UNIVERCIDA ZAMBEZE

FACULDADE DE CIENCIAS E TECNOLOGIA

SISTEMAS OPERATIVOS E REDES DE COMPUTADOR

TRABALHO

Tema: Semaforos e Monitores

Discentes: Docente:

Esmael A. Muavanhane Dr.Milton

JoseP. Xavier

Altony C. Silva

Manuel M. Zembue

Heduardo G. Neuala

Beira, Outubro 2015

Introdução

•O presente trabalho de pesquisa intitulado “Semáforos e Monitores”, surge no

âmbito da cadeira curricular de Sistema Operativos e Redes de Computador da

Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Zambeze - Beira.

•O trabalho tem como objectivo de contribuir com que os estudantes possam ter

mais conhecimentos em relação os Semáforos e os Monitores, dar a conhecer a

sua origem, os seus princípios de funcionamentos a sua aplicação e diferentes

tipos de Monitores.

Introdução

•  Para fazer o controle dos processos que estão executando sua seção crítica e se utilizando dos recursos compartilhados, pode-se ser implementadas estruturas conhecidas como semáforos que permitem a exclusão mútua.

•A ideia de sua utilização é sinalizar quantos recursos de uma determinada

região estão disponíveis para que os processos os utilizem. Dessa forma, toda

vez que um determinado recurso é disponibilizado para uso, o semáforo é

incrementado por meio do procedimento UP, e quando um recurso é alocado

por algum processo o semáforo é decrementado com o procedimento DOWN.

CAPITULO I

1.Semáforo

•Em 1965 foi utilizado inicialmente no sistema operativo THEOS. O Holandês, cientista

da computação Edsger Wybe Dijkstra, Conhecido por suas contribuições nas áreas de

desenvolvimento de algoritmo e programas. (pelo qual recebeu o Premio Turing de 1972

por suas contribuições fundamentais) em sistemas operacionais e processamento

distribuído.

1.1 Definição:

•Semáforo

É uma variável especial protegida (ou tipo abstrato de dados) que tem como função o

controlo de acesso a recursos compartilhados.

1.2. Mecanismo de Semáforos

•Semáforos são mecanismos que resolvem o problema de exclusão mútua. Um semáforo pode ser visto

como um objeto que pode sofrer dois tipos de operação sobre ele: trancando e destrancando a execução de

instruções (p. ex., operações UP e DOWN, P e V). As operações sobre um semáforo são atómicas

1.3. Como funciona o Semáforo

O valor de um semáforo indica quantos processos ou threads podem ter acesso a um recuso compartilhado.

Principais Operações sobre Semáforos

Inicialização

Operação wait ou P

Operação signa ou V

As seguintes chamadas de sistema são usadas para operar semáforos no System V:

• semget(...) - cria um conjunto de semáforos com base em uma determinada chave e retorna o identificador do conjunto de semáforos;

• semop(...) - permite ao processo testar, trancar e destrancar o semáforo

• semctl(...) - permite executar operações gerais sobre o semáforo, tal como remover ou

reinicializar.

• Semáforos no System V são agrupados em conjuntos. Para cada conjunto deve ser

associada uma chave, através da qual especificam-se operações que podem ser

executadas sobre qualquer membro do conjunto. Neste experimento, todos os conjuntos

de semáforos criados conterão apenas um semáforo e as operações usadas não se

aplicam ao conjunto de semáforos, mas a um semáforo individual.

O exemplo de código seguinte mostra como criar um semáforo no System V: • #define SEM_KEY 1234• #define NO_OF_SEMS 1• #define SEM_PERMS 0666

O exemplo de código seguinte mostra como trancar e destrancar um semáforo no Sysem V: • int id;• struct sembuf sembuf[1];• adquirindo o ID do conjunto de semáforos ...• sembuf[0].sem_num = 0;• sembuf[0].sem_op = -1; / * use 1 para destrancar * /• sembuf[0].sem_flg = 0;• if( semop (id, sembuf, 1) == -1 ) {• perror ("Chamada de semop(...) Falhou !");• Exit (1);• }

.

O código acima pode ser um pouco confuso, portanto um exame detalhado deve ser feito.

Como dito anteriormente, "semop (...) " é usado para trancar e destrancar semáforos.

A chamada "semop (...) " recebe três argumentos, o ID do conjunto de semáforos, um ponteiro para um vetor de estruturas do tipo sembuf, e o número de elementos no vetor.

Isto permite que a chamada "semop (...) " opere sobre vários semáforos em uma única operação atômica. Para este experimento, entretanto, abordaremos apenas operações envolvendo um único semáforo

A estrutura "sembuf" contém três elementos, "sem_num", "sem_op", e "sem_flg". "sem_num" é o

número do semáforo dentro do conjunto sobre o qual será realizada a operação, ou seja, neste

experimento "sem_num" será sempre 0 (que representa o primeiro semáforo no conjunto). "sem_flg"

é um flag que pode ser usado para executar operações especiais e neste experimento, será sempre 0.

"sem_op" é a operação a ser executada. Use -1 para trancar o semáforo e 1 para destrancar.

•É importante notar que o valor default de inicialização de um semáforo é 0. No contexto

acima, 0 indica que o semáforo está trancado. Então, imediatamente depois de criar o

semáforo, o semáforo deve ser destrancado, para poder ser usado como mecanismo para

exclusão mútua. Isto pode parecer estranho, mas é o modo como os semáforos são

implementados.

CAPITULO II

2.Monitores

Definição:

•O monitor é um dispositivo de saída do computador, cuja função é transmitir informação ao

utilizador através da imagem. Porém são poucas as pessoas que se interessam por sua historia. Nos

anos 50, a televisão ainda era novidade. Os computadores ocupavam vários metros quadrados, e

eram utilizados cartões perfurados para armazenar, e papeis impressos para exibir os dados.

•Estes computadores eram usados em grandes empresas, pois era inviável e inútil alguém ter um

destes em casa. Naquela época, era ficcional existirem computadores pessoais, e também que estes

tivessem uma interface gráfica (termo desconhecido na época).

Monitores

•A tecnologia começou a avançar cada vez mais, e com ajuda da tecnologia dos

televisores, o monitor foi criado. Antes do monitor, foi desenvolvido o

Teleimpressor, que exibia as imagens em uma tela de televisão, evitando assim um

monte de impressões. O monitor só exibia as imagens dos códigos.

•Utilizando os cabos dos videogames, a maioria dos computadores dos anos 70

usava os televisores para visualizar os dados. Foi nesta época que surgiram os

computadores pessoais. No ano de 1970 foi lançado o VT05 com um teleimpressor

embutido.

2.1.O monitor ou ecrã do computador

Chama-se ecrã (ou monitor) o periférico de afixação do computador. Distinguem-se

habitualmente duas famílias de ecrãs:

• Os ecrãs catódicos (notados CRT para Cathod Ray Tube), equipando a maioria dos

computadores de escritório. Trata-se de monitores volumosos e pesados, possuindo um

consumo eléctrico elevado.

• Os ecrãs planos que equipam a totalidade dos computadores portáteis, os smartphones, os

aparelhos foto numérico, bem como um número cada vez maior de computadores de

escritório. Trata-se de ecrãs que ocupam pouco espaço atrás (daí o seu nome), leves e

possuindo um fraco consumo elétrico.

2.3.Características técnicas

Os monitores são frequentemente caraterizados pelos seguintes dados:

•A definição: é o número de pontos (pixel) que o ecrã pode afixar, este número de

pontos é compreendido geralmente entre 640x480 (640 pontos em comprimento, 480

pontos em amplitude) e 2048x1536, mas resoluções superiores são tecnicamente

possíveis. O quadro abaixo dá as definições aconselhadas de acordo com a dimensão da

diagonal:

15" 800x600 

17" 1024x768

19" 1280x1024

21" 1600x1200

A dimensão: Calcula-se medindo a diagonal do ecrã e é expressada em polegadas

(uma polegada equivale a 2,54 cm). É necessário não confundir a definição do ecrã

e a sua dimensão. Com efeito, um ecrã de uma dimensão dada pode afixar diferentes

definições. Não obstante, de maneira geral os grandes ecrãs possuem uma melhor

definição.

As dimensões standards dos ecrãs são as seguintes (lista não exaustiva):

• 14 Polegadas, ou seja uma diagonal de cerca de 36 cm;

• 15 Polegadas, ou seja uma diagonal de cerca de 38 cm;

• 17 Polegadas, ou seja uma diagonal de cerca de 43 cm;

• 19 Polegadas, ou seja uma diagonal de cerca de 48 cm;

• 21 Polegadas. Ou seja uma diagonal de cerca de 53 cm;

O passo de máscara (em inglês dot pitch): É a distância que separa dois

luminíferos; quanto mais esta é pequena, mais a imagem é precisa. Assim,

um passo de máscara inferior ou igual a 0,25 mm oferecerá um bom

conforto de utilização, enquanto os ecrãs que possuem passos de máscara

superiores ou iguais a 0,28 mm deverão desaparecer.

2.5.Normas de energia e de radiação

• No fim dos anos 80, a norma MPR1 foi elaborada por uma autoridade sueca a fim de

medir a emissão de radiações pelos materiais que emitem ondas eletrostáticas. Esta

norma foi alterada em 1990 para dar a norma MPR2, reconhecida internacionalmente.

• Em 1992, a confederação sueca dos empregados profissionais (Swedish Confederation

of Professional Employees) introduz o padrão TCO que descreve o nível de emissão de

radiações não em termos de nível de segurança mínimo, mas termos de nível mínimos

possíveis tecnicamente.

• A norma TCO foi sujeita a revisões em 1992,1995 e 1999 a fim de dar respectivamente

lugar às normas TCO92, TCO95 e TCO99.

2.6.Tipos de Monitores

• Quando se compra um Micro, é comum ter dúvidas quanto ao tipo de monitor que será

escolhido, porém em geral a pesquisa fica só na parte de tamanho da tela, funções 3D,

etc.

• Segue uma rápida lista dos tipos de monitores:

2.6.1 CRT

Pouco fabricado atualmente, foi o tipo mais usado durante muitos anos. Foi uma tecnologia extremamente usada em televisores e monitores,

e ainda há milhões desses monitores em lares mundo afora.

•Nele, um feixe de elétrons atinge o material fosforescente presente na tela, formando assim as imagens.

Vantagens:

Custo relativamente baixo de fabricação;

Vida-útil bem longa;

Versatilidade em diversas resoluções, sem grande distorção da imagem.

•Desvantagens:

Tamanho: Um monitor de muitas polegadas é muito pesado e grande, o que torna difícil adequá-lo em uma escrivaninha pequena;

Distorção geométrica, ou seja, erros na formação e distribuição da imagem pela tela;

Alto consumo de energia.

2.6.2 PLASMA

Tecnologia surgida nos anos 70 (!). Nela, milhares de "células" de fósforo presentes na tela são

"excitadas" pela corrente elétrica, gerando luz, processo que cessa com a ausência de luz.

Vantagens:

Tamanho bem reduzido;

Auto-contraste, o que as torna excelentes para exibição de filmes;

Perda das distorções geradas pelos monitores CRT's.

Desvantagens:

Resposta mais lenta, o que significa que a velocidade em que a luz é acessa ou apagada gera

rastros na imagem, principalmente em imagens em movimento.

As vezes certas células de fósforo não voltam ao normal após o fim da emissão de energia, o

que causa manchas na tela.

2.6.3 LCD

Modelo mais usado atualmente. Nele, cristais são polorizados para gerar as cores. 

• Vantagens:

• Dimensões BEM mais reduzidas, bem como peso muito inferior ao do CRT;

• Consumo bem menor de energia;

• Melhor composição das imagens, cansando menos a visão.

Desvantagens:

• Custo maior de fabricação, porém com o passar do tempo o valor tenderá a se equilibrar com o dos

CRT's;

• Contraste não tão bom;

• Preto "não tão preto". Esse tipo de monitor faz com que a cor preta fique um pouco brilhosa, ficando

um pouco azulada ou acinzentada.

2.6.4 OLED

Tecnologia mais recente do mercado, uma mistura das tecnologias de LED e Plasma. Nela, diodos orgânicos emissores de luz são "excitados" pela eletricidade, até atingir luminosidade, cores e freqüência ideais.

Vantagens:

• Alta economia de energia;

• Tamanho reduzidíssimo, possibilitando monitores com espessura de até 3mm de espessura (!)

• Cores vibrantes, com um preto absoluto, diferente do preto acinzentado do LCD;

• Baixo tempo de resposta, menor ainda do que o do LCD.

• Uma das únicas desvantagens é o alto custo para a produção desse tipo de monitor, e como o Plasma e o LCD ainda tem uma fama grande, sua popularização demorará mais alguns anos...

2.6.5 Touchscreen

•Os monitores de touchscreen (tela sensível ao toque) fornecem uma

maneira nova de interação com seu computador através de uma tela

sensível. Isso permite que os usuários interajam diretamente com o

programa na tela sem a necessidade de um mouse ou teclado.

3.Conclusões

• Especificamente, com o estudo dos Semáforos e Monitores tira se as seguintes conclusões:

• Os semáforos são variável que não assume valores negativos e não pode ser modificada

directamente, somente por meio de procedimentos. 

• Os Semáforos são implementados no sistema operacional e são considerados uma forma de

IPC (Semáforos também podem ser usados para sincronização tao bem como para obtenção de

exclusão mútua). Da mesma maneira que SO são diferentes, implementam versões diferentes

de memoria compartilhada e filas de mensagens, há varias implementações de semáforos. O

POSIX.1b implementa semáforos com identificadores e sem identificadores.

• O monitor é um dispositivo de saída do computador, cuja função é transmitir

informação ao utilizador através da imagem. Porém são poucas as pessoas que se

interessam por sua história. Nos anos 50, a televisão ainda era novidade. Os

computadores ocupavam vários metros quadrados, e eram utilizados cartões perfurados

para armazenar, e papéis impressos para exibir os dados. Estes computadores eram

usados em grandes empresas, pois era inviável e inútil alguém ter um destes em casa.

• Os monitores de tubo já perderam espaço no mercado, pois são grandes e consomem

muita energia. Os monitores LCD evoluíram muito, melhorando a imagem e a

economia. Actualmente são os mais vendidos