Evolução Dos Sistemas Computacionais

Evolução dos sistemas computacionai s Sistemas Operativos

Operador de Informática

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Evolução dos sistemas computacionais

Filipe Rocha

evolução dos S.O.s está, em grande parte, relacionada com o desenvolvimento de equipamentos cada vez mais velozes, compactos e de baixo custo, e com a necessidade de aproveitamento e controlo desses recursos

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Primeira fase (1945 – 1955) o início da segunda guerra mundial, surgiram os primeiros computadores digitais, constituídos por milhares de válvulas, ocupando áreas enormes e de funcionamento lento.

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ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi o primeiro computador digital de propósito geral.

riado para a realização de cálculos balísticos, a estrutura do ENIAC posuía 18 mil válvulas, 10 mil condensadores, 70 mil resistências e pesava 30 toneladas. Quando em operação, consumia cerca de 140kW e era capaz de

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Primeira fase (1945 – 1955)

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ENIAC

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ENIAC

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ENIAC na actualidade

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esta mesma época foram construídos outros computadores, como o EDVAC (Electronic Discrete Variable Computer) e o IAS (Princeton Institute Advanced Studies), porém as suas utilizações ficaram restritas, praticamente, às universidades e aos orgãos militares.

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primeira máquina fabricada com o propósito comerciale bem sucedido foi o UNIVAC 1 (Universal Automatic Computer), criado para ser usado no censo americano de 1950.

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EDVAC

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UNIVAC I

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estes primeiros computadores apenas era possível a monoprogramação, isto é, a execução de um só programa, que se introduzia geralmente através de um leitor de cartões (após 1950), controlando-se o processo através da consola.

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programador era também o operador do sistema de computação.

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Segunda fase (1956 – 1965)

surgimento do transístor e das memórias magnéticas contribui para um enorme avanço na evolução dos computadores.

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transístor permitiu o aumento da velocidade e da confiabilidade do processamento, e as memórias magnéticas permitiram o acesso mais rápido aos dados, maior capacidade de armazenamento e computadores de menores dimensões.

Surgiram os primeiros sistemas operativos, justamente, para tentar automatizar as

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Segunda fase (1956 – 1965)

s S.O.s passaram a ter o seu próprio conjunto de rotinas para operações de entrada/saída, o que veio facilitar o processo de programação

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cessos por operador

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Segunda fase (1956 – 1965)

cessos por operador • Durante o tempo em que as fitas eram montadas ou o programador estava a operar a consola, a CPU (Central Processing Unit) ficava ociosa. • Uma primeira solução foi contratar um profissional que operasse o computador, libertando o programador dessa tarefa. • Assim que uma tarefa terminasse, o operador podia iniciar a próxima. • Caso ocorressem erros durante a execução do programa, o operador emitia uma listagem dos conteúdos da memória e dos registos para que o programador pudesse depurar o programa.

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onitor residente • Analisando as funções que desempenhava um operador, observou-se que as mesmas se tomavam rotineiras e mecanizadas, o que permitia a sua automatização.

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•

Desenvolveu-se um programa, que tomou o nome de monitor residente, capaz de transferir automaticamente o controlo de um trabalho para outro.

monitor residente é considerado o primeiro

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Segunda fase (1956 – 1965)

onitor residente • Para que o monitor residente pudesse saber qual o programa que deveria ser executado e de que forma, foram introduzidos cartões de controle, de maneira muito semelhante às instruções que os operadores recebiam dos programadores para execução de seus programas.

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•

Assim, além dos programas e dos dados para uma tarefa, eram introduzidos cartões especiais de controle entre os cartões de programa e dados da tarefa a executar.

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Segunda fase (1956 – 1965) peração Off- Line

ma vez resolvido o problema da automatização da execução dos trabalhos havia que solucionar o problemas dos tempos mortos do CPU, devido à baixa velocidade dos dispositivos mecânicos em relação aos electrónicos .  

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ma solução simples consistiu em substituir as lentas leitoras de cartão, (dispositivos de entrada) e impressoras de linha (dispositivos de saída) por unidades de fita magnética. maioria dos sistemas no final dos anos 50 e começo dos anos 60 eram sistemas agrupados cujas tarefas eram lidas por leitores de cartão e escritos em impressoras de

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Segunda fase (1956 – 1965)

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peração Off- Line

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Segunda fase (1956 – 1965) uffering

processamento off-line permite a sobreposição de operações da CPU e de E/S executando essas duas acções em máquinas independentes.  

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e desejamos sobrepor numa única máquina, os comandos devem ser  colocados entre os dispositivos e a CPU para permitir uma separação similar de execução. É necessário realizar armazenamento temporário, buffering.   uffering é o método de sobrepor a E/S de uma tarefa com a sua própria computação.

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Segunda fase (1956 – 1965)

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uffering

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Terceira fase (1966 – 1980) 

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Com os circuitos integrados e, posteriormente, com os microprocessadores diminui-se drásticamente os custos de aquisição e utilização dos sistemas computacionais. Foi assim possível viabilizar e difundir o seu uso. A evolução dos processadores de I/O permitiu que, enquanto o programa esperasse por uma operação de leitura/gravação, o processador executasse um outro programa. Para isso, a memória foi dividida em partições, onde cada programa esperava a sua vez para ser processado.

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Terceira fase (1966 – 1980) polling

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substituição das fitas por discos no processo de entrada dos programas tornou o processamento batch mais eficiente, pois permitia a alteração na ordem de execução das tarefas, até então, puramente sequencial. Mais tarde, seria também utilizado em impressão. pooling utiliza um disco como um buffer muito grande para ler tanto quanto possa dos dispositivos de entrada e para armazenar arquivos de saída até que os dispositivos de saída estejam aptos para recebê-los .

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Terceira fase (1966 – 1980) ultiprogramação

aspecto mais importante do escalonamento de jobs é a habilidade de multiprogramação . s técnicas de operação off-line, buffering e spooling têm

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as suas limitações na sobreposição de E/S .   m geral, um único utilizador não pode manter tanto a CPU como os dispositivos de E/S ocupados o tempo todo . 

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Terceira fase (1966 – 1980)

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ultiprogramação

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Terceira fase (1966 – 1980) ultiprogramação

s SOs multiprogramados são bastante sofisticados. Para que vários jobs estejam prontos para serem executados, é necessário que todos estejam presentes na memória RAM da máquina simultaneamente. necessário realizar gestão de memória para os vários Filipe Rocha

jobs. Além disso, se vários jobs estão prontos para serem executados ao mesmo tempo, o sistema deve escolher qual deles deve ser executado primeiro.

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Terceira fase (1966 – 1980) Tempo repartido (time sharing)

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O conceito de sistemas de tempo repartido, também denominado multitarefa é uma extensão lógica de multiprogramação . Neste ambiente, múltiplas tarefas são executadas simultaneamente, sendo que a CPU atende cada tarefa num pequeno intervalo de tempo, uma a uma em sequência. Os tempos dedicados a cada tarefa são pequenos o suficiente para que os utilizadores não se apercebam da existencia de outros programas a serem executados.

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Terceira fase (1966 – 1980) Tempo repartido (time sharing)

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Quarta fase (1981 – 1990) 

A integração em larga escala (Large Scale of Integration - LSI) e a integração em muito larga escala (Very Large Scale of Integration VLSI) levaram adiante o projeto de miniaturização e redução do custo dos equipamentos .

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Para acelerar o processamento, foram adicionados outros processadores, exigindo dos SOs novos mecânismos de controle e sincronismo .

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Com o multiprocessamento, foi possível a execução de mais do que um programa em simultaneo, ou até a execução de um mesmo programa por mais de um processador.

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Quarta fase (1981 – 1990) 

Além do surgimento de equipamentos com múltiplos processadores, foram introduzidos processadores vetoriais e técnicas de paralelismo .

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As redes de computadores difundiram-se por todo o planeta, permitindo o acesso a outros sistemas de computação, independentemente de sua localização geográfica. Os softwares de rede passaram a estar intimamente ligados ao SO.

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Quarta fase (1981 – 1990) ultiprocessamento istemas de multiprocessamento caracterizam-se por possuir mais do que um processador, sendo que os processadores podem compartilhar o mesmo SO (memória), ou cada um possuir seu próprio sistema independente .

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multiprocessamento mantém todos os conceitos da multiprogramação, só que aplicados a vários processadores. As duas diferenças básicas entre os dois sistemas são a reconfiguração e o balanceamento do sistema permitido pelo multiprocessamento .

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Quarta fase (1981 – 1990) ultiprocessamento reconfiguração é a capacidade de um sistema continuar o processamento, mesmo se um dos processadores falhar ou parar de funcionar (embora com menor capacidade de computação) .

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balanceamento possibilita balancear a carga de processamento e das operações de entrada e saída entre os diversos processadores da configuração.

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Quarta fase (1981 – 1990) ultiprocessamento últiplos processadores permitem sejam executados ao mesmo programa seja dividido em execução simultânea por mais do

que vários programas tempo, ou que um subprogramas, para que um processador.

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roblemas de concorrência podem surgir, pois vários processadores podem estar acessando as mesmas áreas de memória. lém disso, existe o problema de interligar, de forma eficiente, os processadores, a memória e os periféricos.

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Quinta fase (1991 – ……) 

Grandes avanços em termos de hardware, software e telecomunicações, como consequências da evolução das aplicações.

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Surgem sistemas especializados, multimédia, bancos de dados distribuídos, inteligência artificial, computação gráfica entre outras áreas .

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Os componentes baseados em tecnologia VLSI evoluem rapidamente para o ULSI (Ultra Large Scale of Integration).

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Arquiteturas paralelas desenvolvem-se em várias universidades e centros de pesquisa

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Quinta fase (1991 – ……) 

O conceito de sistemas distribuídos será explorado nos SOs, de forma a que as suas funções sejam repartidas por vários processadores através de uma rede de computadores .

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Novas interfaces homem-máquina serão utilizadas, como linguagem natural, sons, imagens, tomando esta comunicação mais inteligente, simples e eficiente .

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Sistemas Distribuídos

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