SISTEMAS OPERACIONAIS

SISTEMAS OPERACIONAIS

1. Composição do Hardware

   • CPU (Central Processing Unit)
     • ALU (Arithmetic and Logic Unit)
     • CU (Control Unit)
     • Registradores
   • Barramentos
     • Memória
     • Endereço
     • Controle
   • Memória
     • Hierarquia de Memória
       • Memória Primária
         • Memória RAM. Utilizada pelos processos para armazenar dados vindos da memória secundária Característica: Volatilidade
       • Memória Secundária
         • Tipo de memória com grande capacidade de armazenamento e baixo custo por byte. Característica: não-volatilidade
       • Memória ROM
         • Read Only Memory, tipo de memória que vem pré-carregada com dados do fabricante. Em geral, é não-reprogramável, com exceção de alguns tipos como a EPROM que demandam um hardware específico para tal
   • Arquitetura Von Neumann
     • Arquitetura de Sistemas Operacionais que permitiu os softwares estarem armazenados na mesma máquina do SO.

2. Tipos de Sistemas

   • Lotes (Batch)
   • Tempo Real
     • Restrição Temporal
       • Regulador de Tarefas
       • Relação Deadline
     • Testes de Escalonamento
       • Conjunto de Tarefas
         • Escalonáveis
         • Não-escalonáveis
       • Testes
         • Necessários
         • Exato
         • Suficiente
     • Algoritmos
       • Prioridade Dinâmica
         • Rate Monotonic
       • Prioridade de Tempo de Execução
         • Deadline Monotonic
     • Abordagem
       • Carga Dinâmica
         • Online
       • Projeto
         • Conhecimento Prévio
         • Cíclico
           • Rígido
         • Dirigido a Prioridade
           • Flexível
   • Tempo Compartilhado
   • MonoProcessado
     • Capaz de executar apenas uma thread por vez, não permitindo a utilização de artifícios, como escalonamento - usado no multiprocessamento
     • MonoProgramação
       • Programação single-thread. Todo o escopo do software está atribuído a uma única thread
   • Multiprocessado
     • Capaz de processar múltiplas threads "ao mesmo tempo"
     • Multiprogramação
       • Programação multithread
     • Escalonamento
       • Estados do Processo
         • Pronto
           • Processo pronto para executar
         • Espera
           • Processo aguardando alguma informação (como uma entrada no teclado, por exemplo) para executar
         • Execução
           • Processo em execução
         • Início
           • Criação do processo
         • Término
           • Fim do processo
         • Troca de Contexto
           • Consiste da troca do estado de um processo a partir da degradação de sua prioridade.
       • Algoritmos
         • FIFO
           • First In First Out nada mais do que uma fila na qual os processos são atendidos na ordem de chegada
         • Round Robin
           • Algoritmo que estabelece uma "timeslice" (fatia de tempo) na qual cada processo poderá ter posse do processador.
         • SJF
           • Shortest Job First. Tipo de Escalonamento que considera o menor processo. Ele gera um problema chamado starvation
           • Problema: Starvation
             • Processos maiores nunca são atendidos devido ao fato de os menores terem preferência.
       • Prioridade
         • Fator de ordenação no atendimento dos processamentos. Quão maior for a prioridade, mais rápido será seu atendimento
         • Estática (`Pré-definida)
           • Prioridade pré-determinada pelo administrador do sistema 
         • Dinâmica
           • Tipo de prioridade na qual o valor dos processos pode variar de acordo com vários critérios, como o tempo de espera, por exemplo.
     • Time-Slice
       • Período de tempo qual o processador estará em posse de um processo
     • Thread
       • Thread é uma tarefa a ser executada pelo processador. Uma Thread é sempre contida por um processo.
       • Subdivisão de Processos
         • Apresentam uma abstração para a nova subdivisão necessária para os processos (Espaço de Usuário  e Espaço de Kernel)
       • Estados Similares aos Processos
         • As Threads possuem estados similares aos processos, ou seja: Criação, Execução, Espera, Pronta e Exclusão.
       • Multithreading
         • Termo utilizado para um processo que contém várias Threads. Os sistemas multithread executam as threads tão rapidamente que estas aparentam estar sendo executadas paralelamente.
       • Comunicação Entre Processos
         • Troca de Mensagens
           • Sincronização
             • Blocking Send
             • Blocking Receive
             • Nonblocking Receive
             • Nonblocking Send
           • Bufferização
             • Zero-Capacity
             • Bounded Capacity
             • Unbounded Capacity
           • Problemas
             • Race Condition
               • Acontece quando dois processos acessam um mesmo recurso (Discos, Memória, Arquivos, Impressora) compartilhado ao mesmo tempo. A solução para este problema é a exclusão mútua, que é quando há garantias de que o processo não terá acesso a regiões críticas quando outro estiver acessando. O uso é sincronizado Convém ressaltar que a exclusão mútua demanda a desativação da preempção.
   • Mainframes
   • Distribuídos
     • Sistemas Operacionais que rodam em diferentes estações como se estas fossem uma só
   • Distribuídos
     • Fortemente Acoplados
   • Rede
     • Fracamente Acoplados
   • Híbridos
     • Sistemas que reúnem características dos demais

3. Modos de Acesso ao Processador

   • Não-´Preemptivo
     • Incapacidade de alterar a prioridade de um processo. Sua prioridade é constante.
   • DMA
     • Direct Memory Access, o acesso à memória é feito diretamente através de uma controladora de DMA
   • Preemptivo
     • Capacidade de alterar a prioridade de um processo para que este possa acessar o processador mais rapidamente

4. Arquiteturas

   • Monolítica
     • Arquitetura na qual todo funcionamento do SO acontece no mesmo nível. Exemplo: Linux
   • Camadas
     • Arquitetura que divide as atribuições do SO em camadas. Exemplo: Windows
   • Máquina Virtual
     • Máquina que abstrai ações do SO. Exemplo: JVM (Máquina Virtual Java), que executa bytecodes
     • JVM
     • DVM
     • CLR
   • Microkernel
     • Arquitetura de SO na qual as funções do Kernel são reduzidas

5. Tipos de Usuário

   • Os usuários de um sistema podem ser pessoas ou outros sistemas
   • Aplicações
     • System Calls
       • São requisições feitas por uma aplicação ao Sistema Operacional.
   • Pessoas

6. Níveis de Acesso

   • Usuário
     • Acesso básico às funcionalidades do SO
   • Administrador (Kernel)
     • Acesso mais aprimorado, permitindo ao usuário fazer alterações no Sistema Operacional

7. Gerência de Arquivos

   • Operações
     • Remoção
     • Criação
     • Leitura
     • Escrita
   • Formatos
     • Registro
     • Texto
     • Executável
   • Atributos
     • Nome
     • Tipo
     • Data de Criação
     • Permissão de Acesso
     • Proprietário
   • Formas de Acesso
     • Direto
     • Sequencia.l
     • Indexado
   • Blocos
     • físicos
     • lógicos

8. Gerência de E/S

   • Categoria
     • Dispositivo de Bloco
       • Discos
       • Pen Drive
     • Dispositivo de Caractere
       • Teclado
       • Mouse
       • IImpressora
   • Comunicação
     • Interface Serial
     • Interface Paralela
   • Formas
     • DMA
     • Interrupção
     • Interação Processador X Dispositivo
       • Programada
       • Polling
   • Acesso
     • Espaço de MEmória
     • Espaço de E/S

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