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Capítulo II
Estruturas de Sistemas de
Computação
Prof. Jackson Laskoski
Este Material foi baseado nos livros/Materiais:

Sistemas Operacionais: Conceitos e Aplicações Abraham Silberschatz, Peter Galvin e Greg Gagne


Sistemas Operacionais: Roberto Willrich



Um Sistema de Computação de uso geral, moderno, consiste em uma CPU e
em uma série de controladoras de dispositivos que se conectamatravés de
barramento comum, fornecendo acesso à memória compartilhada.



Para que o computador comece a funcionar, ele necessita ter um
programa inicial (bootstrap program) que executa as seguintes funções:
◦ Inicializa todos os aspectos do sistema;


Registradores de CPU, controladoras de dispositivos, memória, etc..




Necessita localizar o Kernel do SO e carregá-lo na memória.
O sistemaoperacional inicia a execução do primeiro processo, como “init”, e espera que
algum evento ocorra;

◦ Carrega o Sistema Operacional;
◦ Inicia a execução do Sistema Operacional;



A ocorrência de um evento é geralmente assinalada por uma interrupção
ou exceção de hardware ou software.
◦ Para a interrupção via hardware, o hardware envia um sinal para a CPU via
barramento;
◦ O software envia umainterrupção executando uma operação especial
chamada: chamada ao sistema(“System call”) ou chamada ao monitor (“Monitor
call”).

◦ Diferença fundamental entre exceção e interrupção é que a
exceção é gerada por um evento gerado pelo programa em
execução, e a interrupção é gerada pelo próprio sistema
operacional (normalmente em função de um device).

Operação dos Sistemas de Computação
• Existem muitostipos de eventos que podem disparar
uma interrupção:





Conclusão de operarão de I/O;
Divisão por zero;
Acesso inválido a memória;
Necessidade urgente de recursos por um device.

• Para cada interrupção (TRAP), uma rotina de
serviços é designada responsável para tratar da
interrupção;
• Quando uma CPU (genérica) é interrompida, ela:






Para o que esta fazendo;
Salva a posição doprocesso que estava rodando em memória;
Efetua a chamada da rotina específica daquela interrupção;
Trata a interrupção;
Carrega o processo que estava rodando e que teve a posição
salva em memória;
– Continua a rodar o processo antigo normalmente.

Estrutura de I/O
• Um sistema de computação de uso geral consiste em uma CPU e
múltiplas controladoras de dispositivos que são conectados
através de umbarramento comum.
• A controladora é responsável pela passagem dos dados entre os
seus dispositivos periféricos e a CPU;

• Interrupções de I/O
– Para iniciar uma operação de I/O:
• A CPU carrega os registradores (espaço de trabalho
temporário) adequados dentro da controladora de dispositivo;
• A controladora examina o conteúdo desses registradores para
determinar que ação dever ser tomada;
• Iniciaa ação requerida
– Ex: caso encontrar um pedido de leitura, a controladora começa a transferir os
dados do dispositivo para o buffer local.

• Após o término, a controladora informa a CPU que a operação foi
terminada, via interrupção(trap).
Continua…..

Estrutura de I/O
• Interrupções de I/O
– Uma vez iniciada a operação de I/O, dois caminhos são
possíveis:
• I/O Síncrona – a I/O é iniciada elogo que é concluída, o

controle é devolvido ao usuário;
• I/O Assíncrona – Devolve o controle para o usuário, sem
esperar que a I/O termine. A I/O continua enquanto outras
operações de sistema ocorrem.

Estrutura de I/O
• Interrupções de I/O
– A espera pela conclusão de I/O pode ser realizada de duas
formas:
• Instrução Especial Wait
• Laço de espera: Loop: jmp Loop
– O Laço continua até aocorrência de uma interrupção que transferirá o
controle para outra parte do Sistema Operacional.

– Pedidos de I/O simultâneos:
• Para manter o controle sobre os pedidos de I/O simultâneos, o
Sistema Operacional mantém uma tabela de status de dispositivo
• A tabela é composta dos campos:
– Tipo de dispositivo;
»

Impressora, Disco 1, Disco 2, etc..

– Endereço
»

Endereço de memória do dispositivo

–...
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