Arquitetura de Sistemas Operacionais Técnico em Informática Turmas: MBI1 e NBI1

1. Arquitetura de Sistemas Operacionais Técnico em Informática Turmas: MBI1 e NBI1 Conceitos de Hardware e Software

2. Sumário • Hardware • Processador, memória principal, cache e memória secundária • Dispositivos de E/S e barramento • Pipelining e arquiteturas RISC e CISC • Análise de desempenho • Software • Compilador, interpretador e linker • Loader e depurador • Interpretador de comandos e linguagem de controle • Ativação/desativação do sistema

3. Hardware • Sistema computacional

4. Processador • Unidade Central de Processamento (UCP) • Unidade de Controle (UC) • Unidade Lógica e Aritmética (ULA) • Clock • Registradores • CI ou PC • AP ou SP • PSW (registrador de status)

5. Processador • Unidade Central de Processamento (UCP) • Gerencia todo o sistema computacional • Composto por: • Unidade de controle (UC) • Unidade lógica e aritmética (ULA) • Registradores

6. Processador • Unidade de Controle (UC) • Gerencia as atividades de todos os componentes do computador, como gravação de dados em disco ou a busca de instruções na memória

7. Processador • Unidade Lógica e Aritmética (ULA) • Responsável por operações lógicas (testes e comparações) e aritméticas (expressões matemáticas)

8. Processador • Clock • A Unidade de Controle da UCP envia a todos os componentes do computador um sinal elétrico regular - o pulso de "clock" - que fornece uma referência de tempo para todas as atividades e permite o sincronismo das operações internas. O clock é um pulso alternado de sinais de tensão, gerado pelos circuitos de relógio (composto de um cristal oscilador e circuitos auxiliares).

9. Processador • Registradores • Dispositivos com a função principal de armazenar dados temporariamente. Memória de alta velocidade interna do processador. Capacidade de armazenamento baixa e alto custo • Tipos de registradores: • Contador de instruções (CI) ou program counter (PC) • Contém o endereço da próxima instrução que o processador deve buscar e executar • Apontador da pilha (AP) ou stack pointer (SP) • Contém o endereço de memória do topo da pilha, estrutura de dados onde o SO mantém informações sobre os programas que estão sendo executados e foram interrompidos • Registrador de status ou program status word (PSW) • Armazena informações sobre a execução de instruções, como a ocorrência de overflow

10. overflow • Na informática, buffer overflow ou transbordamento de dados acontece quando o tamanho de um buffer ultrapassa sua capacidade máxima de armazenamento. • Se o programa não foi adequadamente escrito, esse excesso de dados pode acabar sendo armazenado em áreas de memória próximas, corrompendo dados ou travando o programa.

11. Memória Principal • Memória principal com 64 Kbytes

12. Memória Principal • Memória principal com 64 Kbytes • Composta por unidades de acesso chamadas células. Cada célula é composta por um determinado número de bits • O acesso ao conteúdo de uma célula é realizado através da especificação de um endereço (ponteiro) • A memória principal é caracterizada pela volatilidade

13. Memória Cache • Volátil • Alta velocidade • Pequena capacidade • Alto custo • Cache hit (dado encontrado na memória cache) e cache miss (dado não encontrado em cache, a busca é efetuada na memória principal)

14. Memória Secundária • Rel. dispositivos de armazenamento

15. Dispositivos de E/S • Memória secundária • Discos • Fitas magnéticas • Interface usuário-máquina • Teclados • Monitores • Impressoras • Plotters

16. Barramento • Barramentos UCP-memória-E/S

17. Barramento • Barramento de backplane

18. Barramento • Barramento ou bus é um meio físico de comunicação entre as unidades funcionais de um sistema computacional • São classificados em 3 tipos: • Processador-memória • Curta extensão e alta velocidade. Transferência de informação entre processador e memória. Ex.: PCI • E/S • Possuem maior extensão e permitem a conexão de diferentes dispositivos. Ex.: SCSI • Backplane • O barramento E/S não se conecta diretamente ao barramento processador-memória. O barramento de backplane é utilizado para efetuar esta conexão. A vantagem é a redução do número de adaptadores existentes no barramento processador-memória e baixo custo.

19. Pipelining • Pipeline em quatro estágios

20. Arquiteuras RISC e CISC • Máquina de níveis

21. Arquiteuras RISC e CISC • RISC (Reduced Instruction Set Computer) • Possui poucas instruções de máquina • Geralmente estas instruções não acessam a memória principal • Grande número de registradores • Devido às características acima, a implementação do pipelining é facilitada

22. Arquiteuras RISC e CISC • CISC (Complex Instruction Set Computer) • Possui instruções complexas que são interpretadas por microprogramas • Pequeno número de registradores • Devido às características acima, a implementação do pipelining é dificultada

23. Tradutor • Tradutor: montador e compilador

24. Linker • Linker

25. Depurador • Permite acompanhar a execução de um programa e detectar erros • Visualização e alteração de variáveis • Breakpoints - Pontos de paradas dentro do sistema • Watchpoints – Alerta quando o conteúdo de uma variável for alterada.

26. Interpretador de Comandos • Interpretador de comandos ou shell permite ao usuário interagir com o sistema

27. Ativação/Desativação do SO • Ativação do sistema

28. Lista 2