SISTEMAS OPERACIONAIS

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1 SISTEMAS OPERACIONAIS PROF. ALEXANDRO DOS SANTOS SILVA 1 1 SUMÁRIO Introdução Conceito Serviços Multiprogramação Categorias Interface de usuário Sistema de arquivos Estudos de caso Windows XP 2 2

2 INTRODUÇÃO O que se espera de um sistema de computação? Execução de programas de usuários Permitir a solução de problemas Sistema operacional: um programa colocado entre o hardware do computador e os programas dos usuários de forma a atingir esses dois objetivos Programas Sistema Operacional Hardware 3 3 CONCEITO Software responsável pela controle de execução de programas aplicativos Interface entre aplicativos e o hardware Duas formas de ver um sistema operacional Alocador de recursos Programa de controle Sistema operacional: interface entre usuário/computador Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 Usuário 4 Editor de texto Editor de Navegador Planilha Eletrônica Jogo Sistema Operacional Hardware 4 4

3 SERVIÇOS Execução de programas Carga de aplicativos na memória principal Acesso a dispositivos de entrada e saída Controle de acesso a arquivos Acesso a recursos de sistema Proteção entre usuários Contabilidade Estatísticas Monitoração de desempenho Sinalização de upgrades necessários Detecção de erros Erros de hardware (falhas em dispositivos de E/S, por exemplo) Erros de programação (acesso não autorizado, por exemplo) Solicitação de recursos não disponíveis por aplicativos 5 5 MULTIPROGRAMAÇÃO Conceito: manter mais de um programa em execução simultaneamente Sistemas de tempo compartilhado (timesharing): tipo de multiprogramação Utilização do processador por cada programa em pequenos intervalos de tempo Se um intervalo de tempo não é suficiente para a conclusão do programa, ele é interrompido para substituição por um outro, aguardando a concessão de um novo intervalo de tempo Ilusão de possuir a máquina dedicada a execução de seu programa Tempo de resposta é importante Interface para interação com o programa em execução (introdução de novos dispositivos de entrada e saída, como o terminal de vídeo e o teclado) 6 6

4 CATEGORIAS Sistemas monoprogramáveis Sistemas multiprogramáveis Sistemas multiprocessados 7 7 SISTEMAS MONOPROGRAMÁVEIS Primeiros sistemas operacionais Principal característica: permitir que os recursos de hardware (processador, memória e periféricos) permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa Qualquer outra aplicação, para ser executada, deve aguardar o término da execução do programa corrente Também conhecidos como sistemas monotarefa Capacidade de execução de apenas uma tarefa por vez De fácil implementação, quando comparado a outros sistemas Poucas preocupações com problemas decorrentes de compartilhamento de recursos Exemplos: MS-DOS 8 8

5 SISTEMAS MULTIPROGRAMÁVEIS Principal característica: multiprogramação Capacidade de execução de vários programas de forma simultânea Compartilhamento de recursos entre os diversos usuários e aplicações Exemplo: enquanto um programa espera pelo término de uma operação de leitura ou gravação em disco, outros aplicativos podem estar sendo processados neste mesmo intervalo de tempo (se observa, neste caso, o compartilhamento da memória e do processador) Também conhecidos como sistemas multitarefa De maior eficiência (se comparado aos sistemas monoprogramáveis) Entretanto, de implementação mais complexa 9 9 SISTEMAS MULTIPROGRAMÁVEIS Classificação (em função do número de usuários) Sistemas monousuário: projetados para uso por um único usuário Exemplos: Windows 3.x, Windows 9x, Windows Millenium Sistemas multiusuário: projetados para suportar várias sessões de usuários Exemplos: Windows NT, UNIX 10 10

6 SISTEMAS MULTIPROCESSADOS Sistemas equipados com duas ou mais CPUs interligadas, que operam em conjunto Principal vantagem: execução efetiva de vários programas ao mesmo tempo ou distribuição da execução de uma mesma tarefa entre vários computadores Incorporação dos mesmos princípios básicos e benefícios apresentados na multiprogramação Acréscimo de outras características e vantagens específicas Escalabilidade: ampliação de poder computacional do sistema com o acréscimo de novos processadores Disponibilidade: capacidade de manter o sistema em operação mesmo em caso de falhas Balanceamento de carga: distribuição de processamento entre os diversos processadores disponíveis, a partir da carga de trabalho de cada processador INTERFACE DE USUÁRIO Conceito: interface para interação entre o usuário e o sistema operacional Tipos Interface de Linha de Comando Interface Gráfica de Usuário 12 12

7 INTERFACE DE USUÁRIO Interface de linha de comando Princípio básico de funcionamento: digitação de comandos (via teclado) Requer, do usuário, conhecimentos avançados relacionados à sintaxe adotada para a linguagem de comandos (além das funcionalidades agregadas aos comandos) Pouca interatividade: ausência de uso de dispositivos apontadores, como o mouse Interpretação de comandos: realizada por um interpretador de comandos (também conhecido por shell) Exemplos: command.exe (MS-DOS), bash (UNIX) Interface de usuário predominante nas décadas de 60 e INTERFACE DE USUÁRIO Interface Gráfica de Usuário Origem do termo: abreviadamente, do acrônimo GUI, do inglês Graphical User Interface Ambiente de desktop: sistema com soluções de interface gráfica com o usuário (GUI) Uso de elementos gráficos, como janelas, ícones, menus e ponteiros Interação: geralmente realizada através de dispositivos apontadores (mouse) ou teclados, com os quais o usuário é capaz de selecionar elementos gráficos e manipulá-los de forma a obter algum resultado prático Exemplos: Windows Aero, KDE, Gnome, etc. Windows Aero 14 GNOME 14

8 SISTEMA DE ARQUIVOS Parte mais visível do sistema operacional Mecanismo de armazenamento e acesso a dados e programas Conceitos básicos Arquivos: recipientes que contêm dados Armazenamento de dados e programas Diretórios: conjuntos de referências a arquivos Partição: abstração que permite, a partir do disco físico, criar discos lógicos Objetivos Fornecer mecanismos para usuários manipular arquivos e diretórios Garantir a validade e coerência de dados Minimizar ou eliminar o risco de perda/alteração de dados Otimizar o acesso Fornecer suporte a outros sistemas de arquivos Suporte à vários usuários (multiprogramação) Uso compartilhado (proteção e acesso concorrente) SISTEMA DE ARQUIVOS Conceito de arquivo Armazenamento de informação em diferentes tipos de arquivos Sistema operacional: visão uniforme da informação independente do dispositivo físico de armazenamento Visão lógica é o arquivo Mapeamento para dispositivos físicos Espaços de nomes: conjunto de regras e convenções para identificar simbolicamente um arquivo, variáveis de sistema para sistema Distinção entre letras maiúsculas e minúsculas Obrigatoriedade ou não de uma extensão Às vezes, extensões são apenas convenções Tamanho máximo do nome e da extensão (se houver) 16 16

9 SISTEMA DE ARQUIVOS Arquivo: atributos Informações sobre arquivos Nome: informação simbólica empregada para referenciar o arquivo Tipo: binário, texto, executável, caracter, bloco Localização: posição do arquivo em um determinado dispositivo E/S Tamanho: número de bytes que compõem o arquivo Proteção: controle de acesso à leitura, escrita e execução do arquivo Data/hora de criação e identificação do usuário: informações destinadas a proteção, segurança e monitoração Varia de sistema operacional a sistema operacional Atributos mantidos em uma estrutura à parte ESTUDOS DE CASO Windows XP 18 18

10 WINDOWS XP Membro de uma família completa de sistemas operacionais desenvolvidos pela Microsoft Sucessor de ambos os sistemas operacionais Windows 2000 (para usuários corporativos) e Windows Me (para usuários domésticos) Termo XP : derivado da palavra experience Principais características Sistema multiprogramável Sistema multiusuário Sistema de tempo compartilhado Nova interface gráfica (comparada com as versões anteriores) Suporte aos sistemas de arquivos FAT32 e NFTS Suporte a plug-and-play Compressão e criptografia de arquivos Quotas em disco e desfragmentação WINDOWS XP: HISTÓRICO 1981: lançamento do MS-DOS (Disk Operating System), sistema operacional para a linha de computadores pessoais IBM-PC Monoprogramável, monousuário e com uma interface de linha de comandos 1985: lançamento da primeira versão do Microsoft Windows Introdução da interface gráfica Não era propriamente um sistema operacional (o MS-DOS ainda era mantido como o sistema operacional) Versões posteriores (Windows 3.1, Windows 95/98 e Windows ME): apesar de várias melhorias e inovações, sempre associadas ao MS- DOS 1993: lançamento do Windows NT Sistema multitarefa Nenhuma relação com a arquitetura MS-DOS Apesar disso, algumas de suas características foram incorporadas, como a interface gráfica 20 20

11 WINDOWS XP: HISTÓRICO 2000: lançamento do Windows 2000 Evolução do Windows NT 2001: lançamento do Windows XP, com a mesma arquitetura do Windows 2000 Introdução de nova interface gráfica Acréscimo de alguns poucos recursos Integração das linhas de sistemas operacionais DOS- Windows e Windows NT WINDOWS XP: ÁREA DE TRABALHO Principais componentes: ícones, barra de tarefas e menu Iniciar 22 22

12 WINDOWS XP: ÁREA DE TRABALHO Ícones: representação visual (figuras) de recursos do computador, como arquivos, programas e dispositivos Também denominados de atalhos Possibilidade de acrescentar ou remover ícones na área de trabalho É relativamente comum o acréscimo de novos ícones, quando da instalação de um novo programa Existência de alguns ícones padrões (alguns dos quais não podem ser removidos da área de trabalho, como a Lixeira ) Windows XP: alguns ícones padrões WINDOWS XP: ÁREA DE TRABALHO Barra de tarefas: componente usado na área de trabalho para inicialização e monitoração de aplicativos Localização padrão: parte inferior Componentes Menu Iniciar (vide página 10) Barra de acesso rápido: atalhos para aplicações Ideal para a colocação de ícones de aplicações usadas com maior freqüência pelo usuário (o mesmo pode customizá-la) Botões da barra de tarefa: aparência dependente da relação de aplicações em execução no momento Um botão é adicionado para cada janela de aplicativo Objetivo: permitir a alternância entre janelas com rapidez e facilidade, ainda que algumas estejam minimizadas ou ocultas sob outra janela Introdução do conceito de agrupamento de janelas: agrupamento de diversos botões da mesma aplicação Área de notificação: ícones representativos do status de algumas aplicações abertas e do próprio sistema operacional Um relógio também é apresentado por padrão nesta área 24 24

13 WINDOWS XP: ÁREA DE TRABALHO Barra de tarefas Aparência inicial: ausência de botões de aplicativos em execução na barra de botões Aparência, após a execução de alguns aplicativos Acréscimo de botões à barra de botões Aparência, com agrupamento de botões de um mesmo aplicativo Quando do clique sobre o agrupamento, será exibido um menu com os botões de cada janela do aplicativo WINDOWS XP: ÁREA DE TRABALHO Menu Iniciar: principal elemento da barra de tarefas Acesso através do acionamento de um botão, com o rótulo Iniciar, posicionado à esquerda da barra de tarefas Tela de atalhos básicos para as aplicações mais comuns Possibilidade de customização Alguns item apresentam uma seta à direita, como forma de indicar a existência de opções adicionais em um menu secundário (a ser exibido, quando do posicionamento do ponteiro sobre a seta) Aprimoramento em relação às versões anteriores: exibição da relação dos programas abertos mais recentemente 26 26

14 WINDOWS XP: Windows Explorer: gerenciador de arquivos e diretórios para a plataforma Windows Recursos Exibição de estrutura hierárquica de arquivos, diretórios e unidades de disco Exibição de mapeamentos de unidades de rede Criação, cópia, exclusão, organização e transferências de arquivos e diretórios Renomeação de arquivos e diretórios Configuração de acesso a arquivos e diretórios Localização de arquivos, diretórios e aplicativos WINDOWS XP: Painel principal: visualização dos discos lógicos do computador Acesso via pressionamento de combinação de teclas (CTRL + E) ou pelo menu Iniciar Meu Computador 28 28

15 WINDOWS XP: Principais elementos visuais 1. Barra de menu: menu com itens para execução de diversas rotinas ou tarefas disponíveis no Windows Explorer 2. Barra de ferramentas: ícones para execução de rotinas usadas com mais freqüência 3. Árvore: painel de exibição da estrutura hierárquica de diretórios e sub-diretórios dos discos existentes no computador Posicionado à esquerda, abaixo da barra de menu e da barra de ferramentas A presença de um ícone com o sinal de mais (+) à esquerda do nome do diretório indica que aquele diretório contém subdiretórios Identificação do diretório selecionado no momento 4. Conteúdo: painel em que são exibidas informações sobre arquivos e diretórios armazenados no diretório selecionado no momento 5. Barra de status: exibição de informações sobre o arquivo ou diretório selecionado atualmente (em caso de diretórios, é comum a exibição do quantitativo de arquivos e/ou sub-diretórios existentes no item selecionado) WINDOWS XP: Principais elementos visuais: identificação 30 30

16 WINDOWS XP: Barra de ferramentas: principais ícones Navegação entre diretórios já visualizados anteriormente Exibição/ocultação do Painel Árvore Ferramenta de pesquisa de arquivos e diretórios Configuração de modo de visualização de arquivos e diretórios (painel Conteúdo). Modos de exibição disponíveis: miniaturas, lado a lado, ícones, lista e detalhes Endereço: descrição da localização do diretório selecionado, no momento (é possibilitado ao usuário a inserção da localização de um diretório, para sua visualização) WINDOWS XP: Exibição de informações sobre arquivos (atributos), se o Windows Explorer estiver configurado em modo de visualização detalhe Configuração realizada através do ícone Modos de exibição, disponível na barra de ferramentas, ou pelo Menu de Contexto Exibir Detalhes (acionado quando do pressionamento do botão direito do mouse sobre o painel de conteúdo) 32 32

17 WINDOWS XP: Exibição de informações sobre arquivos (atributos) É possível selecionar quais atributos devem ser exibidos, ao acessar o menu de contexto disponível quando do acionamento do botão direito do mouse sobre o título de alguma coluna do Painel Conteúdo WINDOWS XP: Exibição de informações sobre arquivos (atributos) Janela de diálogo Propriedades : exibição de mais informações sobre um arquivo específico Acesso: Menu de Contexto Propriedades (após a seleção do arquivo desejado) 34 34

18 WINDOWS XP: Atributos avançados: para configuração destes atributos em um arquivo ou diretório, após sua seleção, acesse a janela de Propriedades Somente Leitura: indicativo de que o arquivo não pode ser editado Quando da exclusão de um arquivo somente de leitura, será informado ao usuário que trata-se de um arquivo somente de leitura Se exibido o termo R na coluna Atributos, o arquivo é somente de leitura Oculto: indicativo de que o arquivo não estará visível pelo Windows Explorer, se a opção Mostrar pastas e arquivos ocultos não estiver habilitada Para ativar ou desativar esta opção, acesse o menu Ferramentas Opções de pasta, guia Modos de Exibição (após a seleção do diretório desejado) Se exibido o termo H na coluna Atributos, o arquivo é somente de leitura WINDOWS XP: Controle de acesso Níveis de acesso Sistema: identificação de quais usuários podem acessar o sistema e quais operações cada usuário poderá executar Identificação realizada a partir de login e senha Arquivos (permissões): delimitação de quais operações podem ser realizadas pelo usuário sobre cada arquivo presente Permissões: grupo lógico de permissões especiais relacionadas Controle total Modificar Ler & Executar Listar os Conteúdos da Pasta Ler e Gravar 36 36

19 WINDOWS XP: Configuração de permissões: procedimentos 1. Acessar janela de diálogo Propriedades, guia Segurança, após o seleção do arquivo ou diretório desejado 2. Selecionar usuário ou grupo de usuários, na seção superior da janela 3. Caixa Permissões : marcar ou desmarcar as caixas de seleção Permitir ou Negar, para cada permissão exibida A permissão será concedida ou removida do usuário ou grupo de usuários selecionado WINDOWS XP: Configuração de permissões: observação 1 Para visualização da guia Segurança, certifique-se de que a opção Usar compartilhamento simples de arquivo (recomendável) não esteja habilitada Para ativar ou desativar esta opção, acesse o menu Ferramentas Opções de pasta, guia Modos de Exibição (após a seleção do diretório desejado) 38 38

20 WINDOWS XP: Configuração de permissões: observação 2 Para alteração de permissões de um arquivo ou diretório, o usuário da sessão deve ser proprietário ou possuir permissão de alteração de permissões concedida pelo proprietário do item selecionado WINDOWS XP: Gerenciamento de grupos e usuários locais Grupos pré-definidos com níveis de permissões também pré-definidos Possibilidade de inclusão ou remoção de usuários como membros Usuários definidos como membros de um determinado grupo dispõe de todas as permissões configuradas para o grupo em questão Acesso ao utilitário: a partir do menu de contexto exibido, quando do clique com o botão direito no atalho Meu computador, selecione a opção Gerenciar Após a abertura da janela de diálogo Gerenciamento do computador, selecione o item Usuários e grupos locais 40 40

21 WINDOWS XP: Diretórios Padrão de organização: árvores hierárquicas Possibilidade de criação de subdiretórios Criação de estrutura básica de diretórios para armazenamento dos arquivos do sistema operacional, quando da instalação do próprio sistema operacional Uso da primeira partição válida (unidade lógica) do disco rígido, que é abreviada normalmente (mas não necessariamente) com a letra C Diretórios básicos Arquivos de Programas: projetado para armazenamento de arquivos de programas do usuário (instalados posteriormente) Document and Settings: projetado para armazenado de arquivos e diretórios pessoais dos usuários do sistema Um diretório base é criado para cada usuário Windows: diretório de armazenamento dos arquivos do próprio sistema operacional (se não todos, quase a totalidade) WINDOWS XP: Diretórios: estrutura básica 42 42

22 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MACHADO, Francis Berenger; MAIA, Luiz Paulo. Arquitetura de Sistemas Operacionais, 4ª edição. Rio de Janeiro: LTC, OLIVEIRA, R. S.; CARISSIMI, A.; TOSCANI, S. S. Sistemas Operacionais. Porto Alegre: Editora Sagra-Luzzatto. WIKIPÉDIA. Ambiente de desktop. Disponível em < Acesso em 19 de maio de WIKIPÉDIA. Barra de tarefas. Disponível em < Acesso em 21 de maio de WIKIPÉDIA. Interface gráfica do utilizador. Disponível em < Acesso em 19 de maio de WIKIPÉDIA. Interpretador de comandos. Disponível em < Acesso em 19 de maio de WIKIPÉDIA. Menu Iniciar. Disponível em < Acesso em 21 de maio de WIKIPÉDIA. Windows Explorer. Disponível em < Acesso em 26 de maio de WIKIPÉDIA. Windows XP. Disponível em < Acesso em 20 de maio de