SISTEMAS OPERACIONAIS. Caderno de Atividades e Interatividades

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1 SISTEMAS OPERACIONAIS Caderno de s e Interatividades

2 Ação Educacional Claretiana, 2010 Batatais (SP) Trabalho realizado pelo Centro Universitário Claretiano de Batatais (SP) Cursos: Graduação Disciplina: Sistemas Operacionais Versão: abr./2010 Caderno de atividades e interatividades elaborado pelo Prof. Luciano Freire. Este caderno é parte integrante da disciplina Sistemas Operacionais. Todos os direitos reservados. É proibida a reprodução, a transmissão total ou parcial por qualquer forma e/ou qualquer meio (eletrônico ou mecânico, incluindo fotocópia, gravação e distribuição na we, ou o arquivamento em qualquer sistema de banco de dados sem a permissão por escrito do autor e da Ação Educacional Claretiana. Centro Universitário Claretiano Rua Dom Bosco, Bairro: Castelo Batatais SP CEP cead@claretiano.edu.br Fone: (16) Fax: (16)

3 1 INTRODUÇÃO Neste encarte, você encontra as atividades e as interatividades referentes a cada unidade que deverão ser realizadas a distância e entregues na Sala de Aula Virtual. Além disso, haverá uma aula intermediária em que será desenvolvida uma atividade em sala de aula presencial (veja Guia acadêmico, item: Como será minha avaliação?). Essa atividade será especificada na aula intermediária da disciplina, e sua nota será acrescida à avaliação continuada presencial. A sua participação é de fundamental importância para o desenvolvimento dos conhecimentos apreendidos durante a disciplina. Lembre-se de que é importante ficar atento aos prazos estipulados, pois, ao cumpri-los, você terá uma nota final à altura de seus esforços. ATENÇÃO! Na Sala de Aula Virtual SAV, ferramenta Cronograma, será disponibilizado para você um quadro com instruções referentes ao modo como deverá proceder nesta disciplina, bem como nas atividades e interatividades. O intuito é facilitar a visualização de informações importantes e, com isso, possibilitar um melhor aproveitamento em seus estudos. Quaisquer dúvidas ou esclarecimentos, entre em contato com o seu coordenador de curso ou com o seu tutor a distância. 2 DESCRIÇÃO DOS EXERCÍCIOS UNIDADE 1 INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERACIONAIS Fundamentado no estudo da Unidade 1, resolva os exercícios propostos a seguir e envie-os, no Portfólio, para o seu tutor. 1) Com suas próprias palavras, elabore uma síntese que contenha: definição, explicação, características, locais e métodos de aplicação dos termos e das expressões computacionais listados a seguir: Monotarefa. Sistema em batch. c) Multitarefa. d) Processo. e) Multiprocessamento. f) Time-sharing. g) Quais são as principais funções de um Sistema Operacional? 2) Como você imagina que a computação distribuída afeta o projeto de um Sistema Operacional? 3) Quais são as diferenças entre um Sistema Operacional open-source e um Sistema Operacional livre em termos da filosofia de desenvolvimento e da distribuição aos usuários? O interpretador de comandos ( 4) shell) é a principal interface de interação entre o usuário e o Sistema Operacional. No Windows, ela é representada pelo aplicativo cmd; já no Linux, temos vários aplicativos, como csh, tcsh, bash, dentre outros. Dessa forma, escolha uma das shells do Linux e quatro comandos dela e compare-os com os equivalentes no cmd. Lembre-se de que a comparação deve ser realizada em termos de forma de utilização do comando e recursos. Sistemas Operacionais CAI Batatais Claretiano 3

4 Interatividade Na Unidade 1, você estudou os principais conceitos de Sistemas Operacionais e viu alguns exemplos, como Windows, Linux e Unix. Esses sistemas são muito utilizados em computadores pessoais e em servidores. Entretanto, com a evolução dos dispositivos móveis, especificamente dos celulares, surgiram novos sistemas operacionais para atender às características desses dispositivos, bem como as necessidades dos usuários. Dentre os diversos sistemas operacionais, desse seguimento, podemos citar o Symbian, iniciativa da Nokia e de outras empresas, e o Windows Phone, da Microsoft. Assim, com base nos conceitos estudados nessa unidade, faça uma pesquisa na internet e discuta, no Fórum, com seus colegas de turma o seguinte: As principais características dos dois Sistemas Operacionais citados anteriormente. As principais diferenças entre os Sistemas Operacionais para celulares pesquisados e os Sistemas Operacionais convencionais para computadores pessoais (como o Windows e o Linux). UNIDADE 2 GERENCIAMENTO DE PROCESSOS Para realizar esta atividade, você deverá resolver os exercícios propostos e, em seguida, enviá-los no Portfólio para o seu tutor. 1) 2) 3) Defina os termos e as expressões a seguir e mencione em qual contexto são utilizados: Subprocesso. Thread. c) Quantum. d) Concorrência. e) Exclusão Mútua. Descrevas as situações em que um processo deixa de ser executado pela CPU. Quais são os estados que um processo pode assumir? Dê exemplos de situações que levam um processo a trocar de estado. 4) Considerando os esquemas de escalonamento preemptivo e não preemptivo: c) Explique o funcionamento desses dois esquemas. Identifique as diferenças entre eles. Apresente as vantagens e as desvantagens de um esquema em relação ao outro. 5) O que é uma condição de disputa ( race condition)? Quando ela ocorre? 6) Explique o funcionamento do algoritmo produtor-consumidor. Além disso, dê um exemplo do cotidiano em que esse algoritmo poderia ser aplicado. Lembre-se de identificar, no exemplo, a aplicação do algoritmo. 7) O que é um deadlock? Identifique e dê um exemplo de situação em que ele pode ocorrer. 8) Com base na tabela a seguir, construa uma representação gráfica dos processos em função do tempo de CPU utilizando os tipos de escalonamentos FIFO e Round Robin (time slice = 3). Essa representação deverá mostrar a ordem de execução dos processos nos dois algoritmos. Se você preferir, poderá utilizar um gráfico de barras. 4 CAI Sistemas Operacionais Claretiano Batatais

5 Tabela 1 Exemplo. PROCESSO TEMPO DE PROCESSADOR PRIORIDADE A 12 1 B 7 4 C 9 2 D 10 3 E 5 5 9) Explique como funcionam as técnicas denominadas Semáforos e Monitores no tratamento da exclusão mútua. UNIDADE 3 GERENCIAMENTO DE MEMÓRIA Com base no estudo da Unidade 3, resolva as questões propostas a seguir e envie-as no Portfólio para o seu tutor. 1) Quais são as funções do gerenciador de memória? 2) Descreva e compare as técnicas de gerenciamento de memória swapping e memória virtual, destacando seus pontos positivos e negativos. 3) Faça um resumo do funcionamento dos seguintes algoritmos de substituição de páginas: c) FIFO. LRU. LFU. 4) Considere que um sistema de substituição de página MRU tem espaço para armazenar apenas três páginas (como demonstrado na Figura 1) e, também, que um conjunto de páginas será lido na seguinte sequência: A, B, C, D, C, A, E, A, B, B, E, A e B. Tendo como referência essas informações, preencha a tabela a seguir, indicando as trocas de páginas para cada um dos algoritmos de substituição de páginas da Questão 3. Sistemas Operacionais CAI Batatais Claretiano 5

6 Tabela 2 Trocas de Páginas. Figura 1 Substituição de páginas LRU. REFERÊNCIA DE PÁGINA RESULTADO SUBSTITUIÇÃO DE PÁGINA MRU COM TRÊS PÁGINAS DISPONÍVEIS ATENÇÃO! Para facilitar o preenchimento da sua tabela, utilize, como exemplo, a Figura 1, apresentada anteriormente. Lembre-se de que deverá ser produzida uma tabela de preenchimento para cada um dos algoritmos. UNIDADE 4 SISTEMAS DE ENTRADA E SAÍDA (I/O) Fundamentado no estudo da Unidade 4, desenvolva os exercícios propostos a seguir e envie-os no Portfólio para o seu tutor. 1) Por que se utilizam buffers com dispositivos de E/S? Se um Sistema Operacional não utilizar buffers para seus dispositivos de E/S, o que acontecerá? Haverá perda de desempenho? Justifique sua resposta. 2) O que é independência de dispositivo? 3) Por que o Sistema Operacional necessita de drivers para manipular os dispositivos de E/S? 6 CAI Sistemas Operacionais Claretiano Batatais

7 4) Faça uma comparação entre as seguinte formas de E/S: c) E/S programada. E/S orientada por interrupção. E/S usando DMA. 5) 6) Quais são as latências envolvidas no acesso de dados em um disco rígido? Descreva cada uma delas. Qual nível de RAID apresenta problemas com relação ao desempenho de escrita devido à gravação dos dados de paridade? c) d) e) RAID 0. RAID 1. RAID 5. RAID RAID 4. UNIDADE 5 SISTEMA DE ARQUIVOS Para realizar esta atividade, responda às questões a seguir e poste-as no Portfólio para o seu tutor. 1) Por que os sistemas de arquivos de nível único são inadequados para a maioria dos sistemas? 2) Um Sistema Operacional simples suporta somente um diretório, mas permite que este tenha muitos arquivos com tamanhos arbitrários de nomes. Esse sistema poderia ser utilizado para simular um sistema hierárquico de arquivos? Como isso seria feito? 3) Compare a implementação de alocação de arquivos por meio de blocos contíguos de disco, utilizando o método de alocação por listas encadeadas e relacionando as vantagens e as desvantagens. 4) Como o sistema operacional Windows mantém a compatibilidade entre os nomes longos de arquivos da FAT 32 com o esquema de nomes de arquivos do MSDOS? 5) Elabore um resumo comparando os sistemas de arquivos NTFS e o ext2 do Linux. UNIDADE 6 SEGURANÇA Com base no estudo da Unidade 6, faça o que se pede: 1) Fundamentado nos sete objetivos da segurança estudados nessa unidade, identifique, para cada um dos cenários listados a seguir, quais dos sete objetivos deveriam ser obrigatoriamente atendidos. Justifique sua resposta. Site de comércio eletrônico. Comunidade virtual, como Orkut e Facebook. c) Envio de mensagens por meio de um software de para desktop, como Outlook ou Thunderbird. d) Utilização de um software de webmail. Sistemas Operacionais CAI Batatais Claretiano 7

8 ATENÇÃO! Lembre-se de que não são todos os objetivos de segurança que precisam ser atendidos. Dependendo do cenário, um objetivo pode ser mais importante do que o outro. 2) Explique o funcionamento de cifragem, de simetria e de assimétrica. Dê dois exemplos em que cada uma dessas técnicas de criptografia poderia ser utilizada. 3) O que é uma assinatura digital? Como podemos utilizá-la no dia a dia? 4) Para que servem os certificados digitais? Cite, pelo menos, um exemplo de aplicação do dia a dia em que se utilizam certificados digitais. 5) Aponte as diferenças entre um ataque DoS normal de um distribuído. 6) O que é um firewall? Como ele consegue proteger um ambiente computacional? Quais ataques se consegue evitar com um firewall? Interatividade Para participar desta interatividade, faça uma pesquisa sobre computação nas nuvens. Em seguida, debata e interaja, no Fórum, com seus colegas de turma sobre as ferramentas disponíveis que utilizam esse conceito e os provedores desse tipo de serviço. Além disso, analise as vantagens e as desvantagens de uma empresa de TI em desenvolver aplicações e serviços utilizando a computação nas nuvens. Lembre-se de fazer corretamente as referências e as citações. Os textos copiados indevidamente da internet serão desconsiderados. 3 CONSIDERAÇÕES As atividades e as interatividades propostas neste Caderno de atividades e interatividades tiveram como objetivo principal a compreensão dos conteúdos propostos no Caderno de referência de conteúdo. O estudo e a realização das atividades, somados ao debate interativo e colaborativo, permitiram que você não apenas aprofundasse os conteúdos programáticos das seis unidades referenciais, mas que também ampliasse os conhecimentos e as experiências didático-pedagógicas importantes. Você, como futuro profissional, deverá, ainda, discutir as formas de gerenciamento dos recursos de hardware, tais como: processador, memória e dispositivos de entrada/saída. 8 CAI Sistemas Operacionais Claretiano Batatais