$\parbox{4.2in}{\bf{Instituto de Informática} \\ \bf{Sistemas Opera... ...\ Semestre: 2006/01 ~~~~~~~Prof. Alexandre Carissimi/Prof. Nicolas Maillard}$    $\parbox{2.0in}{\includegraphics{../logoii.eps}}$

SÚMULA:

Montador. Processamento de macros. Carregadores.Ligadores. Conceitos básicos de sistemas operacionais: processos, organizações de sistemas operacionais, chamadas de sistema. Gerência do processador : estados de processo, escalonamento. Entrada e saída: dispositivos e controladores, software de E/S, interrupções, dependência e independência. Gerência de memória: partições fixas e variáveis, segmentação, memória virtual. Gerência de arquivos.

OBJETIVOS:

Descrever o princípio básico de montadores, processadores de macros, ligadores e carregadores. Mostrar como programas são transformados ao longo destas etapas até serem executados. Apresentar os conceitos básicos de sistemas operacionais. Descrever os componentes básicos de um sistema operacional convencional: gerência de processador, gerência de entrada e saída, gerência de memória e gerência de arquivos.

PROGRAMA DO CURSO

 

• Apresentação da disciplina. Introdução a sistemas operacionais. Chamadas de sistema. Programas de sistema. Conceitos básicos. Tipos de sistemas operacionais.

• Noções básicas de programação C/C++.

• Conceito de multiprogramação: processo, ciclo CPU e E/S, estados. Suporte de hardware: interrupções, modos do processador. Implementação de processos: representação de processos, bloco descritor do processo, filas. Modelo de processo. Relacionamentos entre processos.

• Suporte de hardware para multiprogramação: proteção de memória, proteção de periféricos, proteção de CPU.

• Programação concorrente: conceito, seção crítica. Exclusão mútua: propriedades, mecanismos. Primitivas: mutex e semáforos. Deadlock.

• Gerência do processador: escalonamento, eventos, chaveamento de contexto, níveis de escalonamento. Tipos de escalonador: preemptivo versus não preemptivo. Não preemptivos: FIFO e SJF. Preemptivo: round robin, por prioridades, múltiplas filas com realimentação.

• Threads: conceitos, implementação, modelo N:1, modelo 1:1 e modelo M:N.

• Gerência de memória: memória lógica e física. Endereço lógico e físico. Função de mapeamento. MMU. Ferramentas de desenvolvimento de programas: montadores, compiladores, carregadores e ligadores. Amarração estática e dinâmica.

• Alocação de memória: particionada simples, particionada estática, particionada dinâmica. Algoritmos de gerência. Algoritmo buddy, overlay e swapping.

• Paginação: endereçamento lógico e físico. Tabela de páginas. Problemas com paginação. Paginação multinível. Tabela de páginas invertida. Implementação da tabela de páginas. TLB. Hit ratio e miss ratio.

• Segmentação e segmentação com paginação: segmento, endereço lógico versus físico. Implementação da tabela de segmentos: via memória, via registradores. Aspectos de proteção e compartilhamento.

• Memória virtual: conceito, vantagens e desvantagens. Paginação por demanda: princípio da localidade, implementação, falta de páginas, desempenho, procedimento de swapping. Alocação de memória: Alocação igualitária e proporcional. Alocação global e local. Política de substitutição de páginas. Algoritmos locais: FIFO, LRU, Segunda chance. Algoritmos de alocação global: working set e FFP. Thrashing. Pré-paginação.

• Gerência de E/S: conceitos básicos. Organização lógica do software: device driver, subsistema de E/S, independência do dispositivo, E/S em nível de usuário. Bufferização. Chamadas bloqueantes, não bloqueantes e assíncronas.

• Disco magnético: organização e formatação. Acesso a dados. Desempenho do disco: tempo de seek, latência rotacional, tempo de transferência. Escalonamento do disco: FCFS, SSTF, SCAN,C-SCAN e C-LOOK.

• Sistema de arquivos: requisitos básicos. Estrutura hierarquica. Arquivos: conceito, nomes, tipos, organização lógica, operações. Diretório: conceito, linear, dois níveis, árvore, grafo. Aliases. Implementação de arquivos. Implementação de diretórios.

• Implementação de arquivos. Organização do espaço em disco: alocação contígua e não contígua. Método encadeado. Método indexado. Método combinado. Gerenciamento de espaço livre: bloco lógico. Mapa de bits. Lista de blocos livres. Confiabilidade.

• Aspectos de confiabilidade e desempenho em sistemas de arquivos: cache de disco, área de swap, extents, arquivos esparsos, jornalização.

• Sistemas de arquivos distribuídos: objetivos, conceitos básicos, implementação, semântica de compartilhamento. Aspectos de proteção: listas de controle de acesso e capacidades.

MÉTODO DE AVALIAÇÃO

 

A avaliação da disciplina será realizada mediante trabalhos práticos (TP) extra-classe e duas provas escritas ($P_1$ e $P_2$ ) que podem conter questões descritivas, analíticas, objetivas de simples e múltipla escolha com justificativa ou questões sobre os trabalhos realizados (propostos). 

É previsto também a realização de uma prova de recuperação ($P_{rec}$ ) sobre todo contéudo da matéria para substituir (mesmo que inferior) a pior nota entre as duas provas escritas. Será considerado aprovado o aluno que obtiver uma média superior ou igual a 6 (seis), calculada da seguinte forma: 

${\mbox{Média}} = (\frac{P_{1}+P_{2}+ M_{TP}}{3})$

onde $P_1$ , $P_2$ e $M_{TP}$ são respectivamente as notas da primeira prova, da segunda prova e a média aritmética dos trabalhos práticos. 

CONCEITOS:

A: Média $\geq 9.0$       B: $7.5 \leq$ Média $< 9.0$       C: $6.0 \leq$ Média $< 7.5$       D: Média $< 6.0$       FF: Falta de freqüência

DATAS

Prova 1: 25/04/2006
Prova 2: 20/06/2006
Recuperação : 29/06/2006

Bibliografia

1

Silberschatz; Peterson; Galvin. ``Operating system concepts''. Addison-Wesley, 1994 (4$^{th}$ ed e suas edições mais recentes, que inclui o livro ``Applied Operating System Concepts´´ 1$^{st}$ ed.)

2

Oliveira, R.; Carissimi, A.; Toscani, S.; ``Sistemas Operacionais''. Instituto de Informática da UFRGS. Editora Sagra Luzzato. Série de livros didáticos, número 11. 3$^a$ edição. 2004.

3

Tanenbaum, A.S. ``Modern Operating Sysytems''. Prentice-Hall, 1992.

Adicionalmente será disponibilizado material suplementar no xerox ao lado do DACOMP e na página da disciplina nas seguintes URLs:

http://www.inf.ufrgs.br/~ asc/sisop        e/ou        http://www.inf.ufrgs.br/~ nmaillard/sisop