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Sistemas Operacionais
I - Conceitos Básicos ∗
Prof. Carlos Alberto Maziero
DAInf UTFPR
http://dainf.ct.utfpr.edu.br/∼maziero
18 de novembro de 2011

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c prof. Carlos Maziero

SUMÁRIO – 2

Sumário
1

Objetivos
1.1 Abstração de recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2 Gerência de recursos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

3
3
5

2

Tipos de sistemasoperacionais

6

3

Funcionalidades

7

4

Estrutura de um sistema operacional

10

5

Conceitos de hardware
5.1 Interrupções . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2 Proteção do núcleo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.3 Chamadas de sistema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11
13
15
166

Arquiteturas de Sistemas Operacionais
6.1 Sistemas monolíticos . . . . . . . .
6.2 Sistemas em camadas . . . . . . . .
6.3 Sistemas micro-núcleo . . . . . . .
6.4 Máquinas virtuais . . . . . . . . . .

19
19
20
21
22

7

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Um breve histórico dos sistemas operacionais

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26

c prof. Carlos Maziero

Objetivos – 3

Resumo
Um sistema de computação é constituído basicamente por hardware e software.
O hardware é composto por circuitos eletrônicos (processador,memória, portas de
entrada/saída, etc) e periféricos eletro-óptico-mecânicos (teclados, mouses, discos
rígidos, unidades de disquete, CD ou DVD, dispositivos USB, etc). Por sua vez,
o software de aplicação é representado por programas destinados ao usuário do
sistema, que constituem a razão final de seu uso, como editores de texto, navegadores
Internet ou jogos. Entre os aplicativos e o hardwarereside uma camada de software
multi-facetada e complexa, denominada genericamente de Sistema Operacional.
Neste capítulo veremos quais os objetivos básicos do sistema operacional, quais
desafios ele deve resolver e como ele é estruturado para alcançar seus objetivos.

1

Objetivos

Existe uma grande distância entre os circuitos eletrônicos e dispositivos de hardware e
os programas aplicativosem software. Os circuitos são complexos, acessados através de
interfaces de baixo nível (geralmente usando as portas de entrada/saída do processador)
e muitas vezes suas características e seu comportamento dependem da tecnologia usada
em sua construção. Por exemplo, a forma de acesso de baixo nível a discos rígidos IDE
difere da forma de acesso a discos SCSI ou leitores de CD. Essa grandediversidade
pode ser uma fonte de dores de cabeça para o desenvolvedor de aplicativos. Portanto,
torna-se desejável oferecer aos programas aplicativos uma forma de acesso homogênea
aos dispositivos físicos, que permita abstrair as diferenças tecnológicas entre eles.
O sistema operacional é uma camada de software que opera entre o hardware e os
programas aplicativos voltados ao usuário final. Osistema operacional é uma estrutura
de software ampla, muitas vezes complexa, que incorpora aspectos de baixo nível (como
drivers de dispositivos e gerência de memória física) e de alto nível (como programas
utilitários e a própria interface gráfica).
A figura 1 ilustra a arquitetura geral de um sistema de computação típico. Nela,
podemos observar elementos de hardware, o sistema operacional e...
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