Estrutura do Sistema Operacional

Conteúdo integrante da disciplina de Sistemas Operacionais

Introdução

• Kernel: conjunto de rotinas que oferecem serviços aos usuários do sistema e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema.
• Principais rotinas:
  • tratamento de interrupções;
  • criação e eliminação de processos;
  • sincronização e comunicação entre processos;
  • escalonamento e controle dos processos;
  • gerência da memória;
  • gerência do sistema de arquivos;
  • operações de entrada e saída;
  • contabilização e segurança do sisteama.

System Calls (chamadas ao sistema)

• Comunicação do usuário ou aplicação com o núcleo do sistema operacional.
• Para cada serviço existe uma system call.
• System call X modularização.

Grupos de funções

• Gerência de processos:
  • Criação e eliminação de processos;
  • Alteração das características do processo;
  • Sincronização e comunicação entre processos.
• Gerência de memória:
  • Alocação e desalocação de memória
  • Gerência de entrada e saída:
  • Operações de entrada/saída;
  • Manipulação de Arquivos.

Modos de Acesso

• Restrição quanto à utilização de algumas funções do sistema
• Instruções privilegiadas
  • oferecem perigo ao sistema
  • funcionam no modo kernel
  • acesso ao conjunto total de instruções do processador
• Instruções não privilegiadas
  • não oferecem perigo ao sistema
  • funcionam no modo usuário
  • acesso à um número reduzido de instruções
• A system call altera o modo de acesso do processador para o modo kernel
• Quando uma aplicação necessita de um serviço de risco a um sistema, chama uma system call.

Sistemas Monolíticos

• Mais comum de ser encontrada
• Rotinas interagem livremente umas com as outras

Sistema em Camadas

• Sistema operacional dividido entre camadas sobrepostas
• Cada módulo possui um conjunto de funções que podem ser utilizadas por outro módulo
• Módulos de uma camada podem apenas fazer referência a módulos das camadas inferiores
• Camadas internas tem mais privilégios que as camadas externas

Sistema de Máquina Virtual

Máquina Virtual Java

Sistema Cliente-Servidor

• Tendência de tornar o núcleo menor e mais simples possível.
• Sistema dividido em processos, cada qual responsável por um conjunto de serviços
• Núcleo é responsável pela comunicação entre clientes e servidores
• Apenas núcleo executa no modo kernel
• Caso um servidor dê problemas, não compromete o funcionamento do resto do sistema
• Mais fácil manutenção do Sistema Operacional
• Permite que um cliente solicite um serviço e a resposta seja processada remotamente
• Na prática, implementação muito difícil e combinada com o sistema em camadas.

Lista de Exercícios

Formulário

1. O que é e qual a função do Núcleo (Kernel) de um Sistema Operacional?
2. Cite e descreva as principais rotinas que o sistema operacional executa.
3. O que são Chamadas de Sistema (System Calls) e qual a sua utilidade para o Sistema Operacional?
4. Apresente e descreva o grupo de funções das System Calls.
5. O que são instruções privilegiadas e não privilegiadas?
6. Descreva a organização dos Sistemas Monolíticos. Apresente um esquema gráfico.
7. Descreva a organização dos Sistemas em Camadas. Apresente um esquema gráfico.
8. Descreva a organização dos Sistemas Cliente-Servidor. Apresente um esquema gráfico.