Informática I Aula 28 http://www.ic.uff.br/~bianca/informatica1/ Aula 28-24/07/06 1
Aula de hoje Revisão para a Prova 2 (dia 02/08/2006) Sistemas Operacionais Redes de Computadores e Internet Engenharia de Software Softwares Aplicativos Aspectos Legais do software Aula 28-24/07/06 2
Sistemas Operacionais Um sistema operacional é uma camada de software que se encontra entre os softwares aplicativos e o hardware. Gerencia recursos de hardware como discos, CPU e memória. Suporta softwares aplicativos como compiladores, gerenciadores de banco de dados e outros. Estabelece uma interface com o usuário. Normalmente é dividido em: Kernel ou núcleo: contém todas as rotinas de gerenciamento do hardware e execução dos programas. Interface: pode ser uma GUI (interface gráfica) ou shell (interface de comandos). Exemplos de sistemas operacionais: DOS, Windows, Linux, UNIX. Aula 28-24/07/06 3
Características de Sistemas Operacionais Monousuário vs. Multiusuário Monousuário: um usuário por vez. Ex.: DOS. Multiusuário: vários usuários. Ex.: UNIX. Monoprogramável vs. Multiprogramável. Monoprogramável: somente um programa é executado por vez do início ao fim. Ex.: DOS. Multiprogramável (ou multitarefa): vários programas executam simultaneamente com tempo compartilhado. Ex.: Windows, DOS. Preemptivo ou Cooperativo Aula 28-24/07/06 4
Características de Sistemas Operacionais Gerenciamento de memória É o processo de alocar memória para os programas e de manter os programas separados na memória. DOS: divide a memória em áreas fixas para o sistema e para o programa que está executando. Outros sistemas utilizam a técnica de paginação ou swapping. A memória é divida em páginas que são carregadas com trechos de programas que estão sendo executados. Utiliza memória virtual: partes do programa ficam no disco e só vão para a memória real quando são executados. Gerenciamento de arquivos Organiza e gerencia arquivos de disco em uma estrutura de diretórios. Pode conter mecanismos de proteção dos dados. Aula 28-24/07/06 5
Redes de Computadores Uma rede de computadores é uma infraestrutura de troca de mensagens entre os módulos ligados na rede, permitindo o acesso a recursos remotos e a aplicações distribuídas. O sistema de comunicação usado em uma rede é composto por: Meios físicos de conexão (enlaces físicos) Ex: cabo ethernet, conexão sem fio wi-fi, conexão Bluetooth Regras de comunicação entre os módulos processadores (protocolos) Ex: TCP/IP Topologia (maneira como os computadores são conectados) Aula 28-24/07/06 6
Classificação de redes quanto a área geográfica coberta LANs = Local Area Networks Redes locais Interligam computadores e periféricos em um espaço restrito (casa, escritório, escola e edifícios próximos). MANs = Metropolitan Area Networks Redes metropolitanas Abrangem uma cidade. WANs = Wide Area Networks Redes de longa distância Abrangem uma grande área geográfica como um país ou continente PANs = Personal Area Networks Redes de computadores pessoais Menor do que a LAN, abrange alguns dispositivos pessoais Aula 28-24/07/06 7
Topologia de Redes Os enlaces físicos podem ser de dois tipos: Ligação ponto-a-ponto Cada enlace possui somente dois pontos de comunicação Ligação multiponto Cada enlace permite a presença de vários pontos de comunicação Aula 28-24/07/06 8
Topologia de Redes (cont.) A direção de transmissão do enlace pode ser de vários tipos: Simplex Utilizado em apenas um dos dois possíveis sentidos de transmissão. Half-Duplex Utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão, porém apenas um por vez. Full-Duplex Utilizado nos dois possíveis sentidos de transmissão, simultaneamente. ou Aula 28-24/07/06 9
Topologia de Redes (cont.) A topologia física determina como os enlaces estão dispostos em uma rede. Topologias comuns em LANs e WANs: Multiponto Barramento Ponto-a-ponto Estrela Anel Aula 28-24/07/06 10
Topologia em barramento Todos os dispositivos se ligam ao mesmo meio de transmissão. O meio tem início e fim físicos. Se o nó A enviar um sinal para o nó B, o sinal se propagará por todo o comprimento do cabo. Existe um mecanismo de endereçamento para que cada nó compreenda quais mensagem deve receber. Exemplo: Rede Ethernet com cabo coaxial. Vantagem: custos de cabeamento minimizados Desvantagens: dificuldade de corrigir problemas pois não há ponto central quebra dos cabos pode desativar todo o segmento Aula 28-24/07/06 11
Topologia em estrela Cada dispositivo é conectado a um ponto central por meio de um link ponto-a-ponto. Exemplo: rede Ethernet com Hub Vantagens: cada dispositivo é isolado no seu próprio cabo. a maioria dos sistemas de cabeamento é projetada em estrela. Desvantagens: mais cabos são necessários. falhas de hub desativam a rede. Aula 28-24/07/06 12
Topologia em Anel É um loop físico e fechado, consistindo em links ponto-aponto. Cada nó age como um repetidor. Recebe uma transmissão oriunda do nó anterior e a amplifica antes de passá-la adiante. Os dados trafegam um uma só direção. Exemplos: Token Ring, FDDI. Vantagens: cada repetidor duplica os sinais, ocorrendo pouca degradação Desvantagens: uma quebra no anel desativa toda a rede. dispositivos da rede tendem a ser mais caros. Aula 28-24/07/06 13
Modelo OSI/ISO 7 Camada de Aplicação Camada de Aplicação 7 6 Camada de Apresentação Camada de Apresentação 6 5 Camada de Sessão Camada de Sessão 5 4 Camada de Transporte Camada de Transporte 4 3 Camada de Rede Camada de Rede 3 2 Camada Enlace Camada Enlace 2 1 Camada Física Camada Física 1 Meio Físico Aula 28-24/07/06 14
Modelo OSI/ISO Física: transmissão de uma cadeia de bits. Enlace: divide a sequência de bits a serem transmitidos em quadros, contendo uma forma de redundância para detecção de erros; faz controle de fluxo. Rede: cuida do roteamento; serviço de datagrama ou circuito virtual. Transporte: controle de fluxo, controle de sequência, detecção e correção de erros FIM a FIM. Sessão: gerenciamento de fichas, controle de diálogo (sincronização), controle de atividades (priorização). Apresentação: transformações nos dados (compressão, criptografia e conversão entre códigos de caracteres). Aplicação: mecanismos genéricos de suporte a aplicações (HTTP, SMTP, FTP, Telnet). Aula 28-24/07/06 15
A Internet A Internet é um sistema mundial e publicamente acessível de redes interconectadas que transmitem dados usando o protocolo IP. A Internet é uma rede de redes. Ao contrário do que se pensa, Internet não é sinônimo de WWW (World Wide Web). Outros serviços também estão disponíveis na Internet, além da Web. Acesso remoto a outras máquinas (Telnet e SSH) Transferência de arquivos (FTP) Correio eletrônico (POP e SMTP) Mensagens instantâneas Aula 28-24/07/06 16
Arquitetura OSI vs. Arquitetura TCP/IP Modelo OSI Aplicação Apresentação Sessão Transporte Rede Enlace Física TCP/IP Aplicação Transporte Inter-rede Física Telnet, ftp, smtp, http,... TCP e UDP IP Lan, satélite, rádio, etc Aula 28-24/07/06 17
Protocolo IP O protocolo IP define mecanismos de transmissão de pacotes sem conexão. O protocolo IP define três pontos importantes: A unidade básica de dados a ser transferida na Internet (o pacote). O software que executa a função de roteamento, escolhendo o caminho no qual os dados serão enviados. Um conjunto de regras que envolvem a transmissão de pacotes não confiáveis. Como os hosts ou gateways podem processar os pacotes Como e quando as mensagens de erros podem ser geradas As condições em que os pacotes podem ser descartados. Aula 28-24/07/06 18
Protocolo TCP Orientado à conexão - a aplicação envia um pedido de conexão para o destino e usa a "conexão" para transferir dados. Ponto a ponto - uma conexão TCP é estabelecida entre dois pontos. Confiabilidade - usa técnicas para proporcionar uma entrega confiável dos pacotes. Full duplex - É possível a transferência simultânea em ambas direções. Handshake - Mecanismo de estabelecimento e finalização de conexão a três e quatro tempos, respectivamente, o que permite a autenticação e encerramento de uma sessão completa. O TCP garante que, no final da conexão, todos os pacotes foram recebidos. Entrega ordenada - A aplicação faz a entrega ao TCP de blocos de dados com um tamanho arbitrário num fluxo (ou stream) de dados. O TCP parte estes dados em segmentos. A circulação dos pacotes pode fazer com que os pacotes não cheguem ordenados. O TCP garante a reconstrução do stream mediante os números de sequência. Controle de fluxo - O TCP usa o campo janela ou window para controlar o fluxo. O receptor envia ACK especificando o tamanho do buffer no campo do segmento TCP. Aula 28-24/07/06 19
Engenharia de Software Envolve a especificação, desenvolvimento e manutenção de sistemas de software. Tem como objetivo produzir softwares de qualidade, confiáveis e eficientes. Aplica técnicas de ciência da computação e de gerência de projetos. Aula 28-24/07/06 20
Processo de Software É um roteiro que determina quais são as tarefas necessárias e em que ordem elas devem ser executadas para construir softwares de alta qualidade. Ele organiza uma atividade que pode, sem controle, tornar-se caótica. O processo adotado deve ser adaptado ao tipo de software que se está construindo. Software para aeronave vs. Software para internet. Aula 28-24/07/06 21
Processo de software é a mesma coisa que engenharia de software? Sim e não: a engenharia de software também inclui as tecnologias que são utilizadas no processo, como métodos técnicos e ferramentas automatizadas. Engenharia de Software em Camadas Ferramentas Métodos Processo Foco na qualidade Aula 28-24/07/06 22
Um processo genérico Atividades aplicáveis à maioria dos projetos de software: 1. Comunicação: levantamento de requisitos em colaboração com o cliente. 2. Planejamento: descreve as tarefas, os riscos, os recursos, os produtos e um cronograma. 3. Modelagem: criação de modelos que permitam ao desenvolvedor entender melhor o projeto e seus requisitos. Ações: Análise modelos de especificação de requisitos. Projeto modelos de especificação de projeto. 4. Construção: geração de código e testes. 5. Implantação: entrega do software ao cliente. Aula 28-24/07/06 23
Tipos de Modelo de Processo Modelo em Cascata Modelo Incremental Modelo RAD Modelos Evolucionários Modelo de Prototipagem Modelo Espiral Modelo baseado em componentes Aula 28-24/07/06 24
Modelo em Cascata Também chamado de ciclo de vida clássico. Sugere uma abordagem sistemática e seqüencial para o desenvolvimento de software. É adequado quando os requisitos são bem entendidos, como em aperfeiçoamentos de um sistema existente. Comunicação Planejamento Modelagem Construção Implantação Aula 28-24/07/06 25
Modelo Incremental Combina elementos do modelo em cascata aplicados de maneira iterativa. Cada seqüência produz incrementos do software passíveis de serem entregues. Fornecem progressivamente mais funcionalidade. O modelo incremental é particularmente útil quando não há mão-de-obra/recursos disponíveis para uma implementação completa. Aula 28-24/07/06 26
Modelo RAD Recomendável quando uma aplicação pode ser modularizada. Desvantagens do modelo RAD: Exige pessoal suficiente para criar várias equipes RAD. Desenvolvedores e clientes têm que estar comprometidos com atividades rápidas. Exige que o sistema seja modularizável. Não é adequado quando os riscos técnicos são altos. Aula 28-24/07/06 27
Modelo de Prototipagem Auxilia o engenheiro de software e o cliente a entenderem melhor o que deve ser construído quando os requisitos estão confusos. Mais comumente usado como uma técnica dentro de qualquer modelo. Protótipo: versão preliminar do software Pode ser um programa ou no papel Concentra-se na representação dos aspectos do software que são visíveis para o cliente. Lay-out da interface Entradas e saídas Problemas: Pode haver pressão do cliente para transformar um protótipo malfeito em produto final resultando em baixa qualidade. Concessões na implementação podem fazer com que o desenvolvedor fique familiarizado com escolhas não ideais. Aula 28-24/07/06 28
Modelo Espiral O software é produzido em uma série de versões evolucionárias. Primeiras versões só no papel. É uma abordagem cíclica que aumenta incrementalmente o grau de definição, enquanto diminui o risco. O modelo pode ser aplicado ao longo de todo o ciclo de vida de uma aplicação. Problemas: Pode ser difícil convencer os clientes de que a abordagem é controlável. A gerência pode exigir orçamento fixo, o que não é compátivel com o modelo espiral. Exige competência na avaliação de riscos. Aula 28-24/07/06 29
Desenvolvimento Baseado em Componentes Compõe aplicações a partir de componentes de software previamente preparados. Leva ao reuso de software, que segundo estudos tem como consequências: Redução significativa do prazo de desenvolvimento. Redução significativa no custo do projeto. Aumento do índice de produtividade. Em que situações o desenvolvimento baseado em componentes não é adequado? Aquelas em que não existam componentes padrão disponíveis ou em que não se queira pagar pelos componentes. Aula 28-24/07/06 30
Desenvolvimento ágil É uma filosofia e um conjunto de diretrizes que encorajam: A entrega incremental do software logo de início. Equipes de projeto pequenas e motivadas. Métodos informais de comunicação ao invés de documentos escritos. Enfatizar a entrega em contraposição à análise e ao projeto. Adotar o cliente como parte da equipe. O desenvolvimento ágil é particularmente indicado em situações onde os requisitos são imprevísiveis ou mudam rapidamente. Ele funciona melhor para equipes pequenas (até 10 desenvolvedores) trabalhando no mesmo local. Ex.: Extreme Programming, Scrum, Crystal. Aula 28-24/07/06 31
Extreme Programming (XP) Usa uma abordagem orientada a objetos como seu paradigma de desenvolvimento. Inclui um conjunto de regras e práticas que ocorrem no contexto de quatro atividades de arcabouço: Planejamento Criação de um conjunto de histórias de usuário. Projeto Usa cartões CRC (Class-Responsability-Colaborator). Encoraja a refabricação. Codificação Antes de partir para o código, a equipe deve desenvolver testes unitários. A programação é feita em pares. O código gerado vai sendo integrado imediatamente. Teste Testes são automatizados. Testes de regressão são utilizados. Testes de aceitação são especificados pleo cliente. Aula 28-24/07/06 32
Depuração ( debugging ) Ocorre como conseqüência do teste bemsucedido. Quando um caso de teste descobre um erro, a depuração é feita para se descobrir a causa do erro e corrigí-lo. Ao contrário do teste, é uma arte. A manifestação externa do erro e a causa interna do erro podem não ter uma relação óbvia. É necessário formular e testar hipóteses. Aula 28-24/07/06 33
Por que a depuração é difícil? O sintoma e a causa podem estar espacialmente separados. O sintoma pode desaparecer temporariamente quando outro erro é corrigido. O sintoma pode, na verdade, ser causado por condições externas ao programa. Por exemplo, imprecisões de arredondamento. Pode ser difícil reproduzir exatamente as condições de entrada que causam o erro. O sintoma pode ser intermitente. Por exemplo, se ele depende de condições de hardware ou de outro programa. Aula 28-24/07/06 34
TRAFFIC: um processo de depuração de sete passos 1. Track: arquive o sintoma num banco de dados. 2. Reproduce: reproduza o sintoma. 3. Automate: automatize e simplifique o caso de teste. 4. Find: encontre possíveis causas para o sintoma. 5. Focus: focalize nas causas mais prováveis. 6. Isolate: isole a conexão de causa para sintoma. 7. Correct: corrija o erro. Aula 28-24/07/06 35
Software Aplicativo Software usado para solucionar um problema ou realizar uma tarefa específica para um usuário. É o que torna o computador útil. Diferente do software de sistema que controla o funcionamento do hardware. Software customizado Escrito por programadores contratados pela organização. Software empacotado (comercial) Comprado em uma loja, por meio de catálogo, ou por um site Web. Aula 28-24/07/06 36
Tipos de Software Aplicativos Softwares orientados para tarefa Servem para facilitar a vida do usuário e tornar seu trabalho mais rápido. Processamento de texto/editoração eletrônica Planilhas eletrônicas Gerenciamento de banco de dados Gráficos Comunicações Outros Software de negócios Servem para controlar um negócio ou auxiliar no funcionamento de uma empresa. Software de Mercado Vertical Software para Grupos de Trabalho Software para Pequenos Negócios Aula 28-24/07/06 37
Aspectos Legais do Software Programas de computador não são vendidos. O que se vende é uma licença de uso, normalmente sob certas condições. O título de propriedade =direito autoral (copyright) permanece com seu proprietário original. No Brasil, os direitos sobre software são regulados pela Lei do Software. Confere proteção a programas nacionais e estrangeiros, independente de registro. São proibidas a comercialização, a importação e a utilização de cópias de programas de computador sem a devida autorização do titular. Concede garantias ao usuário. Aula 28-24/07/06 38
Adquirindo Software: Freeware O autor fornece-o gratuitamente, mas detém o copyright e pode impor restrições de uso. Domínio Público Software cujo direito autoral foi liberado pelos seus autores. Pode ser usado e alterado sem permissão. Software de Fonte Aberta O código-fonte é disponibilizado. Software Livre Uma variação do software de fonte aberta, que segue a licença GPL (liberdades de execução, adaptação, redistribuição e aperfeçoamanto). Shareware Software garantido por copyright, distribuído gratuitamente por um período experimental. Adware Software garantido por copyright, distribuído gratuitamente, mas que contém anúncios comerciais que são exibidos ao usuário. Software Comercial São os produtos para os quais são vendidas licenças. Aula 28-24/07/06 39