Impressão em: 03-01-2013 16:10:26 Ficha da Unidade Curricular (UC) 1. Identificação Unidade Orgânica : Escola Superior de Tecnologia e Gestão Curso : [IS] Informática para a Saúde Tipo de Curso : UC/Módulo : Sistemas Operativos Carácter : obrigatória Área Científica : TIC ECTS : 6 Ano : 2º Semestre : 1º Ano Letivo : 2011/2012 Pré-Requisitos : Nenhum Horas de Trabalho Ensino Teórico (T) 30:00 Ensino Prático Laboratorial (PL) 45:00 Orientação Tutorial (OT) 5:00 Horas de Trab. Autónomo 82:00 Horas Totais 162:00 Idioma: Português 2. Corpo Docente Docente Responsável : Nuno Alexandre Ribeiro Costa Docentes: Leonel Filipe Simões Santos Nuno Alexandre Ribeiro Costa 3. Enquadramento Os sistemas operativos Windows e Linux têm sido utilizados massivamente nas áreas dos negócios e na investigação. A UC de Sistemas Operativos proporciona aos estudantes a aquisição de competências nestes sistemas operativos de sucesso segundo três grandes perspectivas, utilização, administração e programação, usando ferramentas genéricas por forma a abstrair o tipo especifico de sistema operativo alvo. 4. Objetivos/Competências Gerais C1. Conhecimentos e compreensão das principais componentes, abstrações e mecanismos empregues num sistema operativo C2. Despertar para as restrições temporais inerentes ao funcionamento do sistema operativo C3. Capacidade de associar funções a componentes específicos, do sistema operativo, assim como relacionamento entre componentes com vista ao cumprimento de tarefas C4. Capacidade de identificar diferentes metodologias a aplicar a diferentes tipos de tarefas C5. Capacidade crítica relativamente às várias abordagens utilizadas para a construção de sistemas operativos C6. Capacidade de utilizar scripting para optimizar e automatizar tarefas do sistema operativo Específicas C1. Conhecimentos e compreensão das principais componentes, abstrações e mecanismos empregues num sistema operativo C1.1 - Camadas de um sistema computacional C1.2 - Principais serviços de um sistema computacional C1.3 - Principais componentes de um Sistema Operativo
C1.4 - Principais serviços de um Sistema Operativo C1.5 - Estrutura de um Sistema Operativo C1.6 - Máquinas virtuais C1.7 - Conceito de processo e Process control Block C1.8 - Tipos de processos C1.9 - Conceito de thread C1.10 - Programas versus processos C2. Despertar para as restrições temporais inerentes ao funcionamento do sistema operativo C2.1 - Sistemas Operativos/núcleos para sistemas embebidos C2.2 - Sistemas Operativos/núcleos de tempo real C3. Capacidade de associar funções a componentes específicos do sistema operativo assim como relacionamento entre componentes com vista ao cumprimento de tarefas C3.1 - Chamadas ao sistema C3.2 - Criação de processos e threads C3.3 - Controlo de processos e threads C3.4 - Gestão de memória principal C3.5 - Gestão de memória virtual C4. Capacidade de identificar diferentes metodologias a aplicar a diferentes tipos de tarefas C4.1 - Modelos de estados de processos C4.2 - Comutação de processos C4.3 - Processos versus threads C4.4 - Múltiplos processos e múltiplas threads por processo C4.5 - Escalonamento de processos e threads C5. Capacidade crítica relativamente às várias abordagens utilizadas para a construção de sistemas operativos C5.1 - Modelo monolítico C5.2 - Modelo micro-kernel C6. Capacidade de utilizar scripting para otimizar e automatizar tarefas do sistema operativo C6.1 - Conceito de scripting C6.2 - A linguagem de script PERL C6.3 - Criação de scripts para administrar o Sistema Operativo Transversais C7. O porquê da existência de determinados sistemas operativos em determinadas funções ou instituições C8. Capacidade crítica na escolha de um sistema operativo para determinado fim ou instituição C9. Capacidade de optimizar e automatizar tarefas de administração de um sistema operativo 5. Programa 5.1 Resumido 1. Introdução aos sistemas computacionais 2. Introdução à linguagem PERL 3. Introdução aos sistemas operativos 4. Processos 5. Introdução ao Windows Server 6. Threads 7. Escalonamento de processos 8. Gestão de memória 9. Memória virtual 5.2 Detalhado 1. Introdução aos sistemas computacionais
O que é um sistema operativo Objetivos de um sistema operativo Camadas de um sistema computacional Serviços fornecidos por um sistema computacional Conceito de núcleo (kernel) Principais marcos históricos em termos de sistemas computacionais 2. Introdução à linguagem PERL Sintaxe e estrutura de uma script PERL Tipos e estruturas de dados Operadores para cadeias de caratéres e para numéricos Vetores Estruturas de controlo e de repetição Listas associativas Funções Ficheiros Execução de comandos da shell 3. Introdução aos sistemas operativos Componentes principais de um sistema operativo Serviços principais de um sistema operativo Estrutura de um sistema operativo Chamadas ao sistema Programas e processos Máquinas virtuais 4. Processos Conceito de processo Imagem de um processo em memória Componentes de uma imagem de um processo em memória Estados de um processo O 'Process Control Block' Comutação de processos Execução simultânea de processos Tipos de processos Operações sobre processos Hierarquia de processos A instrução fork Término e criação de processos Cooperação entre processos 5. Introdução ao Windows Server 2008 6. Threads Diferentes versões do Windows Server 2008 Principais ferramentas de administração Segurança de dados Gestão de discos Cópias de segurança Utilizadores e grupos locais Permissões e partilha de ficheiros Conceito de thread Diferença entre threads e processos Objetivos e propriedades das threads Benefícios das threads Múltiplas threads versus thread única Criação de threads em C Criação de threads em Java Thread control block Tipos de threads (utilizador/kernel) Threads do Windows versus threads no Linux 7. Escalonamento de processos Conceitos básicos Critérios de esclonamento Algoritmos de escalonamento Comparação de algoritmos de escalonamento 8. Gestão de memória Importância da memória num sistema computacional Geração e atribuição de endereços Carregamento dinâmico e lincagem dinâmica Endereçamento lógico versus físico Unidade de gestão de memória Proteção simples de memória Swapping Alocação de memória Fragmentação Paginação Paginação multi-nível Segmentação 9. Memória virtual Conceito de memória virtual
O paginador Mecanismo de paginação a pedido e hardware e software necessário Políticas de substituição de páginas Políticas de atribuição de páginas 5.3 Fundamentação da coerência dos conteúdos programáticos com os objetivos/competências da unidade curricular 1. Introdução aos sistemas computacionais O que é um sistema operativo (C1,C5) Objetivos de um sistema operativo (C2, C5) Camadas de um sistema computacional (C1,C3,C5) Serviços fornecidos por um sistema computacional (C2, C3, C5) Conceito de núcleo (kernel) (C1,C2,C3,C5) Principais marcos históricos em termos de sistemas computacionais (C5) 2. Introdução à linguagem PERL Sintaxe e estrutura de uma script PERL (C6) Tipos e estruturas de dados (C6) Operadores para cadeias de caratéres e para numéricos (C6) Vetores (C6) Estruturas de controlo e de repetição (C6) Listas associativas (C6) Funções (C6) Ficheiros (C6) Execução de comandos da shell (C6) 3. Introdução aos sistemas operativos Componentes principais de um sistema operativo (C1, C3, C5) Serviços principais de um sistema operativo (C1, C2, C3, C5) Estrutura de um sistema operativo (C1,C3,C4,C5) Chamadas ao sistema (C1,C3,C4) Programas e processos (C1,C3) Máquinas virtuais (C2,C5) 4. Processos Conceito de processo (C1,C3) Imagem de um processo em memória (C1,C3) Componentes de uma imagem de um processo em memória (C1,C3, C5) Estados de um processo (C3,C4,C5) O 'Process Control Block' (C1, C3) Comutação de processos (C2,C3,C4,C5) Execução simultânea de processos (C2,C3,C4,C5) Tipos de processos (C1,C5) Operações sobre processos (C2,C3,C4,C5) Hierarquia de processos (C1,C5) A instrução fork (C1,C5) Término e criação de processos (C3,C4,C5) Cooperação entre processos (C1, C3,C4,C5) 5. Introdução ao Windows Server 2008 6. Threads Diferentes versões do Windows Server 2008 (C7, C8, C9) Principais ferramentas de administração (C9) Segurança de dados (C9) Gestão de discos (C9) Cópias de segurança (C9) Utilizadores e grupos locais (C9) Permissões e partilha de ficheiros (C9) Conceito de thread (C1,C2,C3) Diferença entre threads e processos (C3,C5) Objetivos e propriedades das threads (C1) Benefícios das threads (C2, C4) Múltiplas threads versus thread única (C1,C2,C3,C4) Criação de threads em C (C3,C4) Criação de threads em Java (C3,C4) Thread control block (C1,C3,C5) Tipos de threads (utilizador/kernel) (C1,C3,C4,C5) Threads do Windows versus threads no Linux (C2,C3,C4,C5) 7. Escalonamento de processos Conceitos básicos (C1,C2) Critérios de esclonamento (C2,C4) Algoritmos de escalonamento (C2,C3,C4,C5) Comparação de algoritmos de escalonamento (C1,C2,C3,C4) 8. Gestão de memória Importância da memória num sistema computacional (C1,C3) Geração e atribuição de endereços (C1,C3) Carregamento dinâmico e lincagem dinâmica (C2,C3, C5) Endereçamento lógico versus físico (C1,C3)
Unidade de gestão de memória (C1,C2,C3,C4,C5) Proteção simples de memória (C1,C3, C4, C5) Swapping (C1,C3,C4,C5) Alocação de memória (C3,C4,C5) Fragmentação (C1,C2,C3,C4,C5) Paginação (C1,C3,C4,C5) Paginação multi-nível (C1,C2,C3,C4,C5) Segmentação (C1,C3,C4,C5) 9. Memória virtual Conceito de memória virtual (C1,C3) O paginador (C1,C3, C5) Mecanismo de paginação a pedido e hardware e software necessário (C1,C3, C4, C5) Políticas de substituição de páginas (C2,C3,C4,C5) Políticas de atribuição de páginas (C2,C3,C4,C5) 6. Metodologia de Ensino / Aprendizagem 6.1 Presencial e Autónoma 1. Ensino teórico (T) 1.1 Apresentação do conteúdo programático 1.2 Resolução de desafios e problemas 2. Prática laboratorial (PL) 2.1 Treino prático 2.2 Desenvolvimento de trabalhos práticos 2.3 Desenvolvimento de pequenos projectos com vista à aplicação dos conhecimentos adquiridos 3. Orientação tutorial (OT) 3.1 Sessões de orientação pessoal, em pequenos grupos ou em sala de aula, para conduzir o processo de aprendizagem e esclarecimento de dúvidas. 1. Estudo 1.1 Leitura da bibliografia recomendada pela unidade curricular 1.2 Treino dos exercícios efetuadas em aula no software disponibilizado 1.3 Resolução de execícios propostos durante as aulas 2. E-aprendizagem 2.1 Consulta do material relativo à unidade curricular 6.2 Recursos Específicos 1. Ensino teórico - sala de aula normal 2. Ensino pratico e laboratorial - laboratório de sistemas operativos 3. Orientação tutorial - gabinete ou sala de aula normal 6.3 Fundamentação da coerência das metodologias de ensino com objetivos/competências da unidade curricular As metodologias de ensino usadas estão em coerência com os objectivos/competências da unidade curricular da seguinte forma: 1. Ensino teórico (T) 1.1 Apresentação do conteúdo programático (C1, C2, C3, C4, C5) 1.2 Resolução de desafios e problemas (C2, C3, C4, C5, C6, C7, C8, C9) 2. Prática laboratorial (PL) 2.1 Treino prático (C9) 2.2 Desenvolvimento de trabalhos práticos (C6, C9) 2.3 Desenvolvimento de pequenos projectos com vista à aplicação dos conhecimentos adquiridos (C6, C9) 3. Orientação tutorial (OT) 3.1 Sessões de orientação pessoal, em pequenos grupos ou em sala de aula, para conduzir o processo de aprendizagem e esclarecerem-se dúvidas (C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8,C9) 7. Avaliação 7.1 Descrição Os resultados de aprendizagem são avaliados através de duas fichas práticas individuais e de uma prova escrita de aferição de conhecimentos. Época contínua: - Peso da parte prática: 50%, mínimos de 9,5 valores
- Peso da parte teórica: 45%, mínimos de 9,5 valores - 5% de assiduidade e desempenho nas aulas Época periódica - exame normal: - Peso da parte prática: 50%, mínimos de 9,5 valores - Peso da parte teórica: 50%, mínimos de 9,5 valores Época periódica - outros momentos de avaliação - Peso da parte prática: 50%, mínimos de 9,5 valores - Peso da parte teórica: 50%, mínimos de 9,5 valores 7.2 Número de Elementos de Avaliação 7.2.1 Contínua/Periódica: 3 7.2.2 Final: 2 8 Bibliografia 8.1 Principal William Stallings, Operating Systems Internals and Design Principles, Prentice Hall, 2006. A.Silberberschatz and P.Galvin, Operating System Concepts, Addison-Wesley, 2004. Microsoft Official Curriculum Managing Microsoft Windows Server 2003 environment. Microsoft Official Curriculum Maintaining a Microsoft Windows Server 2003 environment. David Edelman, Perl for System Administration, O Reilly, 2000. 8.2 Complementar Andrew S. Tanenbaum, Modern Operating Systems, Prentice Hall, 2001 Paul Hoffman, Perl for Dummies, paperback, 2003 9. Aprovação pelo CTC Aprovado em Conselho Científico em : 03-07-2012