Compilado sobre administração e gestão de estações e servidores

SISTEMAS OPERACIONAIS

1) Conceitos Básicos:

Objetivo de um SO: organizar e controlar o hardware e o software de

maneira flexível e previsível.

P1: Todos os computadores possuem Sistema Operacional? Por quê?

R: Não, pois há computadores que só executam determinado número de informações simples e que sempre se repetem. Um microondas, por exemplo, não possui um SO, seu sistema é muito simples, e seu único programa (que liga e desliga baseado num contador) é controlado diretamente pelo hardware.

Funções de um SO:

Gerenciamento de entrada e saída (a nível de usuário [interface]);

Drivers de dispositivo (controlando as peças de hardware disponíveis);

Gerenciamento de memória e de CPU (definindo prioridades de cada processo [escalonamento]);

2) Inicialização de um SO:

Quando se liga o computador, o primeiro programa executado é o que está armazenado na memória ROM (memória apenas de leitura, não volátil). Ela examina o hardware do computador, verificando se todos os componentes estão funcionando corretamente. Há dois programas principais executados, o primeiro é chamado POST (Power-on self test), que verifica o CPU e a memória, a segunda é BIOS este programa é responsável por armazenar esses erros em uma memória especial ou emitir bips através de um speaker.

Ao completar o teste de verificação, um programa é ativado na memória ROM. Este programa busca no disco rígido o local onde está o sistema operacional e ativa-o, geralmente o primeiro trecho do HD. Este programa é conhecido como Bootstrap Loader: Busca os arquivos no sistema operacional e carrega na memória.

3) Gerenciamento de Processador por um SO:

Ao fazer o gerenciamento do processador entre os aplicativos, o SO tem duas funções: (1) garantir que o processo receba tempo e recursos suficientes do processador para funcionar e (2) utilizar quantos ciclos possíveis para realizar tarefas.

A unidade básica para que esse gerenciamento seja feito são os processos e threads, que são controlados pelo Sistema Operacional de acordo com sua prioridade.

Cada aplicativo executado no seu computador é, na verdade, um processo. Porém um processo pode criar outro processo para se comunicar com um dispositivo. Um exemplo é: o seu documento Word que está aberto agora é um processo, caso você queira imprimi-lo, o próprio Word criará outro processo para fazer a comunicação entre ele e a sua impressora.

Além desses processos executáveis, o próprio Sistema Operacional roda seus próprios processos em plano de fundo, como verificações de vírus, gerenciamento de rede, etc.

Interrupções: são sinais especiais que Hardware ou Software mandam para o CPU pedindo sua atenção. É como se o processo levantasse a mão para receber maior atenção da CPU. Algumas interrupções não são tão importantes e o próprio SO cuida de mascará-las (interrupções mascaráveis), porém outras são muito importantes, como erros de memória ou disco rígido, que não podem ser mascaradas e devem ser tratadas imediatamente, essas são as interrupções não-mascaráveis.

P2: Temos vários aplicativos sendo executados ao mesmo tempo, por exemplo o Media Player, o Word, o MSN e o Firefox; eles estão sendo processados pelo CPU ao mesmo tempo?

R: Não, essa é uma característica especial dos sistemas multitarefa. Seu ciclo de processamento é tão rápido que temos a sensação que todas as aplicações estão sendo rodadas ao mesmo tempo, mas na verdade cada um é executado a seu tempo.

Quando mais de um processo estão em execução no computador, sua prioridade é definida pelo SO e baseada nisso lhe são concedidos recursos. No intervalo entre um ciclo de processamento e outro, esse processo é armazenado na memória RAM, onde o CPU irá buscá-lo novamente no próximo ciclo, reiniciando o processamento a partir do ponto onde a execução foi interrompida, que é armazenado na memória RAM.

PCB (Process Control Block): é um bloco de dados armazenados juntamente com o processo, que contém informações para o controle da troca de processo. Esse PCB armazena informações como: o código do processo, seu status, ponteiros que apontam onde o processo terminou seu ultimo ciclo de processamento, lista de arquivos abertos pelo processo, dispositivos com os quais ele se comunica e sua prioridade.

Cada processo possui um status, que pode ser “suspenso”, ou seja, a espera de que o usuário entre com alguma informação, “em execução” está utilizando os recursos do processador naquele determinado instante, “bloqueado” caso utilize um trap e “pronto” quando estiver apenas esperando sua vez de receber recursos.

Trashing (Tela Azul da Morte): quando o usuário executa muitos processos ao mesmo tempo e o SO fica sobrecarregado acontece Trashing, pois o tempo que o SO está utilizando mais ciclos de processador para gerenciar a troca de processos do que realmente para executá-los.

Para reduzir o Trashing, foi criado o conceito de processos e threads. A diferença entre eles é que processos podem criar novos processos, mas threads não podem criar processos ou threads.

4) Multiprocessadores: Até agora utilizamos apenas o conceito de um único CPU. Se tivermos mais de um núcleo de processamento, esse núcleo pode ser simétrico ou assimétrico.

Os sistemas Assimétricos possuem uma CPU exclusiva ao SO, essa CPU gerencia os processos nas outras CPUs, que ficam exclusivas para tais processos.

Os sistemas Simétricos utilizam o conceito de que a execução do SO deve ser distribuída entre todos os CPUs, bem como a execução dos processos também é distribuída.

5) Gerenciamento de Memória:

A ordem de uso de memória foi disposta acima, e acontece de acordo com o seguinte esquema.

Os processos executados são armazenados na memória RAM e buscados pelo processador a cada ciclo.

Quando chega a sua vez, a CPU transfere esses dados da RAM para a Memória Cache, cujo acesso é mais rápido.

Após a execução do

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