Arquitetura de Sistemas Operacionais Técnico em Informática MBI1 e NBI1 Estrutura do Sistema Operacional

1. Arquitetura de SistemasOperacionais Técnico em Informática MBI1 e NBI1 Estrutura do SistemaOperacional

2. Sumário • Introdução • System calls • Modos de acesso • Arquitetura monolítica • Arquitetura em camadas • Máquina virtual • Arquitetura microkernel

3. Introdução • Sistema computacional

4. Introdução • O SO não é executado como uma aplicação com início, meio e fim • Os procedimentos do sistema são executados concorrentemente e sem uma ordem predefinida.

5. Introdução • Funções do kernel • 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 • Gerência de memória • Gerência do sistema de arquivos • Gerência de dispositivos de E/S • Suporte a redes locais e distribuídas • Contabilização do uso do sistema • Auditoria e segurança do sistema

6. System Calls • System call

7. System Calls • Funções • Gerência de processos e threads • Gerência de memória • Gerência do sistema de arquivos • Gerência de dispositivos

8. Modos de Acesso • Tipos de instruções • Privilegiadas • Não-privilegiadas • Modos de acesso • Usuário • Kernel ou supervisor

9. Modos de Acesso • Chamada a uma rotina do sistema

10. Arquitetura Monolítica • Pode ser comparada com uma aplicação formada por vários módulos que são compilados separadamente e depois linkados, formando um grande e único programa executável, onde os módulos podem interagir livremente • A manutenção dos sistemas implementados de acordo com esta arquitetura era uma tarefa difícil • Esta arquitetura foi adotada no projeto MS-DOS e nos primeiros sistemas UNIX

11. Arquitetura Monolítica • Arquitetura monolítica

12. Arquitetura de Camadas • Com o aumento da complexidade e do tamanho do código dos SOs, técnicas de programação estruturada e modular foram incorporadas • Nesta arquitetura o sistema é dividido em níveis sobrepostos • Vantagens • Isola as funções do SO, facilitando a manutenção e depuração • Cria uma hierarquia de níveis de modos de acesso, protegendo as camadas mais internas • Desvantagens • Desempenho. Cada nova camada implica uma mudança no modo de acesso • Atualmente a maioria dos sistemas comerciais utiliza o modelo de duas camadas, onde existem os modos de acesso usuário e kernel. A maioria das versões do UNIX e do Windows 2000 estão baseadas neste modelo

13. Arquitetura de Camadas • Arquitetura do OpenVMS

14. Máquina Virtual • Máquina virtual

15. Máquina Virtual • Máquina virtual Java

16. Arquitetura Microkernel • Uma das tendências dos sistemas operacionais modernos é tornar o núcleo do SO o menor e mais simples possível. Para implementar esta idéia, os serviços do sistema são disponibilizados através de processos • Sempre que uma aplicação deseje algum serviço, é realizada uma solicitação ao processo responsável. Neste caso a aplicação que solicita o serviço é chamada de cliente, enquanto que o processo que responde à solicitação é chamado de servidor

17. Arquitetura Microkernel • Vantagens • Confere grande escalabilidade ao SO • Isola as funções do SO por diversos processos servidores pequenos e dedicados a serviços específicos • Fácil manutenção, flexível e de grande portabilidade • Desvantagens • Implementação difícil • Problema de desempenho devido à necessidade de mudança de modo de acesso a cada comunicação entre clientes e servidores

18. Arquitetura Microkernel • Arquitetura microkernel