Sistemas Operativos 1 Capítulo 4. Sistemas operativos. WINDOWS, MS-DOS e UNIX 1. Sistema Operativo Primeiro programa a ser executado. Servirá de intermediário entre os outros programas e a máquina. Será o S.O. a carregar em memória os subsequentes programas. Interage directamente com o hardware. Fundamentalmente, é o gestor do hardware, abstraindo e fornecendo aos utilizadores e aplicações apenas o que é necessário a estes conhecerem do hardware. 2. Arranque CPU acorda e lê da ROM as primeiras instruções, entre as quais as POST (Power On Self Test diagnóstico do hardware). Se estiver presente uma disquete : procura o Boot Sector e executa o código aí existente se for possível, carrega em RAM o S.O. e executa-o caso contrário, pára com uma mensagem de erro. Executa-o : na realidade, um S.O. é composto por vários ficheiros executáveis, de controlo de dispositivos, etc. Isto é, transfere o controlo da máquina para o S.O.. Na presença de um disco (e ausência de disquete) : procura o Master Boot Record e executa o código aí existente se for possível, carrega em RAM o S.O. e executa-o caso contrário, pára com uma mensagem de erro. Na ausência de disco ou disquete com S.O., pára com uma mensagem de erro. Arranque do sistema Arranque do S.O. Arranque do S.O. : quando a mensagem Starting ou A iniciar o Master Boot Record : escolha do S.O., do disco de arranque, etc.. 3. Sistemas Operativos Analogia com a estação dos correios. Carta registada.
2 Sistemas Operativos Caixas multibanco. Interessa utilizar o sistema a um nível de abstracção tão alto quanto possível, sem ter que pensar em detalhes desnecessários. 4. Sistemas Operativos O que são : Conjuntos de programas de controlo do hardware e do software. Visam Transformar o hardware numa máquina abstracta simples de utilizar Obter o máximo rendimento do hardware através da sua utilização para o processamento de um grande conjunto de actividades. Dois motivos históricos na base do desenvolvimento dos S.O. : 1. Transformar um conjunto diversificado de circuitos electrónicos, discos e periféricos numa máquina simples de utilizar 2. Cópia de um ficheiro : utilizador escreve apenas uma linha no terminal; no entanto, são executados uma série de algoritmos leitura e escrita de um conjunto de sectores no disco sem nos preocuparmos com detalhes da gestão do sistema de ficheiros, do espaço físico em disco ou da interligação entre o periférico e o sistema. O S.O. procura dar ao utilizador uma interface coerente que trate de modo uniforme acções sobre entidades semelhantes. Garantia de fiabilidade e de segurança de informação quando lhe são requisitadas operações. Assim podemos encarar o S.O. como uma camada de software que virtualiza o hardware, transformando-o numa outra máquina com primitivas próprias muito mais próximas das acções que o utilizador vulgar pretende ver executadas pelo computador. Gestão de recursos, por ex., partilha de impressora, evitar tempos de espera ou erros, etc.. Máquina abstracta : no fundo, pensar o trabalho em termos do modelo Anatomia da máquina. É a primeira camada de software indispensável a um sistema informático. Actua como intermediário entre o hardware e o utilizador ou os seus programas de aplicação, isolando ambos de detalhes desnecessários. Concebido tendo em conta a estrutura do processador, Bus, memória e dispositivos de I/O, por forma a que esses funcionem e comuniquem uns com os outros. O S.O. pode ser considerado como um programa de grande complexidade responsável pela gestão eficiente de todos os recursos da máquina. No interface entre o Hardware e o utilizador, ou entre o Hardware e os programas de aplicação: o SO permite que o utilizador dê ordens ou instruções directas ao sistema informático (ex: apresentar o conteúdo de um ficheiro, copiá-lo ou imprimi-lo) constituindo assim um interface directo com o utilizador; esta parte de um S.O. costuma ser chamada Shell ou interpretador de comandos. o SO é também a camada de software que actua sob os programas de aplicação, através de um conjunto complexo de funções ou rotinas que são chamadas sempre que necessário : núcleo ou kernell. O SO monotarefa mais divulgado é o MS-DOS. O SO multitarefa e multi-utilizador mais conhecido e utilizado é o UNIX. O Windows começou por ser apenas um interface gráfico e um ambiente de trabalho, e não propriamente um SO, visto que para funcionar necessitava de ter o MS-DOS instalado no sistema. Ultimamente surgiram 3 versões do Windows que se propõem funcionar como um verdadeiro SO, não necessitando do MS-DOS Windows NT (1992), Windows 95 (1995) e Windows 98 (1998).
SO - Funções 3 5. Percepção da máquina No essencial, as aplicações e os utilizadores têm do computador a visão que o S.O. lhes dá. Computador = Sistema de Ficheiros + Ecrã + Impressora + ou Computador = Comando para isto + Comando para aquilo + Área de memória para aqueloutro + Também quem escreve as aplicações, não tem que saber todos os detalhes da máquina final que podem nem existir ainda! e concentrar-se no essencial. 6. Sistema Operativo Utilizadores Aplicações SISTEMA OPERATIVO Controlador da impressora Sistema de ficheiros Controlador de vídeo? Impressora Disco CD-ROM Monitor Semelhança com o modelo genérico de um sistema de informação. Utilizadores servem-se tanto do S.O. como das aplicações.
4 Hierarquização 7. SO - Funções Gestão do hardware : Isolamento dos detalhes Partilha eficaz de recursos. Gestão das aplicações : Execução Instalação. Dar aos utilizadores e aplicações uma máquina virtual Partilhar a impressora entre utilizadores e aplicações Prosseguir em paralelo Encontrar o(s) ficheiro(s) de uma dada aplicação e carregá-lo em memória para execução Eventualmente, carregar outros ficheiros de dados para as aplicações Configurar as aplicações de acordo com o hardware (impressora) Tornar as aplicações conhecidas Desinstalar. Gestão do Sistema de ficheiros Criação, manutenção e acesso Gestão da ocupação do espaço nas unidades Movimentação dos programas e dados Entre as unidades periféricas entre estas e a memória principal. Segurança integridade de ficheiros, permitindo o seu acesso apenas a pessoal autorizado. Uma possível classificação dos ficheiros pode ser : ficheiros de texto consistem apenas em caracteres do formato ASCII ficheiros binários consistem em instruções e dados em código máquina, tais como : programas executáveis, ficheiros complementares desses programas, ficheiros de dados com formatos distintos do ASCII. Movimentação : está implícita a gestão dos dispositivos. A um nível mais baixo, gere a atribuição da memória aos vários programas e faz os escalonamentos dos processos. 8. Sistema de ficheiros Fornece aos utilizadores e aplicações serviços de armazenamento e gestão de ficheiros : Operações típicas Criar ficheiro Apagar ficheiro Copiar/Mover ficheiro entre unidades Abrir ficheiro : depois (=aceder) Uniformidade de acesso, independentemente das unidades Em UNIX, até os vários periféricos são disponibilizados pelo SO como ficheiros. 9. Hierarquização Partição das unidades físicas Reduzir a complexidade Facilitar a gestão da informação.
Árvore de pastas 5 Espaços de arrumação de ficheiros Facilidade já mais próxima do pensar do que da estrutura da máquina User-friendly Facilitar a gestão tanto aos utilizadores como ao próprio SO. 10. Árvore de pastas raiz windows dos trabalhos system profiles informatica antunes silva 1301 Nos suportes em que são armazenados (discos, disquetes, CD s, etc.), os ficheiros podem ser organizados em directorias. As directorias são como que compartimentos onde se colocam os ficheiros para ficarem melhor arrumados e poderem mais facilmente ser encontrados. Pasta directoria. Redução de contexto : em cada pasta, só são visíveis Os seus ficheiros As pastas imediatamente abaixo. Vantagem : estruturação da informação de acordo com o pensamento do utilizador.
6 MS-DOS Possível desvantagem : na ausência de um bom ambiente/ferramenta gráfico, pode ser difícil visualizar/encontrar alguma coisa. 11. Operações com pastas Visualizar o conteúdo de uma pasta. Criar nova pasta. Apagar pasta. 12. O paradigma de trabalho 1. Ligar o computador 2. Executar a aplicação desejada 3. Criar um novo projecto próprio desta aplicação ou Abrir um projecto já existente 4. TRABALHAR usando a aplicação 5. Guardar o projecto em ficheiro(s) 6. Terminar a aplicação 7. Desligar o computador Multitarefa : várias aplicações ao mesmo tempo. Multidocumento : vários projectos ao mesmo tempo. Projecto : jogo, gráfico, etc.. Tarefas auxiliares (imprimir, etc.) podem ou não estar acessíveis no espaço de trabalho da aplicação. Algumas aplicações não guardam e/ou não lêem quaisquer ficheiros auxiliares. Abrir um projecto directamente = executar o programa com o qual o projecto foi feito já com o projecto carregado para o espaço de trabalho da aplicação. Interessa Saber pedir ao S.O. para executar uma aplicação Saber trabalhar (conhecimento próprio da cada aplicação) Saber guardar, abrir, criar projectos no espaço da aplicação (o que é facilitado nos ambientes de hoje uniformidade). 13. MS-DOS Sistema Operativo criado para gerir o hardware dos PC DOS = Disk Operating System Monotarefa Linha de comandos Comando argumento1 argumento2 Ambiente de trabalho ainda próximo da máquina. Linha de comando : a prompt para indicar onde estamos O S.O. MS-DOS consiste num conjunto de ficheiros, em disco ou disquete, entre os quais se deve fazer uma distinção : Um pequeno conjunto desses ficheiros constitui o S.O. propriamente dito, indispensável ao arranque Os restantes ficheiros consistem em comandos externos ou utilitários adicionais. Os ficheiros do MS-DOS indispensáveis ao arranque e funcionamento de um PC são os seguintes : MS-DOS.SYS
Estrutura lógica das unidades 7 IO.SYS estes dois responsáveis pela gestão de hardware COMMAND.COM interpretador dos comandos postos à disposição do utilizador. 14. Linha de comandos (também chamada prompt ) Próxima do modelo de funcionamento da máquina. Faz isto, faz aquilo, C:\> print meudoc.txt C:\> tree C:\> dir *.txt 15. Sistema de ficheiros MS-DOS Colecção de unidades físicas com a mesma estrutura lógica Discos rígidos CD ROM Disquetes Identificadas por letras : A: C: D: E: A: primeira unidade de disquete B: segunda unidade de disquete C: primeiro disco rígido fixo D: outros discos, unidades de CD ROM, 16. Estrutura lógica das unidades \ windows dos trabalhos system profiles informatica antunes silva 1301 \ = raiz em cada unidade
8 Nomes relativos vs. absolutos disquete, pela sua reduzida capacidade, só costuma ter \ onde se fica no arranque C:\ ou A:\ a pasta 17. Operações com directorias dir md rd cd listar o conteúdo de uma directoria mover uma directoria para outro local (directoria) remover (apagar) uma directoria (e toda a informação aí existente) posicionar-se numa outra directoria Parâmetros do comando dir : /p lista de forma a caber no ecrã, /w lista em colunas, /s lista subdirectorias e ficheiros. Dir /s win.com procura todas as directorias e ficheiros 18. Comparação com o UNIX MS DOS UNIX dir md rd cd ls mkdir rmdir cd 19. Nomes em MS-DOS Designação (8) + Extensão (3 opcional) inf.doc abc.1 x.$$$ virus.dat a. Representação limitada! Caracterização do tipo do ficheiro feita pela extensão.txt texto.doc documento Word.xls folha de cálculo do Excel 20. Abreviaturas *.txt inf.* abc??.x* todos os ficheiros com qualquer designação e com extensão txt todos os nomes com designação inf e qualquer extensão todos os nomes com designação começada por abc e com exactamente 5 caracteres, e com extensão iniciada por x *.* tudo Ainda hoje dão imenso jeito dir *.txt dir \dos copy *.* A: 21. Nomes relativos vs. absolutos dir windows faz sentido se windows existir na pasta corrente Nome relativo (à pasta onde se está).. = nome especial que indica sempre a pasta acima daquela onde se está.
Outros comandos 9 Nome absoluto = caminho para lá se chegar C:\trabalhos\informat.ica\icd-a2.ppt D:\setup.exe A:\temp.zip Explicar com cuidado; usar a árvore NA = unidade + caminho de pastas + pasta/ficheiro objectivo. 22. Operações com ficheiros Copy Move Print Copia um ou mais ficheiros para outro ou para uma pasta Ex : copy info.txt info.bak copy *.doc a: Igual a copy, mas elimina os originais Imprime um ou mais ficheiros na impressora corrente Ex : print info.doc Print docs\*.* 23. Execução dos comandos Como é que o DOS sabe onde procurar um dado comando? Primeira palavra = comando Tem que ter uma das extensões :.com,.exe,.bat A procura é feita apenas num conjunto de todo o sistema de ficheiros indicado e modificado pelo comando path. Porque, no fundo, um comando é também um nome que é preciso procurar no sistema de ficheiros? numa árvore potencialmente muito extensa, com muitos ficheiros exemplo : C:\> win.bat.com.exe comandos INTERNOS : não necessitam de um ficheiro de programa como os OUTROS (EXTERNOS).BAT : nem sequer são instruções para o processador, são sequências de instruções/comandos MS-DOS! Acrescentar path na Autoexec.bat : procurar os comandos onde estão definidos no path. 24. Comandos internos vs. externos Alguns comandos, por serem muito frequentes, estão permanentemente em memória : cd, rd, md, dir,. São por isso chamados Comandos Internos. Ao contrário de todos os outros, não necessitam de existir num ficheiro por conta própria. Existem no espaço de memória reservado ao Sistema Operativo aceder ao disco demora mais tempo Comandos internos os que fazem parte intrínseca dos ficheiros do sistema operativo que entram para a RAM no arranque do computador (dir, cd) Comandos externos os que têm de ser chamados de outros ficheiros externos aos do arranque (e que normalmente se encontram numa directoria com o nome DOS) (tree tree.com).
10 Outros comandos 25. Outros comandos Format Formata uma unidade (CUIDADO!!) Ex : format A: Sys Copia os ficheiros de sistema necessários ao arranque para uma unidade Tree Mostra uma representação gráfica da árvore de pastas da pasta corrente para baixo. Todos externos Edit Editor de texto do MS-DOS Encaixa perfeitamente no paradigma Como encaixam todos estes no paradigma? Format : preparar o suporte de armazenamento para se poder trabalhar com ele. Fisicamente, esta operação consiste em dispor as partículas magnéticas do disco ou disquete de uma forma ordenada, em pistas e sectores para que esse suporte de armazenamento possa ser utilizado para escrita e leitura de bits, bytes, ficheiros, etc. Unformat; Type ; Del (.tudo); undelete; Cls; Ren antigo novo Xcopy externo, também da e para directorias /s /e Diskcopy (A: A:); Attrib (+ -) (a h r s) Ver (versão do MS-DOS); Date; Time; Vol (nome do disco ou disquete) Label ver e alterar o nome do disco ou disquete.