipo Lotte, tipo Bet, esse sistema operacional de tipo Bet, o que é o sistema Bet? O sistema Bet é o sistema onde você submet, onde você põe para executar vários programas ao mesmo tempo, um atrás do outro.
Então, você coloca programa 1, programa 2, programa 3, e vai colocando aqui, vai colocando a ordem com esses programas serão executados.
Bom, terceira geração seria a geração dos circuitos integrados, ou veja, então, a parte da multiprogramação, onde vários programas são executados no sistema de computação.
Existe o conceito, a inserção do conceito, a editime sharing, onde esse sistema de computação é compartilhado com vários programas.
Com um sistema de computação com essa aqui, ele pode ser compartilhado com vários programas ao mesmo tempo.
E um exemplo de um exemplo de um sistema que é dessa época da terceira geração, o sistema OS 360, que já é um sistema onde eu já trabalhei, eu trabalhei com esse sistema operacional, ou OS 360, que foi um dos versos operacionais que surgiram, e que, apesar de ser 1980, não já trabalhei bem depois de 1980, mas os sessões operacionais evoluíam em menor escala do que se evolui hoje em dia, assim, então, tive experiência de trabalhar com esse sistema.
Bom, finalmente, então, a gente tem a quarta geração de sessões operacionais, a gente tinha um circuito integrado em larga escala, surgiu os primeiros sessões operacionais que a gente está utilizando hoje em dia, que é o Microsoft DOS e o Windows, então Microsoft DOS.
Esse aqui era o que? Esse aqui era textual, puramente textual, enquanto que essa aqui era baseado no sistema que a gente chama de sistema gráfico, porque gráfico, porque facilita uma nozeio desse sistema.
E, obviamente, a gente não pode deixar de negar também, de citar aqui a difusão da internet, que é a rede mundial onde os computadores são conectados uma ou outra.
Bom, quinta geração.
Quinta geração geração do que? A quinta geração seria a geração do hoje, a gente estava vivendo a geração dos sessões operacionais de quinta geração, esse já difusão da internet, o sistema operacional com protocolo, que a gente chama de TCP, que seria o protocolo da internet, ou via proliferação aí da internet, e um sistema que a gente chama de uma arquitetura de software chamado cliente servidor, onde o cliente faz a requisição e o servidor responde essa requisição pro cliente que o chamou.
Existe um sistema de tempo real também, esse tempo real seria o que? Seria o sistema onde a gente manuseia um programa que tem um aspecto crítico na questão tempo.
Exempre, dessalve bem rápido para vocês entender o que é um sistema real, se é um real tem um deadline.
Então, um sensor, por exemplo de radioitividade e que detecta radioitividade, ela tem que informar o quanto antes, dentro de um deadline de tempo, ela tem que informar que há essa radiação, se tem um a de freia, se um a de outro, se tem um a de tempo real, ela vê a freinagem, tem que informar, ela não pode travar e dizer que o sistema não está funcionando daquele tempo.
Se não funcionar, é mesmo uma coisa que não funcionar, então isso é o sistema de tempo real, um sistema cujo tempo é crítico, ele tem que responder dentro de um intervalo de tempo.
Sistemas ubicos onde você tem uma sala, uma sala de aula, uma sala como essa, com toda a computação, uma computação que a gente tinha de everywhere, em todo lugar.
E a internet das coisas, onde as coisas, a roupa, o carro, tudo, está conectado dentro da internet das coisas.
Finalmente, um assunto novo, também com Cyber Physical Systems, que são sistemas e por ser sistemas, por ser software, elas necessitam também de um sistema operacional.
Concluindo, nessa aula de hoje, a gente abordou os conceitos de sessões operacionais e o histórico da computação, voltando aqui para o conceito com a função básica de um sistema operacional.
Conceito o ano aqui, o que é o sistema operacional? O sistema operacional é o que? É um software que tem duas funções, um software, um colchamento de software tem duas funções.
Primeiro seria de fazer a interface, o segundo de GNSIA Recursos, que recursos são esses? Recursos como memória, CPU, arquivos, impressores, dispositivos, de entrada e saído.
Estes slides estão baseados no capítulo 1, da quarta edição de sessões operacionais modernos, e na próxima aula a gente vai ver os tipos e as estruturas de sessões operacionais.
E a aula de hoje, então, fica por aqui.
Muito obrigado.
Ainda que vocês vão ver os tipos e as estruturas de sessões operacionais.
Ainda que vocês vão ver os tipos e as estruturas de sessões operacionais.