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Prova de sistema operacionais (de acordo com ata)
Quais os objetivos principais e secundários dos sistemas
operacionais?
Os sistemas operacionais têm vários objetivos principais e secundários,
dependendo do contexto de uso. Alguns dos principais objetivos dos sistemas
operacionais incluem:
. Gerenciamento de recursos: o sistema operacional é responsável por
gerenciar os recursos do sistema, incluindo CPU, memória,
armazenamento e dispositivos de entrada e saída, garantindo que eles
sejam utilizados de forma eficiente e justa entre os processos e usuários
do sistema.
. Abstração de hardware: o sistema operacional fornece uma camada de
abstração entre os aplicativos e o hardware subjacente, tornando o
desenvolvimento de aplicativos mais fácil e portátil para diferentes
plataformas de hardware.
. Conveniência do usuário: o sistema operacional fornece uma interface
para o usuário interagir com o sistema, tornando o uso do sistema mais
fácil e intuitivo.
. Segurança: o sistema operacional fornece mecanismos de segurança
para proteger o sistema e os dados do usuário contra ameaças internas e
externas.
. Estabilidade e confiabilidade: o sistema operacional deve ser estável e
confiável para garantir que o sistema esteja sempre disponível para o
usuário.
. Eficiência: o sistema operacional deve executar as tarefas de
gerenciamento de recursos de forma eficiente para evitar o desperdício
de recursos e garantir um bom desempenho do sistema.
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Alguns dos objetivos secundários dos sistemas operacionais podem incluir:
. Extensibilidade: permitir a adição de novas funcionalidades e serviços
ao sistema operacional.
. Escalabilidade: permitir que o sistema operacional seja expandido para
suportar um número maior de usuários e processos.
. Compatibilidade: garantir que o sistema operacional seja compatível
com aplicativos e hardware de terceiros.
. Suporte a rede: fornecer recursos para suportar conectividade de rede e
comunicação entre sistemas.
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. Gerenciamento de energia: fornecer recursos para gerenciar o uso de
energia do sistema.
Objetivos de acordo com os slides
Principal: tornar o uso do sistema de computação conveniente.
Secundário: é usar o hardware de forma eficiente.
O objetivo principal dos sistemas operacionais é fornecer um ambiente de
computação conveniente e fácil de usar para o usuário final. Para alcançar esse
objetivo, os sistemas operacionais fornecem uma interface amigável e intuitiva
para que os usuários possam interagir com o computador e executar suas tarefas
com facilidade.
Além disso, os sistemas operacionais também oferecem recursos que ajudam a
simplificar o uso do computador, como a capacidade de abrir vários programas ao
mesmo tempo, executar várias tarefas em segundo plano sem prejudicar o
desempenho do computador e gerenciar a memória e os dispositivos de entrada/
saída.
O objetivo secundário dos sistemas operacionais é usar o hardware de forma mais
eficiente. Isso significa que os sistemas operacionais são projetados para
maximizar o desempenho e a utilização dos recursos do hardware, como
processador, memória, disco rígido e dispositivos de entrada/saída, para que o
usuário possa ter uma experiência de computação mais rápida e eficiente.
Para isso, os sistemas operacionais usam técnicas avançadas de gerenciamento
de recursos, como o escalonamento de processos, que permite ao sistema
operacional decidir quais processos devem ser executados primeiro e por quanto
tempo, alocando recursos de forma eficiente e justa para todos os programas em
execução. Além disso, os sistemas operacionais também podem usar técnicas de
otimização de memória, como a compressão de memória, para maximizar o
espaço disponível na memória do sistema.
Em resumo, o objetivo principal dos sistemas operacionais é tornar o uso do
computador mais fácil e conveniente para o usuário, enquanto o objetivo
secundário é usar o hardware de forma mais eficiente para maximizar o
desempenho e a utilização dos recursos disponíveis.
Abstração de recursos em sistemas operacionais
Abstração de recursos é um conceito importante em sistemas operacionais que se
refere à criação de uma camada de abstração entre o hardware do computador e o
software que o utiliza. Essa abstração é criada por meio de interfaces e serviços
fornecidos pelo sistema operacional, que permitem que os programas interajam
com o hardware sem precisar entender detalhes específicos sobre como ele
funciona.
A abstração de recursos permite que os desenvolvedores de software escrevam
aplicativos que sejam independentes do hardware subjacente. Por exemplo, um
programa pode solicitar recursos de armazenamento ou impressão sem precisar
conhecer a marca e modelo específicos do dispositivo que está sendo utilizado.
Em vez disso, o sistema operacional fornece uma interface genérica que oculta
esses detalhes de hardware e permite que os aplicativos interajam com os
recursos de forma padronizada.
Outra vantagem da abstração de recursos é que ela torna o sistema operacional
mais fácil de usar. Os usuários podem interagir com o sistema operacional por
meio de uma interface padronizada que oculta a complexidade subjacente do
hardware e do software. Por exemplo, ao imprimir um documento, o usuário pode
simplesmente selecionar a opção "imprimir" em um aplicativo, sem precisar se
preocupar com os detalhes do dispositivo de impressão ou com a configuração do
driver.
Em resumo, a abstração de recursos é uma técnica fundamental usada pelos
sistemas operacionais para fornecer interfaces padronizadas e serviços que
permitem que os programas interajam com o hardware de forma genérica e
independente do dispositivo subjacente. Isso torna o desenvolvimento de
aplicativos mais fácil e portátil, além de simplificar a interação dos usuários com o
sistema operacional.
Segundo os slides
– Cada hardware tem sua particularidade;
– Cabe ao S.O. gerenciar as particularidades do hardware
– Um processador de texto, por exemplo, não deve deter o conhecimento
de como gravar um arquivo (pen drive, hds)
Camadas de sistemas operacionais
Os sistemas operacionais são compostos por várias camadas de software que
trabalham juntas para fornecer serviços e recursos aos usuários e programas.
Embora as camadas possam variar dependendo do sistema operacional
específico, geralmente as seguintes camadas são comuns a muitos sistemas
operacionais:
. Camada de hardware: é a camada mais baixa e fornece acesso direto ao
hardware do computador, como CPU, memória, dispositivos de entrada/
saída, etc.
. Camada de kernel: é a camada central do sistema operacional e fornece
serviços essenciais para outros componentes do sistema. O kernel é
responsável pelo gerenciamento de recursos do sistema, como
processos, memória, entrada/saída e dispositivos.
. Camada de sistema de arquivos: é responsável pelo gerenciamento de
arquivos e diretórios, incluindo a organização do armazenamento em
disco e a garantia de que os arquivos sejam acessíveis aos usuários e
programas.
. Camada de rede: é responsável pelo gerenciamento da conectividade de
rede, incluindo a configuração de dispositivos de rede e o gerenciamento
de conexões de rede.
. Camada de interface de usuário: é a camada mais alta e fornece uma
interface para os usuários interagirem com o sistema operacional. A
camada de interface de usuário inclui elementos gráficos, como menus,
janelas e ícones, bem como recursos para entrada de texto, como
teclados virtuais.
Embora essas camadas sejam distintas, elas trabalham juntas para fornecer os
serviços e recursos do sistema operacional. Por exemplo, a camada de sistema de
arquivos usa serviços do kernel para acessar o disco rígido e gerenciar os
arquivos, enquanto a camada de interface de usuário usa serviços de outras
camadas para exibir menus e janelas na tela. O uso de camadas permite que o
sistema operacional seja modular e flexível, facilitando a manutenção e
atualização do sistema operacional.
De acordo com os slides
Aplicações
Sistema operacional/programas do sistema (compiladores, editores,
interpretadores de comandos)
Hardware
Um sistema operacional é composto por várias camadas que fornecem diferentes
serviços e funcionalidades para o usuário final e os programas que rodam no
computador. As principais camadas de um sistema operacional são:
. Camada de Aplicações: é a camada mais alta do sistema operacional,
onde os aplicativos e programas do usuário são executados. Esses
aplicativos incluem navegadores da web, editores de texto, planilhas,
jogos, entre outros. A camada de aplicativos é responsável por fornecer
uma interface gráfica do usuário (GUI) para que o usuário possa interagir
com o computador de maneira fácil e intuitiva.
. Camada do Sistema Operacional/Programas do Sistema: é a camada
intermediária do sistema operacional, que fornece serviços para as
aplicações e gerencia os recursos do computador, incluindo
.
processamento, memória, armazenamento, dispositivos de entrada/saída
e rede. Nesta camada, estão localizados os programas do sistema, como
o gerenciador de arquivos, o gerenciador de tarefas, o gerenciador de
dispositivos, entre outros. Esses programas são responsáveis por
gerenciar o funcionamento do computador e fornecer serviços de baixo
nível para as aplicações.
. Camada de Hardware: é a camada mais baixa do sistema operacional,
que fornece acesso direto aos recursos físicos do computador, incluindo
processadores, memória, disco rígido, placas de rede, entre outros. O
sistema operacional interage com o hardware por meio de drivers de
dispositivos, que fornecem uma interface padronizada para os programas
acessarem o hardware.
Em resumo, as camadas de um sistema operacional são responsáveis por fornecer
serviços e funcionalidades para os usuários e programas, gerenciar os recursos
do computador e fornecer acesso direto ao hardware. A camada de aplicativos é
responsável pela execução de programas do usuário, a camada do sistema
operacional/programas do sistema gerencia o funcionamento do computador e
fornece serviços para as aplicações, e a camada de hardware fornece acesso
direto aos recursos físicos do computador.
Aplicações de diferentes tipos de sistemas operacionais
Existem vários tipos de sistemas operacionais, cada um com suas próprias
características e funcionalidades. Aqui estão alguns dos tipos mais comuns de
sistemas operacionais:
. Sistemas operacionais de desktop: são projetados para serem usados
em computadores pessoais, como Windows, macOS e Linux. Eles
geralmente incluem uma interface gráfica do usuário (GUI) para facilitar a
interação do usuário com o sistema.
. Sistemas operacionais de servidor: são projetados para serem
executados em servidores, que são computadores de alta capacidade
usados para hospedar serviços na web e armazenar grandes quantidades
de dados. Exemplos incluem o Windows Server, o Linux e o FreeBSD.
. Sistemas operacionais em tempo real: são projetados para sistemas
que exigem uma resposta rápida e precisa a eventos em tempo real,
como sistemas de controle industrial, sistemas de defesa e
aeroespaciais, sistemas de automação e robótica, entre outros. Exemplos
incluem o VxWorks, o QNX e o RTLinux.
. Sistemas operacionais móveis: são projetados para dispositivos
móveis, como smartphones e tablets. Exemplos incluem o Android e iOS.
. Sistemas operacionais embarcados: são projetados para serem
.
executados em sistemas embarcados, como caixas eletrônicos, sistemas
de navegação de veículos e dispositivos de IoT (Internet das coisas).
Exemplos incluem o FreeRTOS, o Embedded Linux e o Windows
Embedded.
Esses são apenas alguns exemplos de tipos de sistemas operacionais. Há muitos
outros, cada um com suas próprias características e funcionalidades específicas,
dependendo do ambiente de uso e do hardware.
Tipos sistemas operacionais
De acordo com os slides
Sistemas monoprogramáveis, sistemas multiprogramáveis, sistemas com multiplos
processadores
Tipos de sistemas operacionais
Sistemas Monoprogramáveis:
Os sistemas operacionais monoprogramáveis, também conhecidos como sistemas
de processamento em lote, foram os primeiros sistemas operacionais
desenvolvidos. Nesse tipo de sistema, apenas um único programa pode ser
executado em um determinado momento. Quando o programa é executado, ele
ocupa toda a memória disponível e é executado até a sua conclusão. Apenas após
a conclusão do programa é que outro programa pode ser carregado e executado.
Esse tipo de sistema é adequado para tarefas que podem ser executadas em lote,
como processamento de folhas de pagamento, processamento de faturas, entre
outros.
Sistemas Multiprogramáveis:
Os sistemas operacionais multiprogramáveis permitem que vários programas
sejam executados simultaneamente no mesmo computador. Esse tipo de sistema é
capaz de compartilhar a CPU, a memória e outros recursos do sistema entre vários
programas, permitindo que vários programas possam ser executados de maneira
mais eficiente. Em um sistema multiprogramável, quando um programa é
bloqueado esperando a conclusão de uma operação de entrada/saída, a CPU pode
ser usada para executar outro programa. Esses sistemas foram desenvolvidos
para aumentar a eficiência e utilização dos recursos de computação.
Dentre os sistemas multiprogramáveis existem 3 tipos:
Sistemas Batch:
Os sistemas batch, também conhecidos como sistemas de processamento
em lote, foram os primeiros sistemas operacionais multiprogramáveis
desenvolvidos. Nesse tipo de sistema, vários programas são agrupados
em lotes e submetidos para processamento em uma fila. Cada programa é
executado em sequência, sem interação com o usuário. O objetivo dos
sistemas batch é maximizar a utilização dos recursos do sistema,
permitindo que vários programas sejam processados em uma única
execução. Exemplos de processos: programas envolvendo cálculo
numérico; Compilações; backups.
Sistemas de Tempo Compartilhado:
Os sistemas de tempo compartilhado permitem que vários usuários
compartilhem o uso do computador simultaneamente. Nesse tipo de
sistema, a CPU é compartilhada entre os usuários em intervalos de tempo
muito curtos, normalmente de alguns milissegundos a alguns segundos.
Esse tempo é suficiente para que cada usuário possa digitar um comando
ou interagir com o sistema de maneira geral. O sistema operacional
distribui a CPU entre os usuários de forma justa e eficiente, evitando que
um usuário monopolize a CPU e prejudique os demais. Os sistemas de
tempo compartilhado são comumente utilizados em ambientes de rede,
onde vários usuários precisam acessar recursos compartilhados.
Sistemas de Tempo Real:
Os sistemas de tempo real são projetados para controlar e monitorar
processos em tempo real, como sistemas de controle industrial,
equipamentos médicos, sistemas de segurança, entre outros. Nesse tipo
de sistema, é crucial que as respostas ocorram em tempo hábil e que as
informações sejam processadas em tempo real. O sistema operacional
deve ser capaz de responder a eventos externos em milissegundos ou
menos, e garantir que as informações sejam processadas rapidamente e
sem falhas. Esses sistemas são altamente especializados e são
desenvolvidos para atender a requisitos específicos de cada aplicação.
Sistemas com Múltiplos Processadores:
Os sistemas operacionais com múltiplos processadores são projetados para
suportar computadores com mais de uma CPU. Esses sistemas são capazes de
coordenar o trabalho de várias CPUs, permitindo que múltiplas tarefas possam ser
executadas simultaneamente, o que resulta em uma melhoria significativa no
desempenho do sistema. O sistema operacional distribui as tarefas entre as CPUs
disponíveis e coordena a comunicação entre elas. Em sistemas com múltiplos
processadores, o desempenho aumenta significativamente, já que as tarefas são
executadas de maneira mais rápida e eficiente. Esses sistemas são usados em
servidores de alto desempenho, estações de trabalho avançadas e em
supercomputadores.
Esses sistemas tem como principais características:
Escalabilidade:
A escalabilidade é uma das principais características dos sistemas
com múltiplos processadores. Ela se refere à capacidade do sistema
de se adaptar às necessidades de processamento, à medida que o
número de CPUs aumenta. Sistemas escaláveis são capazes de lidar
com cargas de trabalho maiores, sem comprometer o desempenho. A
escalabilidade pode ser obtida através da adição de CPUs, memória ou
outras capacidades de processamento.
Disponibilidade:
A disponibilidade é outra característica importante dos sistemas com
múltiplos processadores. Ela se refere à capacidade do sistema de
continuar funcionando, mesmo quando uma ou mais CPUs falham.
Sistemas altamente disponíveis usam técnicas de redundância para
garantir que, em caso de falha de uma CPU, outra CPU possa assumir
as tarefas que estavam sendo executadas pela CPU falha. Essas
técnicas podem incluir a duplicação de CPUs, a duplicação de
memória e o uso de sistemas de armazenamento redundantes.
Balanceamento de carga:
O balanceamento de carga é outra característica importante dos
sistemas com múltiplos processadores. Ele se refere à capacidade do
sistema de distribuir as tarefas de processamento de forma equilibrada
entre as várias CPUs disponíveis. O objetivo é garantir que todas as
CPUs estejam trabalhando de forma eficiente e que não haja uma
sobrecarga em uma única CPU. Os sistemas de balanceamento de
carga podem ser baseados em hardware ou em software, e podem
usar técnicas como a distribuição de carga por round-robin ou a
alocação de tarefas com base na disponibilidade das CPUs. O
balanceamento de carga é importante para garantir que o sistema
esteja sendo utilizado de forma eficiente e para evitar gargalos de
desempenho.
Quanto a arquitetura dos sistemas multiprogramáveis, eles podem ser:
Sistemas fortemente acoplados:
Os sistemas fortemente acoplados são aqueles em que as CPUs
compartilham a memória principal e outros recursos, como
dispositivos de entrada/saída e barramentos de sistema. Nesse tipo de
arquitetura, as CPUs são interconectadas através de um barramento
de alta velocidade, permitindo que elas acessem a memória e os
dispositivos compartilhados de forma rápida e eficiente. Esse tipo de
arquitetura é ideal para aplicações que exigem um alto nível de
desempenho e capacidade de processamento, como processamento
de transações financeiras ou simulações científicas.
Sistemas fracamente acoplados:
Os sistemas fracamente acoplados são aqueles em que as CPUs têm
sua própria memória e outros recursos, e se comunicam através de
uma rede. Nesse tipo de arquitetura, as CPUs são independentes
umas das outras e podem executar tarefas separadas sem
interferência. Cada CPU tem sua própria cópia do sistema operacional
e dos aplicativos, e as informações são trocadas através da rede. Esse
tipo de arquitetura é adequado para aplicações distribuídas em que o
processamento pode ser realizado em vários locais geográficos ou em
que a escalabilidade é importante.
Em resumo, sistemas fortemente acoplados são projetados para oferecer alto
desempenho e capacidade de processamento em tempo real, enquanto sistemas
fracamente acoplados são projetados para oferecer escalabilidade e distribuição
de tarefas em uma rede de computadores.
Modo usuário e Modo Kernel
Os sistemas operacionais geralmente têm dois modos de operação: o modo
usuário e o modo kernel (ou modo sistema). Cada modo tem seu próprio conjunto
de privilégios e recursos, e é usado para executar diferentes tipos de tarefas.
O modo usuário é o modo em que a maioria dos aplicativos do usuário é
executada. Os processos em modo usuário têm acesso limitado aos recursos do
sistema, como a CPU, a memória e os dispositivos de E/S. Eles são executados em
um ambiente isolado, sem acesso direto ao hardware. As operações que um
processo em modo usuário pode realizar são restritas a um conjunto de chamadas
de sistema que são fornecidas pelo sistema operacional. As chamadas de sistema
podem ser usadas para realizar tarefas como ler ou escrever em arquivos, alocar
memória e enviar mensagens para outros processos.
Já o modo kernel é o modo em que o sistema operacional é executado. O kernel é
responsável pelo gerenciamento de recursos do sistema, como processos,
memória, entrada/saída e dispositivos. Ele tem acesso total aos recursos do
sistema e pode executar qualquer instrução de CPU que desejar. O modo kernel é
usado para executar tarefas críticas do sistema, como a configuração de
dispositivos de hardware, a alocação de memória e a execução de operações de
entrada/saída. As chamadas de sistema em modo usuário são atendidas pelo
kernel, que executa a operação solicitada e retorna o resultado ao processo em
modo usuário.
A principal diferença entre os modos é o nível de acesso aos recursos do sistema.
O modo kernel tem acesso total aos recursos, enquanto o modo usuário tem
acesso limitado e é executado em um ambiente isolado. O modo kernel é usado
para executar tarefas críticas do sistema, enquanto o modo usuário é usado para
executar aplicativos de usuário comuns. Em resumo, o modo usuário é usado para
executar aplicativos do usuário comuns e o modo kernel é usado para executar
tarefas críticas do sistema.
De acordo com os slides
Modo kernel - O SO tem acesso completo a todo o hardware e pode executar
qualquer instrução que a máquina for capaz de executar.
Modo usuário - O resto do software opera em modo usuário , no qual apenas um
subconjunto das instruções da máquina está disponível. Em particular, aquelas
instruções que afetam o controle da máquina ou realizam E/S Entrada Saída são
proibidas para programas de modo usuário.
Gerenciador de recursos
Um gerenciador de recursos é uma parte importante do sistema operacional que
controla e aloca recursos do sistema, como CPU, memória, dispositivos de
entrada/saída e espaço de armazenamento. Ele é responsável por garantir que os
recursos sejam alocados de maneira justa e eficiente para os processos em
execução no sistema.
O gerenciador de recursos do sistema operacional é composto por vários
componentes, incluindo:
. Escalonador de processos: é responsável por decidir qual processo
deve ser executado na CPU em um determinado momento. Ele usa
algoritmos de escalonamento para determinar a ordem de execução dos
processos com base em suas prioridades, estado e outras informações.
. Gerenciador de memória: é responsável por gerenciar a memória
disponível no sistema e alocá-la para os processos em execução. Ele
controla a memória física disponível no sistema e garante que cada
processo tenha acesso apenas à quantidade necessária de memória para
realizar suas operações.
. Gerenciador de entrada/saída: é responsável por controlar e gerenciar
o acesso aos dispositivos de entrada/saída do sistema, como discos
rígidos, impressoras e outros dispositivos periféricos. Ele aloca recursos
de E/S para os processos que precisam deles e garante que os processos
usem esses recursos de maneira eficiente.
. Gerenciador de arquivos: é responsável por gerenciar o sistema de
arquivos do sistema operacional. Ele controla a criação, exclusão, leitura
e gravação de arquivos e diretórios, garantindo que as operações de
arquivo sejam realizadas de maneira segura e eficiente.
Em conjunto, esses componentes formam o gerenciador de recursos do sistema
operacional, que é responsável por garantir que os recursos do sistema sejam
alocados e utilizados de maneira eficiente e justa.
De acordo com os slides
Kernel
●
Gerencia as principais funções dentro de um S.O.
○ Memória, processos, arquivos e dispositivos de E/S.
Bootstrap
É armazenado no firmware
● Firmware: conjunto de instruções operacionais; programas diretamente
gravados no hardware, localizado no BIOS da máquina.
○ Ex.: microondas, celulares, câmeras digitais, PlayStation,
impressoras, outros.
● BIOS: armazenado em uma memória não volátil (permanente) – ROM,
EPROM, EEPROM ou flash.
●
Geppetto
Bootstrap, firmware e BIOS
Bootstrap é o processo pelo qual um computador é iniciado e preparado para
executar o sistema operacional. Quando o computador é ligado, o processador
começa a executar as instruções contidas no firmware de inicialização, que é
armazenado em um chip de memória ROM (Read-Only Memory) dentro do
computador. O firmware de inicialização contém um pequeno programa, chamado
de bootstrap loader, que é responsável por inicializar o hardware do computador e
carregar o sistema operacional na memória. Esse processo é conhecido como
boot ou inicialização.
Firmware é o conjunto de instruções de software que controla o funcionamento de
um dispositivo de hardware. Ele é armazenado em um chip de memória não volátil,
como ROM, EPROM ou flash, e é gravado na fábrica ou atualizado pelo usuário em
casos específicos. O firmware é responsável por executar rotinas de baixo nível,
como inicialização do hardware, controle de energia, detecção e diagnóstico de
falhas, entre outras. Alguns exemplos de dispositivos que possuem firmware são
placas-mãe, discos rígidos, unidades de DVD e Blu-Ray, roteadores e modems.
BIOS (Basic Input/Output System) é o firmware de inicialização de um computador.
Ele é responsável por executar o processo de boot e inicializar o hardware do
computador, bem como fornecer uma interface básica de configuração para o
usuário. O BIOS é armazenado em um chip de memória ROM dentro do
computador e é executado automaticamente quando o computador é ligado. O
BIOS também pode ser atualizado pelo usuário em casos específicos, como
correção de falhas ou implementação de novos recursos.
Em resumo, o bootstrap é o processo de inicialização do sistema operacional, o
firmware é o software que controla o funcionamento de um dispositivo de
hardware e o BIOS é o firmware de inicialização do computador. Eles trabalham
juntos para garantir que o computador seja iniciado corretamente e que o sistema
operacional seja carregado na memória para que o usuário possa usá-lo.
Eventos
Exemplos:
○ Um clique em um programa que será executado;
○ Um comando de impressão;
○ Salvar um documento.
● DETALHE: após sua inicialização, o S.O. permanece em execução e fica
no aguardo de algum evento.
● Métodos para o S.O. identificar se ocorreu algum evento:
. Pooling: o S.O. “pergunta” para os dispositivos se desejam iniciar
algum evento;
. Interrupção: é provocada pelo hardware ou enviada pelo software.
◆ Ex.: um clique do mouse para impressão
● Os SOs atuais utilizam a interrupção;
● Quando uma interrupção é gerada:
○ A CPU para o que está fazendo e executa a outra instrução
requisitada.
● Ao término dessa instrução:
○ Os dados do processo que sofreu a interrupção voltam a ser
executados no mesmo ponto de parada.
●
Geppetto
Eventos
Em sistemas operacionais, um evento é uma ação ou ocorrência que precisa ser
processada pelo sistema. Isso pode incluir, por exemplo, a chegada de uma
requisição de entrada/saída, a finalização de uma operação de E/S, a ocorrência
de uma interrupção de hardware ou software, entre outros.
O sistema operacional utiliza diferentes métodos para identificar se um evento
ocorreu. Alguns dos principais métodos incluem:
. Polling: neste método, o sistema operacional verifica periodicamente o
estado dos dispositivos de hardware ou outras fontes de eventos. Isso é
feito através de uma rotina de polling, que verifica se alguma ação
precisa ser realizada. Este método é simples, mas pode ser ineficiente,
pois consome recursos da CPU, mesmo quando não há eventos a serem
processados.
. Interrupções: neste método, os dispositivos de hardware geram
.
interrupções para alertar o sistema operacional de que um evento
ocorreu. Quando uma interrupção é gerada, o processador interrompe a
execução do programa atual e transfere o controle para um tratador de
interrupções (interrupt handler), que é uma parte do sistema operacional
responsável por processar a interrupção. Este método é mais eficiente
que o polling, pois evita que a CPU fique constantemente verificando o
estado dos dispositivos.
Parte do mecanismo é executada pelo hardware (identificação do dispositivo,
empilhamento dos registradores de sistema e parte é feita por software através da
Rotina de Tratamento da Interrupção (interrupt handler).
Geppetto
No contexto do gerenciamento de eventos, as interrupções são um mecanismo
utilizado pelo hardware para alertar o sistema operacional sobre a ocorrência de
eventos, como a chegada de dados em uma porta serial, um erro de memória, ou o
pressionamento de uma tecla no teclado. O fluxo de funcionamento das
interrupções é o seguinte:
. O hardware detecta a ocorrência de um evento e envia um sinal elétrico
para o processador, indicando que uma interrupção ocorreu.
. O processador interrompe a execução da tarefa atual e salva o estado
atual do processador, incluindo os valores dos registradores, a posição
da instrução em execução e outros detalhes importantes, em uma
estrutura de dados chamada pilha ou stack.
. O processador transfere o controle para uma rotina de tratamento de
interrupção, que é uma parte do sistema operacional que é responsável
por lidar com interrupções. Essa rotina pode ser uma função ou um
conjunto de funções que manipulam a interrupção específica que
ocorreu.
. A rotina de tratamento de interrupção executa a ação necessária para
lidar com a interrupção, como ler os dados da porta serial, resolver o erro
de memória ou reconhecer o pressionamento de tecla. Dependendo da
interrupção, a rotina pode interagir com o usuário, atualizar o estado do
sistema ou iniciar outra tarefa.
. Depois que a rotina de tratamento de interrupção é concluída, o
processador restaura o estado anterior da tarefa interrompida, retirando
os dados da pilha e reiniciando a execução da tarefa interrompida.
Esse processo de interrupção ocorre continuamente em um sistema operacional,
permitindo que o hardware e o sistema operacional interajam de forma eficiente e
responsiva, gerenciando eventos de maneira eficiente e rápida.