FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC GOIÁS Gestão da Tecnologia da Informação. Daniel Augusto, Rodrigo Damasceno, Andrey Castro LINUX CENTOS

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1 FACULDADE DE TECNOLOGIA SENAC GOIÁS Gestão da Tecnologia da Informação Daniel Augusto, Rodrigo Damasceno, Andrey Castro LINUX CENTOS Lucília Gomes Ribeiro GOIÂNIA, 2015

2 Daniel Augusto, Rodrigo Damasceno, Andrey Castro LINUX CENTOS Relatório apresentado como requisito parcial para obtenção de aprovação na disciplina Sistemas Operacionais, no Curso de Gestão da Tecnologia da Informação, na Faculdade de Tecnologia Senac Goiás. Lucília Gomes Ribeiro GOIÂNIA,

3 RESUMO Este trabalho apresenta como é o funcionamento de SO técnico e sobre a utilização do CentOS visando demonstrar as vantagens da escolha feita, como é o funcionamento geral e suas especificidades. 3

4 SUMÁRIO RESUMO INTRODUÇÃO OBJETIVO DESENVOLVIMENTO CONCLUSÃO REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

5 1 INTRODUÇÃO Será apresentado neste trabalho como funciona um SO no modo técnico demonstrnado sua estrutura, arquitetura, escalonamento, gerência de memória, disposição dos sistemas de arquivos e gerência de entrada e saída, informando como cada um opera e principais características frente a estes parâmetros. Falaremos também utilizar Linux em geral quais as vantagens do mesmo, porque utilizamos o Centos e suas especificidades. 5

6 2 OBJETIVO Vantagens do CentOS, como é o funcionamento geral do sistema linux e suas especificidades. 6

7 3 DESENVOLVIMENTO Porque utilizar Linux? O Sistema linux é muito versátil pois tem várias distrubuições, esses sistemas é totalmente grátis pois são open source (código fonte aberto), mas tem alguns que cobra a manutenção. Cada distribuição tem algo em particular, mas em seu todo, todos seguem o mesmo princípio. Um sistema Linux é compatível com várias plataformas de hardware, sendo necessário apenas você baixar a versão para a qual irá necessitar trabalhar, isto é: i386, alpha, arm, hppa, hurd-i386, ia64, m68k, mipsel, mips, powerpc, s390, sh, sparc. O codigo fonte aberto permite que qualquer pessoa veja como o sistema funciona, corrija algum problema ou faça alguma sugestão sobre sua melhoria, esse é um dos motivos de seu rápido crescimento, assim como da compatibilidade com novos hardwares como já citados acima além de sua alta performance e de sua estabilidade. Utiliza permissões de acesso a arquivos, diretórios e programas, o que faz o sistema ser considerado muito seguro, sendo um dos motivos que faz com que em 13 anos de existência nunca fosse registrado ocorrências de vírus. O linux é util para quase tudo por ter várias distribuições, ele é util para: Servidores, Clusters, Desktop,etc. A maoria das empresas utilizam o SO Linux pois tem uma diversidade de pacotes, muitos softwares free to user, softwares para escritório, desenvolvedores, etc. As maiores vantagens de utilizar um sistema Linux é: O Linux convive tranqüilamente com outros SO's instalados no mesmo HD (disco rígido); Lhe permite fazer conectividade com outras plataformas; pode ser executado em 10 arquiteturas diferentes (Intel, Macintosh, Alpha, Arm e etc); O sistema de arquivos utilizado pelo Linux é inteligente evitando assim a fragmentação dos mesmos; CentOS É uma distribuição Linux derivada de códigos fontes gratuitamente distribuídos pela Red Hat Enterprise Linux, surgiu em meados de Maio de 2004 e mantida pelo CentOS Project. O CentOS pode ser considerado então um sistema clone. A numeração das versões é baseada na numeração do Red Hat Enterprise Linux. Por exemplo, o CentOS 4 é baseado no Red Hat Enterprise Linux 4. A diferença básica entre um e outro é o fornecimento de suporte pago na aquisição de um Red Hat. 7

8 O CentOS proporciona um grande acesso aos softwares padrão da indústria, incluindo total compatibilidade com os pacotes de software preparados especificamente para os sistemas Red Hat Enterprise Linux. Isso lhe dá o mesmo nível de segurança e suporte, através de updates, que outras soluções Linux Enterprise, porém sem custo. Suporta tanto em ambientes de servidores para aplicação de missão crítica quanto ambientes de estação de trabalho. CentOS possui numerosas vantagens, incluindo: Uma comunidade ativa e crescente, um rápido desenvolvimento e teste de pacotes, uma extensa rede para download, desenvolvedores acessíveis, múltiplos canais de suporte incluindo suporte em português e suporte comercial através de parceiros. LINUX TECNICO Arquitetura Antes de falarmos de arquitetura do Linux, precisamos entender dois conceitos, são eles: o chamado núcleo monolítico é aquele que todos os componentes do SO estão em um código único, e esse código é visto como o processo sistema operacional, executado em modo protegido. Já o chamado micronúcleo ou microkernel possui uma gama reduzida de funcionalidades primitivas de sincronização, um mecanismo de comunicação entre processos e um escalonador simples. Os outros componentes que são necessários ao SO como sistemas de arquivos, gerência de memória, drivers de dispositivos e outros são implementados através de processos separados que realizam essa interação entre si e com o micronúcleo para a troca de mensagens. Sabendo disso, no Linux é utilizado um meio termo destes dois conceitos, os chamados módulos. Este é um mecanismo de construção de núcleos que busca juntar as vantagens tanto de um núcleo monolítico quanto a de um micronúcleo, ou seja, o módulo é um arquivo objeto que pode ser ligado e removido de forma dinâmica do núcleo do sistema operacional em tempo de execução. Os processos representam tanto a execução de tarefas de usuários como também tarefas do próprio sistema operacional. Este conceito é muito importante para todo sistema operacional multiprogramado. Conceito de processo no Linux Durante seu ciclo de vida, um processo utiliza vários recursos do sistema, como o processador, a memória física para o armazenamento do programa em execução e dos dados, a aplicação de dispositivos de entrada e saída, entre outros. Para entendermos esse gerenciamento de processos no Linux, precisamos entender o que é o descritor de processo. O descritor de processo é uma estrutura que possui vários campos que possuem a função de ponteiros, apontando para outros 8

9 descritores de processo, descritores de arquivos abertos, informações para escalonamento, para áreas de memória em uso, temporizadores e etc. A criação de um processo é dada da seguinte forma: um processo já formado produz uma cópia de si mesmo de forma exata, duplicando todo o seu ambiente através de uma chamada de sistema utilizando o fork. Este novo processo criado é chamado de processo filho, e obviamente, é chamado de processo pai quem o criou. Após sua criação, é substituída a área de código do processo filho pelo código que será executado através de outra chamada de sistema denominada chamada exec. Esta chamada habilita o processo filho trocar a imagem do código pai por uma imagem própria. A criação do processo descrita acima é a mesma em todos os processos UNIX. Quando o processo é criado, este é associado a um descritor de processos, sendo atualizados os diferentes campos do descritor para refletir o estado global atual do processo criado. Durante a execução deste novo processo, este passa por diferentes estados devido a características próprias à sua execução, podendo passar pelos seguintes estados de um processo Linux: TASK_RUNNING: Quando o processo está esperando para ser executado ou executando. TASK_INTERRUPTIBLE: Este é o estado no qual um processo está bloqueado, aguardando que alguma condição seja satisfeita para que ele passe para o estado TASK_RUNNING. TASK_UNINTERRUPTIBLE: Este também é considerado um estado bloqueado, porém neste caso, o processo está esperando por uma condição crítica e enquanto esta condição não for satisfeita seu estado não pode ser alterado. TASK_STOPPED: O processo neste estado tem a sua execução parada pela ocorrência de uma interrupção de software e só retorna sua execução após receber outra interrupção de software proferido por outro processo. TASK_ZOMBIE: Este estado é assumido por um processo filho quando ele termina sua execução e aguarda do processo pai uma chamada de sistema do tipo wait. Assim que o processo pai recupera as informações do término do processo filho, é liberado o descritor de processos do filho. O término de um processo é realizado através da notificação deste processo ao núcleo do sistema operacional sobre o seu término de execução realizando uma chamada de sistema exit(). Assim que este comando é executado, o SO realiza vários procedimentos relacionados ao processo que está sendo finalizado e libera todos os recursos utilizados por esse processo, encerrando arquivos abertos e liberando o descritor de processos. 9

10 Escalonamento Como os escalonadores UNIX, o escalonador Linux prioriza os processos I/O bound em relação ao CPU bound, oferecendo um melhor tempo de resposta às aplicações de forma interativa. Ele é baseado em time-sharing, onde o tempo do processador é dividido em quantum, sendo os processos executados durante o período do quantum. Quando este processo está em execução e acaba o quantum, um novo processo é escolhido para execução, provocando uma troca de contexto, garantindo um escalonamento preemptivo. Quanto a escolha dos processos a serem executados, o Linux trabalha com dois tipos de prioridades, sendo a estática utilizada somente por processo de tempo, e prioridade dinâmica, esta calculada levando em conta a prioridade base do processo e o tempo que resta em seu quantum. O escalonador do Linux utiliza três tipos de seleção diferentes para o escalonamento: SCHED_FIFO: Válida apenas para processos em tempo real, o descritor deste processo criado é alocado no final da fila relacionado à sua prioridade. SCHED_RR: O descritor deste processo criado é alocado no final da fila relacionado à sua prioridade. Este será executado somente mediante a uma destas quatro situações: se o quantum se esgota; um processo de prioridade superior que está apto a ser executado; se um processo libera de forma espontânea o processador para processos com a mesma prioridade que a sua; o processo é bloqueado ou termina em uma operação de E/S ou de sincronização. SCHED_OTHER: Equivale a um esquema de prioridade dinâmica com timesharing de filas multinível. Gerenciamento de memória Memoria virtual O modelo de memória de um processo UNIX é organizado em quatro partes, são elas: texto, dados não inicializados, dados inicializados e pilha. A área de texto é o código do programa, a de dados é constituída pelo espaço de armazenamento necessário às variáveis alocadas de forma estática no programa. A área de pilha provê o espaço de memória necessário às variáveis automáticas para passagem de parâmetros e restaurar e salvar endereços de retorno dando suporte a sub-rotinas. 10

11 Paginação O Linux aplica um sistema de paginação em três níveis no objetivo de traduzir endereços virtuais para endereços reais. Nesse modelo de paginação, são aplicados três tipos de tabelas de páginas: diretório global de páginas, a tabela de páginas e o diretório intermediário de páginas, onde cada uma delas possui entradas apontando para uma tabela do próximo nível hierárquico. Um dos motivos pelo qual é aplicado pelo Linux um sistema de paginação em três níveis é a garantia da portabilidade a diferentes plataformas. Alocação e liberação de memória física O Linux faz uso de um algoritmo chamado Buddy para alocação e liberação de páginas físicas de forma eficiente. Neste algoritmo, a alocação de memória é realizada de modo a alocar um bloco de memória constituído por uma ou mais páginas físicas, e o controle das áreas de memória livres e alocadas é realizado através de um vetor, onde cada elemento deste vetor contém informações das páginas livres no sistema organizadas em blocos. Swapping Caso não haja mais espaço de memória disponível durante a execução de um processo e for necessário carregar uma nova página, o sistema operacional substitui uma página que está em memória pela página que precisa ser carregada através de um procedimento chamado swapping. Sistema de arquivos Assim como todo sistema UNIX, o Linux organiza seu sistema de arquivos em uma árvore hierarquizada, convertendo em uma estrutura que inclui todas as informações referentes ao sistema de arquivos. Outra característica importante do Linux é a sua propensão a suportar diferentes sistemas de arquivos, dando a ele grande flexibilidade em relação a outros sistemas operacionais. Partições e pontos de montagem Uma partição é a divisão de um disco físico em um ou vários discos lógicos que podem ser agregado um sistema de arquivos diferentes. É importante sabermos que cada partição pode abrigar um sistema de arquivos, e que este sistema de arquivos determina uma estrutura para alocação de arquivos, de informações de gerência e de diretórios. 11

12 O ponto de montagem é um diretório. No Linux, o ponto de montagem inicial é o diretório raiz, ou /, e a partir dele montamos novos diretórios ou novos sistemas de arquivos. A montagem de um CD ROM é um exemplo, de que a montamos em um ponto qualquer no diretório raiz ou em qualquer outro diretório e após a montagem o seu conteúdo poderá ser acessado de forma normal como qualquer outro arquivo. Gerência de entrada e saída A gerência de entrada e saída tem o objetivo de criar uma camada de software que, por intermédio de uma interface comum, esconda os detalhes específicos de cada dispositivo. Cada dispositivo físico de E/S detém um controlador. Controlador é um processador projetado para efetuar uma função específica. O software responsável por implementar as operações do dispositivo de E/S no núcleo do SO é chamado de driver de dispositivos. Os drivers de dispositivos são os meios de interação entre o sistema operacional e os dispositivos de E/S. É composto por um conjunto de funções e de estruturas de dados que o habilita a controlar um ou vários periféricos. Estes interagem com as diferentes partes do sistema operacional através de uma interface de programação bem definida. O Linux categoriza os dispositivos de entrada e saída em três: Dispositivos orientados a caracteres: permitem a transferência de uma quantidade qualquer de dados em uma só ação de entrada e saída, tendo variações desde uma sequência de tamanho qualquer até a uma escrita byte a byte. Dispositivos orientados a blocos: são relacionados a arquivos que permitem o acesso aleatório a dados, sendo capazes de transferir somente uma porção fixa de dados em uma operação de E/S. Dispositivos orientados a caractere: relacionados a arquivos de dispositivos e são acessados através de funções canônicas do VFS. 12

13 4 CONCLUSÃO Através desta pesquisa chegamos à conclusão de que a escolha do usuário em instalar em sua máquina ou em uma rede um sistema Linux na qual nós usamos a distribuição CentOS, é muito confiável em sua aplicação pois garante confiabilidade, segurança, além de ser um sistema totalmente grátis com amplos pacotes e uma comunidade grande e é sustentada pela Red Hat Enterprise Linux. 13

14 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS OLIVEIRA, R. S.; CARISSIMI, A. S.; TOSCANI, S. S. Sistemas Operacionais. 4ª ed. Porto Alegre: bookman, SILBERSCHATZ, A; GALVIN, P. B.; GAGNE, G. Fundamentos de Sistemas Operacionais. Tradução: Aldir José Coelho Corrêa da Silva. 8ª ed. Rio de Janeiro: LTC, SILBERSCHATZ, A; GALVIN, P. B.; GAGNE, G. Sistemas Operacionais com JAVA. Tradução: Daniel Vieira. 6ª ed. Rio de Janeiro: Elsevier,