Sistema Operacional Conceitos Fundamentais

Sistema Operacional Conceitos Fundamentais

A tecnologia tem avançado muito rapidamente em todas as áreas do conhecimento e novos equipamentos são lançados a todo o momento para os mais variados fins. Exemplo disso, além dos computadores, são os tablets, smartphone, smartwatch, vídeo games, TVs e a nossa porta os google-glass.
Independente do tipo de equipamento, formato ou tamanho, todos têm um ponto em comum, necessitam de um sistema operacional para funcionarem.

Sistemas operacionais em diversos equipamentos

Figura 1 – Sistemas operacionais em diversos equipamentos.

Fonte da imagem

 

Smartwatch e Google-Glass

Figura 2 – Smartwatch e Google-Glass.

Fonte da imagem

Definição

Segundo Silberschatz et al. (2004), um sistema operacional é um programa que efetua o gerenciamento dos componentes físicos do computador (hardware), como também uma base para os programas aplicativos.

Além disso, atua como intermediário entre o usuário e o hardware do computador.

Existem muitos tipos de sistemas operacionais, cujo aspecto varia de acordo o tipo de funções e hardware ao qual será utilizado. Se observarmos os tablets, smartphone, smartwatch teremos um sistema operacional projetado para facilitar a interface do usuário com os programas a serem executados. Nos desktops (computadores pessoais) esta otimização são voltadas para aplicações comerciais, jogos, etc. Em ambientes coorporativos, onde a utilização de computadores de grande porte são mais requisitados, os sistemas operacionais têm um projeto mais voltado para a otimização de hardware. Na indústria, cujos equipamentos necessitam de alta precisão e confiabilidade, utilizam-se sistemas operacionais em tempo real que permitem a resposta a um evento ser feito em um espaço de tempo determinado.

Objetivo

A função do sistema operacional é permitir uma interface homem máquina mais amigável com o usuário, isto porque encapsula as complexas rotinas de acesso a recursos de hardware, tais como, interface de programação e gerenciamento de recursos.

Tarefas simples como salvar um pequeno texto, sem o sistema operacional seria algo que demandaria um grande esforço e extensos conhecimentos da arquitetura interna do computador. Esta pequena tarefa necessitaria as seguintes etapas simplificadas:

  1. Localizar os dados do arquivo na memória.
  2. Obter o nome do arquivo e local de gravação.
  3. Validar os dados do item 2.
  4. Posicionar o cabeçote de leitura e gravação no cilindro correto.
  5. Posicionar o cabeçote de leitura e gravação na trilha correta.
  6. Posicionar o cabeçote de leitura e gravação no setor correto.
  7. Salvar o arquivo.

Figura 3 – Disco Rígido.

De acordo com Tanenbaum e Woodhyll (1999) e Silberschatz et al. (2004), os sistemas operacionais podem ser conceituados de duas formas:

topdown e bottom-up.

No modo topdown (“de-cima-a-baixo”) que é o modo de visão do usuário, o sistema operacional é um software que permite a interação entre o hardware e os programas aplicativos. Assim para o usuário, o sistema operacional fornece:

• Acesso ao sistema.

• Possibilidade de criar e gerenciar arquivos e diretórios.

• Ambiente para execução de programas.

• Acesso aos dispositivos de entrada e saída.

• Acesso ao conteúdo de arquivos.

• Detecção de erros.

Já no modo bottom-up (“de-baixo-a-cima”), é considerado um gerenciador de recursos. Isto porque controla a utilização dos recursos de hardware pelas aplicações como também quais e quando as aplicações

podem ser executadas.

Podemos citar como recursos:

• Tempo de CPU.

• Espaço em memória.

• Espaço em disco.

• Acesso aos dispositivos de comunicação.

• Bibliotecas de software.

Para que isso fique mais claro, podemos analisar o sistema operacional dividindo-o em quatro componentes: usuários, programas aplicativos, sistema operacional e o hardware.

Figura 4 – Sistema computacional.

Nós usuários utilizamos os programas aplicativos (editor de texto, planilhas eletrônicas, navegador web, etc) para diversas tarefas, tanto para trabalho como para lazer. Os aplicativos por sua vez dependem dos recursos de hardware para executar suas funções. O hardware é a parte mais básica

dos componentes, sendo composto pela unidade central de processamento (CPU – Central Processing Unit), memórias (RAM e ROM), dispositivos periféricos (teclado, monitor, mouse, impressora, etc.) e unidades de armazenamento (disco rígido).

Neste ponto entra o sistema operacional fornecendo um ambiente desintegração que possibilite a execução dos programas e o controle e coordenação da utilização dos recursos de hardware pelos aplicativos. Silberschatz et al. (2004) considera o sistema operacional como uma alocador de recursos. É de responsabilidade do sistema operacional resolver conflitos na utilização destes recursos. Por exemplo, imagine três computadores em rede e os usuários destes computadores resolvem mandar ao mesmo tempo um texto para uma impressora compartilhada na rede.

Qual texto o sistema operacional deve imprimir primeiro?

Imprimir parte do texto do usuário 1, em seguida, parte do usuário 2 e assim por diante?

Como o sistema operacional resolve este conflito de alocação de recursos?

Solução

A solução adotada neste caso é, primeiramente o sistema operacional armazenar os arquivos enviados em uma fila de impressão no disco rígido. Em seguida, imprime o primeiro arquivo da fila e em seguida o próximo até não haver mais nenhum para impressão.

Este é um pequeno exemplo do que acontece a todo o momento em um sistema operacional, que é procurar gerenciar a utilização dos recursos da forma mais eficiente possível, procurar minimizar as falhas, efetuar controle de acesso para que os usuários possam acessar apenas os recursos que lhes foram autorizados, entre outros. Em resumo, os objetivos fundamentais dos sistemas operacionais são executar os aplicativos dos usuários e facilitar a resolução de seus problemas.

Fonte: Oliveira et al. (2010)

Se achou algum erro nesse post não deixe de nos informar, pois ficaremos muito agradecidos.

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