Gerencia de Memoria e Arquivos e E/S (M)

Annotations:

• Conjunto de Softwares que estabelece a interface entre usuário e hardware e abstrai a parte física do computador.

1. Composição do Hardware
   1. CPU (Central Processing Unit)
      1. ALU (Arithmetic and Logic Unit)
      2. CU (Control Unit)
      3. Registradores
   2. Barramentos
      1. Memória
      2. Endereço
      3. Controle
   3. Gerencia de Memória
      1. Hierarquia de Memória
         1. Memória Primária

            Annotations:

            • Memória RAM. Utilizada pelos processos para armazenar dados vindos da memória secundária Característica: Volatilidade
         2. Memória Secundária

            Annotations:

            • Tipo de memória com grande capacidade de armazenamento e baixo custo por byte. Característica: não-volatilidade
         3. Memória ROM

            Annotations:

            • Read Only Memory, tipo de memória que vem pré-carregada com dados do fabricante. Em geral, é não-reprogramável, com exceção de alguns tipos como a EPROM que demandam um hardware específico para tal
      2. ciclo de execução de uma instrução de processador primeiramente carregará uma instrução da memória para o processador.
         1. A instrução será decodificada e os operandos carregados da memória.
            1. Após a execução da instrução, os resultados são armazenados de volta na memória
      3. Ligação de endereços
         1. Tempo de compilação
            1. possível saber onde o programa residirá em memória
         2. Tempo de carregamento
            1. a ligação final a endereços de memória é realizada no momento da execução do programa
         3. Tempo de execução
            1. se o processo puder ser movido durante sua execução de um segmento de memória para outro
         4. Endereços podem ser gerados
            1. Indexação
            2. Registradores Base
            3. Registradores de segmento
      4. Overlay
         1. técnica para livrar os programas da limitação do tamanho da memória principal disponível
            1. divide- se o programa em partes (módulos) que possam executar independentemente uma da outra
      5. Endereçamento Lógico e Físico
         1. conjunto de todos os endereços lógicos gerados por um programa é chamado de espaço de endereços lógico
         2. conjunto dos endereços físicos correspondentes a estes endereços lógicos é chamado de espaço de endereços físico.
         3. O Mapeamento é feito pela MMU
      6. Alocação em memória
         1. Paginação
            1. dividir a memória destinada aos processos em páginas ou partições fixas
            2. Gera a Fragmentação Interna
               1. Sobrar espaço na caixa criada pela memória
         2. Segmentaçao
            1. espaço de memória é fracionado em segmentos de tamanhos variados
            2. Gera a fragmentação externa
               1. sobra de espaços entre os segmentos
         3. segmentação paginada
            1. memória é divida em segmentos, e cada segmento é dividido em páginas
         4. algoritmos de escolha do espaço
            1. First fit
               1. Ele varre a tabela de espaços livres até encontrar a primeira lacuna que caiba o processo
                  1. Aloca o primeiro bloco com tamanho suficiente
                  2. procura ao longo da lista
            2. Next fit
               1. Varre e encontra a primeira lancuna, mas memoriza a posição do último segmento encontrado e recomeça busca a partir desta posição.
            3. Best fit
               1. Varre toda a tabela de espaços livres e percorre a lista inteira, só então escolhe o MENOR SEGMENTO livre de memória possível
                  1. mais lento que o first fit e desperdiça mais memória que o first e next fit, pois gera minúsculos segmentos.
            4. Worst Fit
               1. Ele também varre toda a tabela de espaços livres, mas escolhe MAIOR SEGMENTO disponível
                  1. Gera um segmento suficientemente grande para alocar outro processo
            5. Quick fit
               1. Mais Rápido que couber, mantém listas separadas para alguns tamanhos de segmentos disponíveis
         5. Swapping
            1. Em Round Roubin cada processo que tem seu quantum de tempo expirado, ele será trocado (swapped) por outro processo que estava na área de swapping.
            2. recurso de gerenciamento de memória que realiza troca de dados entre a memória principal e a memória auxiliar (disco)
         6. Memória Virtual
            1. memória principal (RAM) e a memória secundária (disco rígido) são combinadas de forma a simular uma memória de tamanho muito maior que a efetivamente existente.
               1. Mapeamento
                  1. Quando ocorre a execução de uma instrução ou qualquer referência à memória virtual uma TRADUÇÃO para o espaço de endereçamento real precisa ocorrer
               2. Paginação
                  1. o espaço de endereçamento total (tanto o virtual como o real) é dividido em blocos de tamanho fixo chamados de páginas
               3. Substituição de páginas
                  1. O maior problema consiste em definir que páginas remover da memória virtual quando um número máximo de páginas foi atingido
            2. Retirada de páginas da memória virtual:
               1. Aleatória (random)
                  1. escolhe uma página qualquer do working set para retirar da memória.
               2. First-in-first-out (FIFO)
                  1. a página que foi carregada primeiro (mais antiga) sairá primeiro.
               3. Least-recently-used (LRU):
                  1. seleciona a página usada menos recentemente (página que está a mais tempo sem ser referenciada).
               4. Not-recently-used (NRU)
                  1. seleciona páginas que não tenham sido usadas recentemente
               5. Least-frequently-used (LFU):
                  1. página menos frequentemente usada é selecionada
         7. Memória alocada dinamicamente - SO
            1. Mapa de Bits
            2. Lista Livres (Disponíveis)
   4. Arquitetura Von Neumann

      Annotations:

      • Arquitetura de Sistemas Operacionais que permitiu os softwares estarem armazenados na mesma máquina do SO.
2. Arquiteturas
   1. Monolítica

      Annotations:

      • Arquitetura na qual todo funcionamento do SO acontece no mesmo nível. Exemplo: Linux
   2. Camadas

      Annotations:

      • Arquitetura que divide as atribuições do SO em camadas. Exemplo: Windows
   3. Máquina Virtual

      Annotations:

      • Máquina que abstrai ações do SO. Exemplo: JVM (Máquina Virtual Java), que executa bytecodes
      1. JVM
      2. DVM
      3. CLR
   4. Microkernel

      Annotations:

      • Arquitetura de SO na qual as funções do Kernel são reduzidas
3. Gerência de Arquivos
   1. Formas de Acesso
      1. Direto
      2. Sequencia.l
      3. Indexado
   2. Blocos
      1. físicos
      2. lógicos
4. Gerência de E/S
   1. Categoria
      1. Dispositivo de Bloco
         1. Discos
         2. Pen Drive
      2. Dispositivo de Caractere
         1. Teclado
         2. Mouse
         3. IImpressora
   2. Comunicação
      1. Interface Serial
      2. Interface Paralela
   3. Formas
      1. DMA
      2. Interrupção
      3. Interação Processador X Dispositivo
         1. Programada
         2. Polling
5. pipe
   1. forma de encadeamento entre a saída de um processo e a entrada de outro