Sistema Operativo

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Um sistema operativo ou sistema operacional um programa ou um conjunto de programas cuja funo servir de interface entre um computador e o usurio.

Segundo alguns autores (Silberschatz et al, 2005; Stallings, 2004; Tanenbaum, 1999), existem dois modos distintos de conceituar um sistema operacional:

pela perspectiva do usurio ou programador (viso top-down): uma abstrao do hardware, fazendo o papel de intermedirio entre o aplicativo (programa) e os componentes fsicos do computador (hardware); ou

numa viso bottom-up, de baixo para cima: um gerenciador de recursos, i.e., controla quais aplicaes (processos) podem ser executadas, quando, que recursos (memria, disco, perifricos) podem ser utilizados.

A sigla usual para designar esta classe de programas SO (em portugus) ou OS (do ingls Operating System).

Estimativa do uso atual de sistemas operativos segundo uma amostra de computadores com acceso a Internet (Fonte:

W3counter).

ndice 1 Histria 2 Viso geral 3 Funcionamento

3.1 Gerenciamento de processos 3.2 Gerenciamento de memria 3.3 Sistema de arquivos

4 Interface de uso 4.1 GUI (Graphical user interface) 4.2 CUI (Command-line user interface)

5 Classificaes

(portugus europeu) (portugus brasileiro)

1 de 8Pgina Sistema operativo - Wikipdia, a enciclopdia livree

13-09-2009http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_operacional

Histria Na primeira gerao de computadores (aproximadamente 1945-1955), os computadores eram to grandes que ocupavam salas imensas. Foram basicamente construdos com vlvulas e painis, os sistemas operacionais "no existiam". Os programadores, que tambm eram os operadores, controlavam o computador por meio de chaves , fios e luzes de aviso. Nomes como Howard Aiken (Harvard), John von Neumann (Instituto de Estudos Avanados de Princeton), John Adam Presper Eckert Jr e William Mauchley (Universidade da Pennsylvania) e Konrad Zuse (Alemanha) formaram, com suas contribuies, a base humana para o sucesso na construo dos computadores primitivos.

Na gerao seguinte (aproximadamente 1955-1965), foram criados os sistemas em lote (batch systems), que permitiram melhor uso dos recursos computacionais. A base do sistema operacional era um programa monitor, usado para enfileirar tarefas (jobs). O usurio foi afastado do computador; cada programa era escrito em cartes perfurados, que por sua vez eram carregados, juntamente com o respectivo compilador (normalmente Fortran ou Cobol), por um operador, que por sua vez usava uma linguagem de controle chamada JCL (job control language).

No incio da computao os primeiros sistemas operacionais eram nicos, pois cada mainframe vendido necessitava de um sistema operacional especfico. Esse problema era resultado de arquiteturas diferentes e da linguagem de mquina utilizada. Aps essa fase, iniciou-se a pesquisa de sistemas operacionais que automatizassem a troca de tarefas (jobs), pois os sistemas eram monousurios e tinham cartes perfurados como entrada (eliminando, assim, o trabalho de pessoas que eram contratadas apenas para trocar os cartes perfurados).

Um dos primeiros sistemas operacionais de propsito geral foi o CTSS, desenvolvido no MIT. Aps o CTSS, o MIT, os laboratrios Bell da AT&T e a General Eletric desenvolveram o Multics, cujo objetivo era suportar centenas de usurios. Apesar do fracasso comercial, o Multics serviu como base para o estudo e desenvolvimento de sistemas operacionais. Um dos desenvolvedores do Multics, que trabalhava para a Bell, Ken Thompson, comeou a reescrever o Multics num conceito menos ambicioso, criando o Unics (em 1969), que mais tarde passou a chamar-se Unix. Os sistemas operacionais eram geralmente programandos em assembly, at mesmo o Unix em seu incio. Ento, Dennis Ritchie (tambm da Bell) criou a linguagem C a partir da

6 Exemplos de sistemas operacionais ativos 7 Exemplos de sistemas operacionais importantes que foram descontinuados 8 Referncias 9 Ver tambm

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linguagem B, que havia sido criada por Thompson. Finalmente, Thompson e Ritchie reescreveram o Unix em C. O Unix criou um ecossistema de verses, onde destacam-se: System V e derivados (HP-UX, AIX); famlia BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, etc.), Linux e at o Mac OS X (que deriva do Mach e FreeBSD).

Na dcada de 1970, quando comearam a aparecer os computadores pessoais, houve a necessidade de um sistema operacional de utilizao mais fcil. Em 1980, William (Bill) Gates e seu colega de faculdade, Paul Allen, fundadores da Microsoft, compram o sistema QDOS ("Quick and Dirty Operating System") de Tim Paterson por $50.000, batizam-no de DOS (Disk Operating System) e vendem licenas IBM. O DOS vendeu muitas cpias, como o sistema operacional padro para os computadores pessoais desenvolvidos pela IBM. IBM e Microsoft fariam, ainda, uma parceria para o desenvolvimento de um sistema operacional multitarefa chamado OS/2. Aps o fim da breve parceria a IBM seguiu sozinha no desenvolvimento do OS/2.

No comeo da dcada de 1990, um estudante de computao finlands postou um comentrio numa lista de discusso da Usenet dizendo que estava desenvolvendo um kernel de sistema operacional e perguntou se algum gostaria de auxili-lo na tarefa. Este estudante chamava-se Linus Torvalds e o primeiro passo em direo ao to conhecido Linux foi dado naquele momento.

Viso geral Um sistema operativo pode ser visto como um programa de grande complexidade que responsvel por todo o funcionamento de uma mquina desde o software a todo hardware instalado na mquina. Todos os processos de um computador esto por de trs de uma programao complexa que comanda todas a funes que um utilizador impe mquina. Existem vrios sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados no dia a dia, normalmente utilizados em computadores domsticos, so o Windows, Linux, OS/2 e Mac OS X.

Um computador com o sistema operativo instalado poder no dar acesso a todo o seu contedo dependendo do utilizador. Com um sistema operativo, podemos estabelecer permisses a vrios utilizadores que trabalham com este. Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operativo, as contas de Administrador e as contas limitadas. A conta Administrador uma conta que oferece todo o acesso mquina, desde a gesto de pastas, ficheiros e software de trabalho ou entretenimento ao controlo de todo o seu Hardware instalado. A conta Limitada uma conta que no tem permisses para aceder a algumas pastas ou instalar software que seja instalado na raiz do sistema ou ento que tenha ligao com algum Hardware que altere o seu funcionamento normal ou personalizado pelo Administrador. Para que este tipo de conta possa ter acesso a outros contedos do disco ou de software, o administrador poder personalizar a conta oferecendo permisses a algumas funes do sistema como tambm poder retirar acessos a certas reas do sistema.

O sistema operativo funciona com a iniciao de processos que este ir precisar para funcionar correctamente. Esses processos podero ser ficheiros que necessitam de ser frequentemente actualizados, ou ficheiros que processam dados teis para o sistema. Poderemos ter acesso a vrios processos do sistema operativo a partir do gestor de tarefas, onde se encontram todos os processos que esto em funcionamento desde o arranque do sistema operativo



at a sua utilizao actual. Pode-se tambm visualizar a utilizao da memria por cada processo, no caso de o sistema operativo comear a mostrar erros ou falhas de acesso a programas tornando-se lento, pode-se verificar no gestor de tarefas qual dos processos estar bloqueado ou com elevado nmero de processamento que est a afectar o funcionamento normal da memria.

Funcionamento Um sistema operacional possui as seguintes funes:

1. gerenciamento de processos; 2. gerenciamento de memria; 3. sistema de arquivos; 4. entrada e sada de dados.

Gerenciamento de processos

O sistema operacional multitarefa preparado para dar ao usurio a iluso que o nmero de processos em execuo simultnea no computador maior que o nmero de processadores instalados. Cada processo recebe uma fatia do tempo e a alternncia entre vrios processos to rpida que o usurio pensa que sua execuo simultnea.

So utilizados algoritmos para determinar qual processo ser executado em determinado momento e por quanto tempo.

Os processos podem comunicar-se, isto conhecido como IPC (Inter-Process Communication). Os mecanismos geralmente utilizados so:

sinais, pipes, named pipes, memria compartilhada, soquetes (sockets), semforos, trocas de mensagens.

O sistema operacional, normalmente, deve possibilitar o multiprocessamento (SMP ou NUMA). Neste caso, processos diferentes e threads podem ser executados em diferentes processadores. Para essa tarefa, ele deve ser reentrante e interrompvel, o que significa que pode ser interrompido no meio da execuo de uma tarefa.



Gerenciamento de memria

O sistema operacional tem acesso completo memria do sistema e deve permitir que os processos dos usurios tenham acesso seguro memria quando o requisitam.

Vrios sistemas operacionais usam memria virtual, que possui 3 funes bsicas:

1. assegurar que cada processo tenha seu prprio espao de endereamento, comeando em zero, para evitar ou resolver o problema de relocao (Tanenbaum, 1999);

2. prover proteo da memria para impedir que um processo utilize um endereo de memria que no lhe pertena; 3. possibilitar que uma aplicao utilize mais memria do que a fisicamente existente.

Sistema de arquivos

A memria principal do computador voltil, e seu tamanho limitado pelo custo do hardware. Assim, os usurios necessitam de algum mtodo para armazenar e recuperar informaes de modo permanente.

Um arquivo um conjunto de bytes, normalmente armazenado em um dispositivo perifrico no voltil (p.ex., disco), que pode ser lido e gravado por um ou mais processos.

O sistema de arquivos a estrutura que permite o gerenciamento de arquivoscriao, destruio, leitura, gravao, controle de acesso, etc.

Interface de uso Os sistemas operacionais fornecem abstrao de hardware para que seus recursos possam ser usados de maneira correta e padronizada, mas para ser possvel operar um computador, necessrio fornecer tambm uma interface para

que o usurio possa desfrutar dos recursos do sistema. Atualmente existem dois tipos de interface: o GUI (graphical user interface), conhecida tambm por interface grfica, e o CUI (command-line interface), sendo essa mais conhecida como interface de linha de comando.

GUI (Graphical user interface) Nesse tipo de interface, o usurio tem a disposio um ambiente de trabalho composto por menus, cones, janelas e



outros itens disponveis. O usurio interage com esse tipo de interface usando o mouse, podendo tambm usar o teclado e teclas de atalho. possvel fazer todo tipo de tarefa usando interface grfica, como edio de vdeos e imagens, sendo somente alguns tipos muito especficos de tarefas que se saem melhor em linha de comando. Acrescentar facilidade de uso e agilidade o objetivo da GUI, tendo a desvantagem de consumir muito mais memria que interfaces de linha de comando. Em sistemas unix-likes, existe a possibilidade de escolher o gerenciador de janelas a utilizar, aumentando em muito a liberdade de escolha do ambiente.

.

CUI (Command-line user interface) Alm da interface grfica, existe a interface de linha de comando, que funciona basicamente com a digitao de comandos, sendo nesse relativamente pouco interativa. Os comandos digitados so interpretados por um interpretador de comandos, conhecidos tambm por shells, bastante comuns em sistemas unix-likes. Um exemplo de interpretador de comandos seria o Bash. Usada geralmente por usurios avanados e em atividades especficas, como gerenciamento remoto, utiliza poucos recursos de hardware em comparao a interface grfica. Nesse tipo de ambiente, raramente se usa o mouse, embora seja possvel atravs do uso da biblioteca ncurses no desenvolvimento dos softwares.

Classificaes Em relao ao seu projeto (arquitetura), segundo Tanenbaum (1999):

Kernel monoltico ou monobloco: o kernel consiste em um nico processo executando numa memria protegida (espao do kernel) executando as principais funes. Ex.: OS/2, Windows, Linux, FreeBSD.

Microkernel ou modelo cliente-servidor: o kernel consiste de funes mnimas (comunicao e gerenciamento de processos), e outras funes, como sistemas de arquivos e gerenciamento de memria, so executadas no espao do usurio como servios; as aplicaes (programas) so os clientes. Ex.: GNU Hurd, Mach.

Sistema em camadas: funes do kernel iro executar em camadas distintas, de acordo com seu nvel de privilgio. Ex.: Multics. Monitor de mquinas virtuais: fornece uma abstrao do hardware para vrios sistemas operacionais. Ex.: VM/370, VMware, Xen.

Quanto ao gerenciamento de processos, pode-se usar a seguinte classificao:

Monotarefa: pode-se executar apenas um processo de cada vez Ex.: MS-DOS. Multitarefa: alm do prprio SO, vrios processos de utilizador (tarefas) esto carregados em memria, sendo que um pode estar ocupando o

Sistema operacional com interface grfica, no caso, o

Debian com blackbox.

Sistema operacional em linha de comando.



processador e outros ficam enfileirados, aguardando a sua vez. O compartilhamento de tempo no processador distribudo de modo que o usurio tenha a impresso que vrios processos esto sendo executados simultaneamente. Ex: OS/2, Windows, Linux, FreeBSD e o Mac OS X.

Multiprocessamento: o SO distribui as tarefas entre dois ou mais processadores. Multiprogramao: o SO divide o tempo de processamento entre vrios processos mantendo o processador sempre ocupado.

Quanto quantidade de usurios que podem utilizar o sistema simultaneamente:

Monousurio: apenas um usurio por vez (apesar de poder suportar recursos como troca de usurio). Ex.: Windows. Multiusurio: vrios usurios usam o computador ao mesmo tempo, seja por diversos terminais, seja por conexo remota como o SSH. Ex.:

Linux, Unix.

Exemplos de sistemas operacionais ativos Windows Mac OS X Linux Solaris FreeBSD Haiku eComStation FreeDOS Unix System V AmigaOS Minix Eset

Exemplos de sistemas operacionais importantes que foram descontinuados MS-DOS OS/2 BeOS NeXTStep CP/M



Referncias BACH, Maurice J. The design of the Unix operating system. Upper Saddle River: Prentice Hall. 1990. BOVET Daniel P.; CESATI, Marco. Understanding de Linux kernel. 3.ed. Sebastopol: O'Reilly. 2005. MCKUSICK, Marshall K.; NEVILLE-NEIL, George V. The design and implementation of the FreeBSD operating system. Upper Saddle

River: Addison-Wesley. 2004. RUSSINOVITCH, Mark E.; SOLOMON, David A. Microsoft Windows internals. 4.ed. Redmond: Microsoft Press. 2005. SILBERSCHATZ, Avi; GALVIN, Peter B.; GAGNE, Greg. Operating system concepts. 7.ed. Hoboken: Wiley. 2005. STALLINGS, William. Operating systems: internals and design principles. 5.ed. Upper Saddle River: Pearson Prentice Hall. 2004. TANENBAUM, Andrew. Sistemas operacionais modernos. Rio de Janeiro: LTC. 1999.

Ver tambm Pseudo-Sistema Operacional Sistema distribudo Lista de sistemas operativos Inter-Process Communication Sistemas Operacionais On-line Sistema operacional em disco

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