Fundamentos de Sistemas Operacionais e Segurança

Gerência de Memória

• Gerência de memória: Tem como função básica a transferência de processos da MS para a MP. Como o tempo de acesso à MS é maior, o SO procura reduzir o número de operações de E/S para a MS. É responsável por tentar manter na MP o maior número de processos, deve permitir que novos processos sejam executados mesmo sem espaço livre na MP e deve executar programas maiores que a capacidade da memória física utilizando técnicas de overlay e memória virtual.
• Overlay: Divisão do programa em módulos e utilização da mesma página de memória para execução. O tamanho é estabelecido com base no maior módulo e apresenta problemas de desempenho devido à troca excessiva entre MS e MP.
• Swapping: Aplicada para programas que necessitam de memória livre. Swap out é a transferência da MP para a MS; swap in é da MS para a MP.
• Alocação contígua simples: Utilizada em SOs monoprogramáveis, divide a MP em uma área para o SO e outra para programas. É de fácil implementação, mas não utiliza os recursos de hardware de forma eficiente.
• Alocação contígua particionada estática: Divisão da memória em partições de tamanho fixo definidas na inicialização. Sofre de fragmentação interna.
• Alocação contígua particionada dinâmica: Cada programa utiliza apenas o espaço necessário. Gera fragmentação externa, exigindo técnicas de compactação que aumentam a complexidade.
• Gerência de memória virtual: Combinação da MP e MS como uma única memória, permitindo que mais processos compartilhem a MP.
• Espaço de endereçamento virtual: Endereço de alocação do programa na memória virtual, traduzido para o físico durante a execução.

Processos e Deadlock

• Deadlock: Espera por um recurso alocado que nunca será liberado. Requer quatro condições simultâneas: exclusão mútua, espera por recursos, não preempção e espera circular.

Subsistema de Entrada/Saída (E/S)

• Acesso ao subsistema de E/S: O SO possui rotinas para comunicação com dispositivos via system calls.
• Operação síncrona: O processo aguarda o encerramento da operação.
• Operação assíncrona: O processo permanece pronto para execução enquanto a operação ocorre em segundo plano.
• Device driver: Implementa a comunicação entre dispositivos e controladores.
• DMA: Permite acesso direto de dispositivos à memória.
• Dispositivos: Estruturados (blocos fixos, ex: HD) e não estruturados (fluxo de caracteres, ex: impressora).
• Tempos de leitura/gravação: Seek (posicionamento), latência rotacional (espera do setor) e transferência.
• Redundância (RAID): Array de discos para desempenho e confiabilidade.

Virtualização

• Virtualização: Execução de vários SOs em um único equipamento. Inclui virtualização de hardware, apresentação e aplicativos.
• Máquina virtual: Ambiente operacional completo que se comporta como um computador independente.

Acesso Remoto e Administração

• Protocolos: Telnet (sem segurança), SSH (seguro com chaves assimétricas), VNC (acesso gráfico) e Terminal Services (administração remota e servidores de aplicação).
• Remote Desktop: Conexão remota da área de trabalho do Windows.

Segurança da Informação

• Ameaças: Quebra de confidencialidade, integridade, disponibilidade, roubo de serviço e negação de serviço (DoS).
• Ataques: Mascaramento, reprodução e man-in-the-middle.
• Proteção: Física, humana, do SO e da rede.
• Autenticação e Criptografia: Mecanismos para garantir identidade e restringir acesso a dados.
• Firewall: Dispositivo de filtragem (pessoal, proxy, de aplicação, de pacotes) que monitora e controla o tráfego de rede.

Sistemas Distribuídos

• Sistemas distribuídos: Sistemas autônomos interligados para compartilhamento de recursos e processamento.
• Clusters: Nós conectados por rede de alto desempenho.
• Migração: De dados, computação ou processos para balanceamento de carga e eficiência.