Breve Histórico de Sistemas Operacionais
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1. Ultimate Edition Xubuntu ZeVenOS Xandros Foresight Linux Gentoo Guaranix Librix Litrix Linux Sabayon Linux Tutoo GoboLinux Linux From Scratch Neo Dizinha OpenSuSE Puppy Linux Red Hat Linux Caixa M gica CentOS Fedora Ekaaty Insigne GNU Linux vers o 3 Libertas Muriqui Vixta Mandriva PCLinuxOS Yellow Dog Linux Resulinux Slackware GoblinX Slax Vector Linux2. implementa o sofreu dificuldades decorrentes da ambiciosidade do projeto Ele foi conclu do apenas pelo MIT e adquirido pela empresa que assumiu a rea de computadores da G amp E a Honeywell Foi utilizado at os anos 90 do s culo passado por empresas como General Motors Ford e U S National Security Agency Neste per odo foram lan ados os mini computadores iniciado com o DEC PDP 1 em 1961 Custava US 120 mil aproximadamente 5 do pre o de um IBM 7094 e vendia muito bem A s rie seguiu at o PDP 11 Problemas legais da AT amp T levaram o Bell Labs a um per odo ocioso Nesta poca Ken Thompson em 1969 utilizou um PDP 7 para escrever uma vers o do MULTICS que deu origem ao Unix Atualmente estamos na quarta gera o desde 1980 Baseados em circuitos integrados em larga escala LSI muito larga escala VLSI e ultra larga escala ULSI que permitiram o desenvolvimento de computadores pessoais ou microcomputadores Em 1974 a Intel lan ou o processador 8080 para o qual foi desenvolvido o CP M Control Program for Microcomputers Este processador foi utilizado pelo Altair o primeiro microcomputador O CP M serviu de origem para a Digital Research Quando a IBM desenvolveu o PC Personal Computer entrou em contato com Bill Gates Chairman da Microsoft para licenciar a linguagem de programa o Basic Ele sugeriu IBM utilizar o sistema operacional da Digital Research mas n o foi poss vel realizar o neg cio
3. operacional que permite a realiza o de apenas uma tarefa de cada vez Um dos mais famosos sistemas operacionais monotarefa o MS DOS um dos primeiros sistemas operacionais para computadores pessoais Actualmente a grande maioria dos sistemas operacionais s o de tipo multitarefa onde o tempo de processamento repartido entre as diversas tarefas dando a impress o ao usu rio que elas s o executadas simultaneamente Sistemas Multirefa Al m do pr prio SO v rios processos tarefas est o carregados em mem ria sendo que um pode estar ocupando o processador e outros ficam enfileirados aguardando a sua vez O compartilhamento de tempo no processador feito de modo que o usu rio tenha a impress o que v rios processos est o sendo executados simultaneamente Cada processo recebe um tempo para ser executado Ao final desse tempo outro processo executado Essa altern ncia de processos chama se concorr ncia Ex OS 2 Windows Linux FreeBSD e o Mac OS X Cabe destacar que processos s podem estar executando simultaneamente caso o sistema seja multiprocessado j que em que cada instante de tempo apenas um processo est em execu o em um processador ou n cleo de processamento Sistemas Multiprocessados O Sistema Operacional distribui as tarefas entre dois ou mais processadores Se os processadores estivem na mesma m quina fisica o sistema chamado de Sistema Multiprocessado Fortemente Acoplado Caso esteja em
4. Gates ent o adquiriu por US 50 mil um sistema operacional DOS Disk Operational System da Seattle Computer Products contratou o dono da empresa Tim Paterson como funcion rio da Microsoft e licenciou o pacote com DOS Agora denominado PC DOS e futuramente MS DOS e Basic para a IBM Concomitantemente a Apple vinha comercializando seus microcomputadores A Apple uma empresa criada por Steve Jobs e Steve Wozniak O Apple II de 1976 foi um grande sucesso Um importante avan o foi o uso das interfaces gr ficas com o usu rio GUI Graphical User Interface Desenvolvida pelo Palo Alto Research Center da Xerox fez sucesso ao ser implementada no Macintosh da Apple em 1984 Hoje em dia os equipamentos de inform tica abrangem desde pequenos dispositivos embutidos como MP3 Players e celulares a gigantescos supercomputadores Funcionamento do Sistema Operacional Um sistema operacional pode ser visto como um programa de grande complexidade que respons vel por todo o funcionamento de uma m quina desde o software a todo hardware instalado na m quina Todos os processos de um computador est o por de tr s de uma programa o complexa que comanda todas a fun es que um utilizador imp e m quina Existem v rios sistemas operativos entre eles os mais utilizados no dia a dia normalmente utilizados em computadores dom sticos s o o Windows Linux e Mac OS X Um computador com o sistema operativo instalado poder n o da
5. Prof Luiz Claudio Aplica es de Sistemas Operacionais 1 O que um Sistema Operacional O sistema operacional uma cole o de programas que e inicializa o hardware do computador e fornece rotinas b sicas para controle de dispositivos e fornece ger ncia escalonamento e intera o de tarefas e mant m a integridade de sistema Integridade propriedade que garante que a informa o manipulada mantenha todas as caracter sticas originais estabelecidas pelo sistema operacional Breve Hist rico de Sistemas Operacionais Breve Hist rico de Sistemas Operacionais A primeira gera o dos computadores ocorreu de 1945 a 1955 e tinha como principal caracter stica o uso de v lvulas e pain is de programa o Eram enormes e ocupavam salas inteiras com dezenas de milhares de v lvulas Projeto constru o programa o opera o e manuten o eram realizados por um mesmo grupo de pessoas A programa o era feita diretamente em c digo de m quina geralmente pela conex o de plugs em pain is N o existiam as linguagens de programa o nem sistemas operacionais O operador obtinha autoriza o para uso do computador inseria seu programa e esperava a conclus o do mesmo se nenhuma v lvula queimasse Geralmente os programas eram c lculos num ricos diretos No final da gera o surgiu o cart o perfurado substituindo os pain is de programa o A segunda gera o 1955 1965 era baseada em transistores e sistema
6. cessadores Para que um sistema operacional suporte este tipo de sistema ele deve ser amplamente modificado para ser reentrante e interrupt vel o que significa que ele pode ser interrompido no meio da execu o de uma tarefa Gerenciamento de mem ria O sistema operacional tem acesso completo mem ria do sistema e deve permitir que os processos dos usu rios tenham acesso seguro mem ria quando o requisitam V rios sistemas operacionais usam mem ria virtual que possui 3 fun es b sicas i assegurar que cada processo tenha seu pr prio espa o de endere amento come ando em zero problema de reloca o Tanenbaum 1999 ii prote o de mem ria para impedir que um processo utilize um endere o de mem ria que n o lhe perten a iii possibilitar que uma aplica o utilize mais mem ria do que a fisicamente existente essa a fun o mais bvia Interface de Uso Em inform tica interface gr fica do utilizador portugu s europeu ou usu rio portugu s brasileiro abreviadamente o acr nimo GUI do ingl s Graphical User Interface um tipo de interface do utilizador que permite a intera o com dispositivos digitais atrav s de elementos gr ficos como cones e outros indicadores visuais em contraste a interface de linha de comando A intera o feita geralmente atrav s de um rato ou um teclado com os quais o usu rio capaz de selecionar s mbolos e manipul los de forma a obter alg
7. es empresariais da hist ria estadunidense do mesmo porte que os projetos do Ford Modelo T ou do Boeing 707 O sistema operacional destas m quinas era o 0S 360 Como este sistema operacional tinha de executar em m quinas com requisitos muito distintos o 05 360 tinha de ser eficiente em situa es extremamente diferentes Era grande complexo e com milhares de erros Cada nova vers o corrigia alguns e adicionava outros A t cnica mais importante introduzida pelo 0S 360 foi a multiprograma o A mem ria era dividida em v rias partes e cada job era alocado em uma destas partes Se um job espera se uma opera o de Entrada Sa da E S outro job poderia ser executado Outro aspecto importante era a capacidade de transferir jobs de cart es perfurados para discos magn ticos Quando um job terminasse o computador lia o pr ximo do disco para a mem ria Esta t cnica denominada spooling de Simultaneous Peripheral Operation Online Os programadores procuravam por respostas mais r pidas com diversos usu rios conectados por terminais Para isso foi introduzido o compartilhamento de tempo ou timesharing O primeiro sistema operacional que o implementou foi o CTSS Compatible Time Sharing System desenvolvido pelo Massachusetts Institute of Technology MIT Depois dele MIT Bell Labs e General Eletrics G amp E decidiram desenvolver um sistema em conjunto Ele ficou conhecido como MULTICS Multiplexed Information and Computing Service Sua
8. iza o actual Pode se tamb m visualizar a utiliza o da mem ria por cada processo no caso de o sistema operativo come ar a mostrar erros ou falhas de acesso a programas tornando se lento pode se verificar no gestor de tarefas qual dos processos estar bloqueado ou com elevado n mero de processamento que est a afectar o funcionamento normal da mem ria Estrutura Um sistema operacional possui as seguintes fun es i gerenciamento de processos ii gerenciamento de mem ria iii sistema de arquivos iv entrada e sa da de dados Gerenciamento de processos O sistema operacional multitarefa preparado para dar ao usu rio a ilus o que o n mero de processos em execu o simult nea no computador maior que o n mero de processadores instalados Cada processo recebe uma fatia do tempo e a altern ncia entre v rios processos t o r pida que o usu rio pensa que sua execu o simult nea S o utilizados algoritmos para determinar qual processo ser executado em determinado momento e por quanto tempo Os processos podem comunicar se isto conhecido como IPC Inter Process Communication e em geral os mecanismos utilizados s o sinai pipes named pipes mem ria compartilhada soquetes sockets sem foros trocas de mensagens O sistema operacional normalmente deve suportar multiprocessamento SMP ou NUMA Neste caso processos diferentes e threads podem ser executados em diferentes pro
9. m quinas diferentes trata se de um Sistema Multiprocessado Fracamente Acoplado Sistemas de arquivos Ap s a formata o f sica feita pelo pr prio fabricante do disco r gido nas etapas finais da produ o temos um HD dividido em trilhas setores e cilindros toda a infra estrutura b sica para permitir que a cabe a de leitura possa ler e gravar dados Por m para que este disco possa ser reconhecido e utilizado pelo sistema operacional necess ria uma nova formata o a chamada formata o l gica A formata o l gica consiste em escrever no disco a estrutura do sistema de arquivos utilizado pelo sistema operacional Um sistema de arquivos um conjunto de estruturas l gicas e de rotinas que permitem ao sistema operacional controlar o acesso ao disco r gido Diferentes sistemas operacionais usam diferentes sistemas de arquivos Para ilustrar este quadro imagine uma empresa duas secret rias ambas com a fun o de organizar v rios documentos de modo que possam localizar qualquer um deles com facilidade Como as duas trabalham em departamentos diferentes cada uma iria organizar os documentos da maneira que achasse pessoalmente mais conveniente e provavelmente uma n o entenderia a forma de organiza o da outra Do mesmo modo que as secret rias os sistemas operacionais organizam o espa o do disco r gido do modo que permita armazenar e acessar os dados de maneira mais eficiente de acordo com os recur
10. r acesso a todo o seu conte do dependendo do utilizador Com um sistema operativo podemos estabelecer permiss es a v rios utilizadores que trabalham com este Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operativo as contas de Administrador e as contas limitadas A conta Administrador uma conta que oferece todo o acesso m quina desde a gest o de pastas ficheiros e software de trabalho ou entretenimento ao controlo de todo o seu Hardware instalado A conta Limitada uma conta que n o tem permiss es para aceder a algumas pastas ou instalar software que seja instalado na raiz do sistema ou ent o que tenha liga o com algum Hardware que altere o seu funcionamento normal ou personalizado pelo Administrador Para que este tipo de conta possa ter acesso a outros conte dos do disco ou de software o administrador poder personalizar a conta oferecendo permiss es a algumas fun es do sistema como tamb m poder retirar acessos a certas reas do sistema O sistema operativo funciona com a inicia o de processos que este ir precisar para funcionar correctamente Esses processos poder o ser ficheiros que necessitam de ser frequentemente actualizados ou ficheiros que processam dados teis para o sistema Poderemos ter acesso a v rios processos do sistema operativo a partir do gestor de tarefas onde se encontram todos os processos que est o em funcionamento desde o arranque do sistema operativo at a sua util
11. s em lote batch Os transistores forneciam confiabilidade maior aos sistemas As equipes passaram a desempenhar pap is espec ficos entre o projeto manuten o do sistema As m quinas desta gera o eram conhecidas como mainframes ou computadores de grande porte Custavam milh es de d lares Um uso comum era o programador levar um conjunto de cart es perfurados com programas em Fortran ou Assembly Linguagem de Montagem que seriam processados por um operador e esperar a impress o resultante O sistema em lote foi uma solu o para a otimiza o do tempo dos caros mainframes Como exemplo um IBM 1401 era utilizado para ler cart es e gravar suas tarefas jobs em uma fita que seria lida por um IBM 7094 que processaria o job propriamente dito gerando uma fita de sa da Esta seria lida e impressa por outro IBM 1401 A terceira gera o 1965 1980 caracterizada pelos Circuitos Integrados e pela multiprograma o No in cio da gera o os computadores tinham duas linhas distintas e incompat veis cient ficos e orientados a caractere utilizados para ordena o e impress o Tamb m era comum uma organiza o ter problemas para migrar suas aplica es para m quinas maiores conforme crescia a demanda A IBM tentou resolver estes problemas com a s rie System 360 com m quinas compat veis entre si Esta s rie foi a primeira a utilizar circuitos integrados O projeto desse computador foi considerado uma das maiores opera
12. sos limita es e objetivos do sistema Os sistemas de arquivos mais usados atualmente s o a FAT16 compat vel com o DOS e todas as vers es do Windows a FAT32 compat vel apenas com o Windows 98 e Windows 95 OSR 2 uma vers o debugada do Windows 95 com algumas melhorias vendida pela Microsoft apenas em conjunto com computadores novos o NTFS compat vel com o Windows NT o EXT2 usado pelo Linux e o HPFS compat vel com o OS 2 e vers es antigas do Windows NT Sistemas Operacionais Windows e Linux O sistema propriet rio Windows e o Livre Linux possuem v rias vers es ou distribui es como conhecido no mundo do Software Livre As vers es tem como objetivo melhorar vers es anteriores ocorrendo implementa es de rotinas otimizadas para determinadas fun es Algumas vers es do Windows Windows 1 0x Windows 98 Windows ME Windows 2 xx Windows 98 SE Windows XP Windows 3 xx Windows Odyssey Windows Server 2003 Windows NT Windows Neptune Windows Vista Windows 95 Windows 2000 Windows Server 2008 Windows 7 Algumas vers es do Linux ALT Linux Arch Linux Debian BrDesktop Damn Small Linux Famelix Freedows Insigne GNU Linux KeeP OS Knoppix Kurumin NG DreamLinux Big Linux Linex Resulinux Rxart Satux Skolelinux Ubuntu Alinex Fluxbuntu gNewSense Windows CE Gobuntu Goobuntu Jolicloud Kubuntu Kubuntu Netbook Remix Linux Educacional 3 0 Linux Mint Ubuntu Netbook Remix Ubuntu Studio
13. um resultado pr tico Esses s mbolos s o designados de widgets e s o agrupados em kits Ambiente gr fico um software feito para facilitar e tornar pr tica a utiliza o do computador atrav s de representa es visuais do sistema operacional Para Windows temos apenas o ambiente gr fico padr o nas vers es Windows Vista temos a chamada Windows Aero com o principal recurso Flip 3D Para Linux temos v rios ambientes gr ficos entre eles o KDE Gnome BlackBox Xfce etc H tamb m a op o de n o precisar usar ambientes gr ficos Para prover a funcionalidade do ambiente gr fico existem programas como X org XFree86 CUI Command line user interface Al m da interface gr fica existe a interface de linha de comando que funciona basicamente com a digita o de comandos sendo nesse relativamente pouco interativa Os comandos digitados s o interpretados por um interpretador de comandos conhecidos tamb m por shells bastante comuns em sistemas unix likes Um exemplo de interpretador de comandos seria o Bash Usada geralmente por usu rios avan ados e em atividades espec ficas como gerenciamento remoto utiliza poucos recursos de hardware em compara o a interface gr fica Nesse tipo de ambiente raramente se usa o mouse embora seja poss vel atrav s do uso da biblioteca ncurses no desenvolvimento dos softwares Classifica o dos Sistemas Operacionais Sistemas Monotarefa chama se monotarefa um sistema
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