Sistemas Operacionais: Conceitos e Funções

1. Funções Básicas do Sistema Operacional

As funções básicas de um Sistema Operacional são:

• Facilitar o acesso ao sistema;
• Compartilhar recursos de forma organizada e segura.

2. Sistema Computacional vs. Sistema Operacional

Sistema Computacional e Sistema Operacional não são a mesma coisa, porém estão interligados. O Sistema Computacional processa informações de acordo com um software, enquanto o Sistema Operacional é um software que fornece a base para executar as aplicações.

3. Sistemas Multiprogramáveis

Existem três tipos principais de sistemas multiprogramáveis:

• Sistema Batch: Caracteriza-se por não exigir a atenção do usuário durante a execução da aplicação.
• Sistema de Tempo Compartilhado (Time-Sharing): Permite que diversos programas sejam executados a partir da divisão do tempo do processador em pequenos intervalos.
• Sistema Tempo Real: Possui implementação semelhante ao sistema de tempo compartilhado, mas difere no tempo de resposta exigido no processamento das aplicações.

4. Sistemas Fortemente Acoplados vs. Fracamente Acoplados

Sistemas Fortemente Acoplados: Vários processadores compartilham uma única memória física e dispositivos de Entrada/Saída (E/S), sendo gerenciados por um único Sistema Operacional.

Sistemas Fracamente Acoplados: Possuem dois ou mais sistemas computacionais conectados através de linhas de comunicação.

5. Importância do Mecanismo de Interrupção para Sistemas Multiprogramação

O mecanismo de interrupção é crucial para sistemas multiprogramação, pois permite a sincronização da execução de rotinas do Sistema Operacional e programas dos usuários, além do controle de dispositivos. Uma interrupção sinaliza à CPU a ocorrência de eventos importantes, como a conclusão de uma operação de E/S ou a necessidade de atenção do usuário. O Sistema Operacional suspende a execução do programa atual, atende à interrupção e retorna ao programa interrompido.

6. Estados de um Processo

Um processo pode estar em um dos seguintes estados:

• Execução: O processo está sendo processado pela CPU.
• Pronto: O processo está pronto para ser executado, aguardando a sua vez.
• Espera: O processo está aguardando por algum evento ou recurso para prosseguir seu processamento.
• Criação: O processo teve seu PCB (Process Control Block) criado, mas ainda não teve seu processamento iniciado.
• Terminado: O processo não pode mais ter nenhum programa executado em seu contexto, mas o Sistema Operacional mantém suas informações de controle na memória.

7. Funcionamento do Mecanismo de Interrupção

O mecanismo de interrupção é acionado por eventos externos ao programa em execução. Ao final de cada instrução, a unidade de controle verifica a ocorrência de interrupções. Se houver uma interrupção, a CPU salva o estado do programa atual, executa a rotina de tratamento da interrupção e retorna ao programa interrompido.

8. Processos Foreground vs. Background

Processos Foreground: Permitem a comunicação direta do usuário com o processo durante seu processamento.

Processos Background: Não há comunicação com o usuário durante seu processamento.

9. Eliminação de Processo e Mecanismo de Sinais

A eliminação de um processo pode utilizar o mecanismo de sinais para notificar outros processos sobre o ocorrido. Por exemplo, quando um arquivo é eliminado, um sinal pode ser enviado para os processos que o estavam utilizando.

10. Ambiente Monothread vs. Multithread

Em um ambiente monothread, um processo possui apenas uma thread de execução. Em um ambiente multithread, um processo pode ter múltiplas threads de execução, compartilhando o mesmo espaço de endereçamento. As threads em um processo multithread são mais leves e possuem menor overhead de criação e gerenciamento do que processos independentes.

11. Formas de Implementação de Threads

As quatro formas de implementação de threads são:

• Criação (Thread Creation)
• Terminação (Thread Termination)
• Sincronização (Thread Join)
• Rendimento da Thread (Thread Yield)