Sistemas Operacionais: Conceitos e Funções

Componentes de um Sistema Operacional

• Núcleo

  Gerente de processos, interrupções, comunicação e sincronização de processos.

• Gerente de Memória

  Responsável pelo controle e alocação de memória aos processos ativos.

• Sistema de E/S

  Responsável pelo controle e execução de operações de E/S e otimização do uso dos periféricos (Gestão de Dispositivos).

Todo programa que é executado vai para a memória!

Visões de um Sistema Operacional

• Top-Down

  O sistema operacional age como uma "camada" entre o hardware e o usuário, possibilitando formas mais amigáveis de interagir com o computador, como os sistemas de janelas.

• Bottom-Up

  O sistema operacional gerencia todo o hardware do computador, como controle de alocação de memória, controle de dispositivos de entrada e saída (mouse, teclado, impressoras) e gerenciamento do HD.

Kernel

O Kernel, também chamado de supervisor, faz a interação direta com o hardware. Ele inicia assim que o computador é ligado, detectando o hardware indispensável ao funcionamento da máquina (monitor, placa de vídeo, etc.). O Sistema Operacional é carregado em seguida e, após o login do usuário, o Kernel administra as principais funções do S.O.: gerenciamento da memória, processos, arquivos e dispositivos periféricos.

Sistema Computacional

Um sistema computacional é composto por hardware e software.

• Tipos de Software

  • Programas de Sistema

    Gerenciam a operação do computador.

  • Programas de Aplicação

    São programas de usuários.

Tipos de Processos

• CPU-Bound

  Passa a maior parte do tempo realizando cálculos, com poucas operações de E/S. Longa utilização da CPU.

• I/O-Bound

  Passa a maior parte do tempo no estado bloqueado, pois realiza muitas operações de E/S. Várias e curtas utilizações da CPU.

Escalonamento

O compartilhamento de um processador entre vários processos só acontece através de um algoritmo de escalonamento.

• Um processo pode ser bloqueado por duas situações: aguardar uma entrada ou por decisão do S.O.

• Escalonador

  Cada processo que recebe a CPU é executado durante um prazo determinado pelo escalonador.

Um escalonador deve ser focado em dois aspectos principais. Exemplo: No Unix, os processos do tipo I/O-bound possuem prioridades sobre os processos do tipo CPU-Bound.

Backbone: A interconexão central de uma rede. Pode ser entendido como uma espinha dorsal de conexões que interliga pontos distribuídos de uma rede, formando uma grande via por onde trafegam informações.

Perguntas e Respostas sobre Sistemas

1. O que é um sistema de Tempo Real?

   É um sistema que exige um tempo de resposta menor para cada aplicação, dando a impressão de fazer várias coisas ao mesmo tempo.

2. Quais as aplicações?

   Controles de processos, como monitoramento de refinarias de petróleo, controle de tráfego aéreo, usinas termonucleares, ou qualquer aplicação onde o tempo de resposta seja fundamental.

3. O que é um sistema com Múltiplos Processadores?

   É um sistema com várias UCPs interligadas, rodando em um único SO, tornando o processamento e o tempo de resposta mais velozes, mas com um custo mais alto.

4. O que é um sistema Fracamente Acoplado?

   Cada sistema possui seu próprio SO.

5. O que é um sistema Fortemente Acoplado?

   Vários processadores compartilham uma única memória e são gerenciados por um único Sistema Operacional. Múltiplos processadores permitem que vários programas sejam executados ao mesmo tempo, ou que um programa seja dividido em subprogramas para execução simultânea em mais de um processador.

6. O que é um sistema Síncrono?

7. O que é um sistema Assíncrono?

8. Como funciona um sistema de Rede?

   Duas ou mais máquinas interligadas através de um cabo de rede LAN ou comunicação wireless, com opções de acesso e compartilhamento configuradas no sistema operacional.

9. Como funciona um sistema Distribuído?

   Um sistema operacional servidor é instalado em uma máquina potente e, através de uma comunicação pela rede, várias máquinas se conectam a este servidor através de um switch, rodando o sistema pela rede. As outras máquinas iniciam o SO diretamente da máquina servidora, sem necessidade de instalação local.

10. Qual a principal diferença entre um sistema de Rede e um sistema Distribuído?

    Em um sistema distribuído, o servidor tem total controle sobre as outras máquinas. Em um sistema de rede, as máquinas são independentes e não necessitam de um servidor.

11. Quais são as duas principais funções de um S.O.?

    Controlar os recursos físicos e lógicos de um computador.