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(no m e)xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx Funções de um sistema operacional Escola Cidade 2012 Sistema operacional: Um sistema operacional é um programa ou um conjunto de programas cuja função é gerenciar os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos, etc. ), fornecendo uma interface entre executada imediata dos computadores p S”içxtc programa armazena A sigla usual para de -o.

Embora possa ser r ligada, a maioria a através de outro til, chamada BIOS. gramas é SO (em português) ou OS (do ingl s Operating System). Os sistemas operacionais basicamente controlam o hardware e permitim que os softwares sejam executados. E fazem a parte de hardware interagir com a parte de software é o sistema operacional que transforma aqueles comandos e processos que são vistos no gerenciador de tarefas se transformarem em imagem no monitor.

Outra parte que cabe ao sistema operacional é a interface com o usuário, pois não bastaria apenas o sistema operacional controlar o hardware e executar programas se ele nao oferecesse ao usuário uma interface que possa ser utilizada pelo mesmo. Existem vários sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados o dia a dia, normalmente utilizados em computadores domésticos, são o Windows, Linux e Mac OS k processadores, memória principal, discos, impressoras, teclado, mouse, monitor, interfaces de rede e outros dispositivos de entrada e saída.

Enfim, é um sistema complexo. Um dos conceitos mais fundamentais dos Sistemas Operacionais Modernos é a distinção entre o programa e a atividade de executá-lo. O programa é apenas um conjunto estático de diretrizes e sua execução é uma atividade dinâmica. Outra das diferenças que podemos observar entre um sistema operacional e aplicações convencionais é a forma com que suas otinas são processadas em função do tempo. Um sistema operacional não é executado de forma estruturada.

Suas rotinas são executadas concorrentemente em função de eventos assíncronos. Em outras palavras, eventos que podem ocorrer a qualquer momento. Principais funções Um sistema operacional possui as seguintes funções: 1 . Gerenciamento de processos; 2. Gerenciamento de memória; 3. Sistema de arquivos; 4. Entrada e saída de dados. 1 . Gerenciamento de processos O sistema operacional multitarefa é preparado para dar ao usuário a ilusão que o número de processos em execução imultânea no computador é maior que o número de processadores instalados.

Cada processo recebe uma fatia do tempo e a alternância entre vários processos é tão rápida que o usuário pensa que sua execução é simultânea. São utilizados algoritmos para determinar qual processo será executado em determinado momento e por quanto tempo. Os processos podem comunicar-se, isto é conhecido como IPC (Inter-Process Communication). Os mecanismos geralmente utilizados são: * sinais; PAGF70F11 Communication). Os mecanismos geralmente utilizados são: * upes; named pipes; * memória compartilhada; oquetes (sockets); * trocas de mensagens.

O sistema operacional, normalmente, deve possibilitar o multiprocessamento (SMP ou NUMA). Neste caso, processos diferentes e threads podem ser executados em diferentes processadores. Para essa tarefa, ele deve ser reentrante e interrompível, o que significa que pode ser interrompido no meio da execução de uma tarefa. 2. Gerenciamento de memória O sistema operacional tem acesso completo à memória do sistema e deve permitir que os processos dos usuários tenham acesso seguro à memória quando o requisitam.

O primeiro servidor para l,PvnvVW rodou em um NEXTSTEP baseado o BSD. Vários sistemas operacionais usam memória virtual, que possui três funções básicas: ‘k assegurar que cada processo tenha seu próprio espaço de endereçamento, começando em zero, para evitar ou resolver o problema de relocação (Tanenbaum, 1 ggg); * prover proteção da memória para impedir que um processo utilize um endereço de memória que não lhe pertença; * possibilitar que uma aplicação utilize mais memória do que a fisicamente existente.

Dentro de gerenciamento de memória, pode não ser possivel manter todos os processos em memória, muitas vezes por ão existir memória suficiente ara alocar aquele processo. Para solucionar esse probl mecanismo chamado PAGF30F11 copiado da memória para o disco; este processo é retirado da fila do processador e mais tarde será novamente copiado para a memória; Então, o processo ficará ativo na fila novamente. O resultado desse revezamento no disco é que o sistema operacional consegue executar mais processos do que caberia em um mesmo instante na memória.

Swapping impõe aos programas um grande custo em termos de tempo de execução, pois é necessário copiar todo o processo para o disco e mais arde copiar novamente todo o processo para a memória. Em sistemas onde o usuário interage com o programa durante sua execução, o mecanismo de swapping é utilizado em último caso, quando não se é possível manter todos os processos na memória, wsto que a queda no desempenho do sistema é imediatamente sentida pelo usuário. 3. Sistema de arquivos O sistema de arquivos é a parte mais visivel de um sistema operacional.

Cria um recurso lógico a partir de recursos físicos através de uma interface coerente e simples e que seja fácil de usar para o usuário. O mecanismo de armazenamento e acesso a dados e programas unciona através de duas funções básicas: O armazenamento de dados e de programas, referente aos arquivos; e a organização e informação sobre arquivos, referente as pastas e diretórios. Principais funções: * Fornecer mecanismos para usuários manipular arquivos e diretórios. Garantir a validade e coerência dos dados * Minimizar ou eliminar o risco de perda ou alteração de dados * Otimizar o acesso * Fornecer suporte a outros sistemas de arquivos * Suporte a vários usuários multiprogramação) ‘k Uso compartilhado (proteção e acesso concorrente) PAGFd0F11 usuários multiprogramação) Uso compartilhado (proteção e acesso concorrente) Dentre as inúmeras funções do SO, também é de sua responsabilidade controlar os dispositivos de E/S de um computador.

Para isso, o sistema operacional pode enviar comandos aos dispositivos, tratar interrupções e erros, além de fornecer uma interface entre os dispositivos externos e o sistema. Os dispositivos podem ser do seguinte tipo: 1 . armazenamento: discos magnéticos, discos ópticos, fitas, etc. 2. transmissão: placas de rede, modem, etc. 3. interface homem-máquina: monitor, teclado, mouse, etc. Basicamente, todo dispositivo se comunica com o sistema omputacional enviando sinais via cabo ou através do ar.

Para isso, os dispositivos utilizam um ponto de conexão chamado porta (serial ou paralela). Um conjunto de feios condutores é chamado de barramento. Podemos definir um barramento como uma estrutura de interconexão que possui um protocolo bem definido para a transmissão das mensagens. Este protocolo especifica o que podem ser enviado pelos fios condutores. Todo dispositivo de EIS está conectado ao sistema computacional através de uma controladora.

Esta controladora é um dispositivo eletrônico que pode operar uma porta, um barramento ou um ispositivo. Em outras palavras, a controladora é um módulo responsável pela interface que é feita entre o sistema e os dispositivos. Dentre as suas principais funções estão: 1. controle e temporização. 2. comunicação como processador. 3. comunicação com os dispositivos. 4. armazenamento temporário de dados. 5. detecção de erros.

São exemplos de controla PAGFSOFII armazenamento temporário de dados. São exemplos de controladoras: 1 . controladora gráfica: interface entre monitor e barramento do sistema (PCI). 2. controladora de memória: interface entre memória e barramento do sistema. . controladora de disco IDE: interface entre discos e barramento. 4. controladora de disco SCSI: interface entre discos SCSI e Enquanto algumas controladoras são bem simples (controladora de uma porta serial) outras podem ser bastante complexas.

Uma controladora SCSI geralmente é implementada como uma placa de circuito separada e contém um microprocessador, um micro código e unidades de armazenamento (memória) para permitir o processamento de mensagens no protocolo SCSI. Outros dispositivos têm sua controladora embutida, como por exemplo, os discos IDE (impressa em uma de suas superfícies). Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas multiprocessadores Os sistemas multiprocessadores dois ou mais processadores trabalhando juntos – podem ser divididos em duas partes: * Sistemas fortemente acoplados; * Sistemas fracamente acoplados.

Dentro de sistemas fortemente acoplados – memória única compartilhada por dois ou mais processadores, tendo um mesmo sistema operacional gerenciando todos os processadores, encontramos mais duas divisões: ‘k Sistemas simétricos – onde os processadores têm a mesma função; * Sistemas assimétricos – onde um rocessador (mestre) pode executar serviços do siste 11 coplados – mais de dois sistemas operacionais que são ligados por canal de comunicação, tendo hardware e sistemas operacionais independentes -, existem mais duas divisões: Sistemas operacionais de rede – cada sistema, também chamado host ou nó, possui seus próprios recursos de hardware, como processadores, memória e dispositivos de entrada e saída. Os nós são totalmente independentes dos terminais, sendo interconectados por uma rede de comunicação de dados, formando uma rede de computadores. Os sistemas operacionais de rede são utilizados tanto em redes locais (Local Area Network – CAN), como em redes distribuídas Wide Area Network – WAN). A ligação entre os diversos nós é feita por uma interface de rede que permite o acesso aos demais componentes da rede. Não existe um limite máximo para o número de nós que podem fazer parte de uma rede de computadores.

Cada nó é totalmente independente dos demais, possuindo seu próprio sistema operacional e espaço de endereçamento. Os sistemas operacionais podem ser heterogêneos. Na Internet, cada host pode estar processando um sistema operacional diferente, mas todos estão se comunicando através do mesmo protocolo de rede, no caso, os protocolos da amllia TCP/IP (Transmssion Control protocol/lnternet protocol). * Sistemas operacionais distribuídos — computadores independentes que parecem um único computador aos olhos do usuário; Trata-se de um conjunto de processos que são executados de forma concorrente, cada um dos quais acessando um subconjunto de recursos do sistema.

E essa comunicação é feita em forma de envio de mensagens. Interface de uso envio de mensagens. Sistema operacional com interface gráfica, no caso, o Linux Ubuntu 11 (rodando a interface Unity) Os sistemas operacionais fornecem abstração de hardware para ue seus recursos possam ser usados de maneira correta e padronizada, mas para ser possível operar um computador, é necessário fornecer também uma interface para que o usuário possa desfrutar dos recursos do sistema. Atualmente existem três tipos de interface: GUI (graphical user interface) ou interface gráflca, TUI (text user interface) ou interface textual, e CUI (command-line user interface) ou interface de linha de comando.

GUI (Graphical user interface) Nesse tipo de interface, o usuário tem à disposição um ambiente de trabalho composto por menus, ícones, janelas e outros itens. O usuário interage com esse tipo de interface usando o mouse, podendo também usar o teclado e teclas de atalho. É possível fazer todo tipo de tarefa usando interface gráfica, como edição de videos e imagens, sendo somente alguns tipos multo específicos de tarefas que se saem melhor em linha de comando. Acrescentar facilidade de uso e agilidade é o objetivo da GUI, tendo a desvantagem de consumir muito mais memória que interfaces de linha de comando. Em sistemas unix-likes, existe a possibilidade de escolher o gerenciador de janelas a utilizar, aumentando em muito a liberdade de escolha do ambiente.

TUI (Text user interface) Aplicativo com interface textual (TUI), rodando no sistema operacional Free DOS Assim como na GUI, a TIJI também tem à disposição um ambiente de trabalho composto por menus, janelas e botões, por TUI também tem à disposição um ambiente de trabalho composto por menus, janelas e botões, porém essas interfaces não têm a capacidade de reproduzir figuras, salvo as que são tratadas como caracteres ASCII. Essa interface, antes da popularização da GUI, tinha um uso difundido em aplicações baseadas no MS-DOS, que, aliás, nas versões mais recentes ontava com um gerenciador de programas e arquivos baseados em TUI (o DOS Shell).

As TIJIs, ao contrário das GIJls, não dependem de um gerenciador de janelas específico para funcionar, podendo mesmo serem inicializadas a partir da linha de comando. Atualmente essa interface é muito rara, praticamente restrita a sistemas implementados na década de 1980 e inicio da década de 1990. CUI (Command-line user interface) Além da interface gráfica, existe a interface de linha de comando, que funciona basicamente com a digitação de comandos, sendo nesse relativamente pouco interativa. Os comandos digitados são nterpretados por um interpretador de comandos, conhecidos também por shells, bastante comuns em sistemas unix-likes. Um exemplo de interpretador de comandos seria o Bash.

Usada geralmente por usuários avançados e em atividades especificas, como gerenciamento remoto, utiliza poucos recursos dehardware em comparação a interface gráfica. Nesse tipo de ambiente, raramente se usa o mouse, embora seja possível através do uso da biblioteca ncurses no desenvolvimento dos softv. ‘ares. Classificações Um exemplo da linha de comando Em relação ao seu projeto (arquitetura), segundo Tanenbaum 1 999): * Núcleo monolítico ou monobloco: o núcleo consiste em um unlco processo exec PAGF40F11 Tanenbaum (1999): * Núcleo monolitico ou monobloco: o núcleo consiste em um único processo executando numa memória protegida (espaço de núcleo) executando as principais funções. Ex. : MAC OS X, OS/ 2, Windows, Linux, FreeBSD.

Micronúcleo ou modelo cliente-servidor: o núcleo consiste de funções mínimas (comunicação e gerenciamento de processos), e outras funções, como sistemas de arquivos e gerenciamento de memória, são executadas no espaço do usuário como serviços; as plicações (programas) são os clientes. Ex. : GNU Hurd,Mach. * Sistema em camadas: funções do núcleo irão executar em camadas distintas, de acordo com seu nfi,’el de privilégio. Ex. : Multics. * Monitor de máquinas virtuais: fornece uma abstração do hardware para vários sistemas operacionais. Ex. : VM/ 370, VMware, xen. Quanto ao gerenciamento de processos, pode-se usar a seguinte classificação: * Monotarefa: pode-se executar apenas um processo de cada vez EX. : MS-DOS. Multitarefa: além do próprio SO, vários processos de utilizador (tarefas) estão carregados em memória, sendo que um pode star ocupando o processador e outros ficam enfileirados, aguardando a sua vez. O compartilhamento de tempo no processador é feito de modo que o usuário tenha a impressão que varias processos estão sendo executados simultaneamente. Cada processo recebe um tempo para ser executado. Ao final desse tempo, outro processo é executado. Essa alternância de processos chama-se concorrência. * Multitarefa cooperativa: Executa dois ou mais programas em simultâneo, mas o programa que está em primelro plano tem controlo sobre o processador. Neste caso se este programa falhar bloqueia o computad