Conceitos iniciais para FSO

Portanto a definição de Sistema Operacional mais correta, seria aquele que roda somente em modo protegido. Esse modo protegido é onde somente o sistema consegue executar comandos por exemplo de gravação em disco.

Maquina Estendida ou Abstrada

Programar, gravar em diferentes tipos de discos é MUITO complicado. Portanto, os sistema cria essa máquina abstrata de forma que facilita bastante, por exemplo, tranforma o disco em arquivos, memoria ram em endereço etc.

Gerenciador de Recursos (RAM)

• Alocação -> malloc

• Liberação -> free

• Proteção -> Estudaremos a fundo posteriormente.

Gerações de Computadores

Ao total temos 5 gerações, estamos vivendo a quarta e a quinta.

Primeira Geração de Computadores (1945 - 1955)

Computador criado por Alan Turing durante a segunda guerra mundial, onde funcionava com válvulas (300 válvulas)

• Toda programação era em linguaguem de máquina ou diretamente nos circuitos

Segunda Geraçã de Computadores (1955 - 1965)

• Tivemos a substituição das válvulas por transistores, como é até hoje, porém com evoluções.
• Primeira vez que houve diferença de papéis, como, construtores, programadores etc...
• Execução de tarefas por meio de furo em cartões
• Observou-se que perdia muito tempo com essa leitura e impressão em cartões e com a locomoção dentro da sala, devido ao tamanho enorme dos computadores.
• Aqui surgiu um conceito muito importante, utilizado até hoje, o conceito de BATCH, sistemas em lote, utilizado em super computadores atualmente.

Terceira Geração de Computadores (1965 - 1980)

• Computadores orientados a caracteres
• Grandes computadores eram orientados a palavras (ocupavam salas inteiras)
• IBM inovou com o System/360, com máquinas que possuiam software compativéis
• Introduziram um conceito fundamental a Multiprogramação
• Conteito de Spooling também veio, sendo a técnica que permite acesso a dispositivos muitos lentos, armazenando temporariamente em uma memória secundária. (Técnica usada em impressoras até hoje)
• Timesharing Usuários poderiam compartilhar a CPU e recursos, cada um deles com direito de usar uma fatia de tempo, usado ate hoje, com a definição de 100ms de fatia de tempo
• MULTICS -> Pai dos sistemas operacionais de hoje

Quarta Geração de Computadores (1980 - ATUAL)

• Desenvolvimento em larga escala (LSI)
• Houve Popularização de computadores pessoais
• IBM no mercado de microcomputadores
• Intel surge como grande referência como fabricante de processadores
• Primeiras interfaces gráficas, como Windows

Quinta Geração de Computadores (2010 - ATUAL)

• NOKIA surge como fabricante, de forma muito influente
• Apple e Google dominam os smartphones
• Conceitos em SO nao mudaram com essa geração

Classificação de Sistemas Operacionais

• Sistemas Monoprogramáveis
• Sistemas Multiprogramáveis
• Sistemas com Múltiplos Processadores

Monoprogramáveis

• Voltado à execução de um único programa
• Raiz nos computadores dos anos 60

Multiprogramáveis

• Permite recursos computacionais sejam compartilhados entre vários usuários e dispositivos.

Então surge alguns sistemas para apoiar, sendo eles.

• Sistemas Batch, onde se caracteriza por não exigir interação com usuário
• Sistemas de Tempo, Caracterizado pela gerência de processos
• Sistemas em Tempo Real, Como por exemplo de Controle Áereo

Múltiplos Processadores

• 2 ou mais processadores interligados
• Vários programas rodando ao mesmo tempo

Sistemas Operacionais Usuais

• S.O Computadores pessoais
• S.O de Servidores
• S.O de Embarcados

S.O Computadores Pessoais

• Voltados a uso simultâneo de apenas 1 usuário por vez
• Windows, Linux: Ubuntu, Fedora

S.O de Servidores

• Objetivo é servir o maior número de usuários ao mesmo tempo
• Windows Server, Linux: CentOS, Red Hat

S.O de Embarcados

• Voltados para dispositivos que não aparentam ser um computador (TV, Micro-Ondas, Celulares, Smartphones)
• PalmOS, Windows CE, Android, IOS, Windows Phone

Estutura de Sistemas Operacionais

• Sistemas Monolíticos
• Sisemas em Camadas
• Micro-Kernel
• Máquinas Virtuais
• Exo-Kernel
• Conteiners

Sistemas Monolíticos

• Organização de SO mais comum
• S.O roda em modo protegido, o resto em modo usuário
• Melhor organização para tempo de resposta
• Todos os procedimentos do núcleo são visíveis a todos os outros
• Necessitam de "Módulos de Kernel", dados que são inseridos pelo ROOT no Kernel

Sisemas em Camadas

• Organizado em camadas funcionais
• Cada camada faz chamada a camada inferior

Micro-Kernel

• Maior parte do SO, implementada a nível de usuário (processos clientes)
• Falhas em um servidor de arquivos não afeta o kernel
• Alta adaptabilidade a sistemas distribuídos
• Difícil implementação, mas relativa popularidade no meio

Máquinas Virtuais

• Os sistemas operacionais estruturados como máquinas virtuais possuem, no mais baixo nível, um monitor de máquina virtual, inclusive é feito via Hardware.
• Em cima do monitor, várias máquinas virtuais podem ser utilizadas

Exo-Kernel

• Uma outra estratégia é dividir: uma máquina virtual recebe blocos de disco de 0 a 1023 e a outra de 1023 a 2047
• Desta forma, inserimos um software em modo protegido que apenas garante que os recursos são divididos entre os usuários
• Expõe o hardware às aplicações / ao espaço de usuário

Conteiners

• Um concorrente das máquinas virtuais são os contêineres (Ex: Docker, Podman).
• Frequentemente, utiliza-se máquinas virtuais para isolar as aplicações em execução na mesma máquina