SISTEMAS OPERACIONAIS I 1
oSEM/2010
Trabalho em Grupo – N
o1
ATUALIZAÇÃO E REVISÃO DE CONCEITOS
1. Objetivo do Trabalho
Estimular a capacidade do aluno de trabalhar em equipe, pesquisar material técnico, preparar relatório, elaborar material didático e apresentá-lo perante a turma.
2. Escopo do Trabalho
Busca e leitura em grupo de material sobre tema previamente selecionado.
Preparação de um resumo no formato de artigo científico em Word e de uma apresentação em PowerPoint.
Apresentação do trabalho em sala de aula num tempo de 20 minutos rigidamente controlado.
Entrega de todo o material elaborado, resumo e apresentação, em meio ótico (CDROM ou DVD).
3. Equipes de Trabalho
As equipes devem ser formadas, preferencialmente, com X alunos cada. Não serão aceitas equipes com menos de Y alunos.
4. Prazo de Entrega do Trabalho
Uma cópia de todo o material produzido deverá ser entregue até a aula do dia 19/04.
5. Apresentações em Sala
Serão feitas durante as aulas dos dias correspondentes as semanas de 26 a 30 de abril e 3 a 7 de maio. A or- dem de apresentação será mediante sorteio previamente realizado.
6. Penalidades
Caso o grupo atrase a entrega do material, seu grau final sofrerá um decréscimo na razão de 1/2 ponto por dia.
7. Avaliação
Serão considerados os seguintes aspectos:
• Organização, apresentação e conteúdo do material escrito;
• Organização e formatação dos slides para apresentação em sala;
• Participação dos membros do grupo na apresentação;
• Cumprimento do tempo da apresentação;
• Objetividade e desenvoltura na apresentação.
8. Temas para Pesquisa
a) Considerando a reportagem a seguir, prepare um material que aborde e explique de forma didática um dos temas explicitados no item “b”.
Informática
Por João Antonio Carvalho professorjoaoantonio@algosobre.com.brQuando vemos em um jornal ou revista um anúncio de computador para vender, nos deparamos com uma série de informações conturbadas e que podem gerar uma verdadeira confusão em nossas cabeças (a menos que você tenha lido esta apostila e entendido tudo que ela quis mostrar até agora). A configuração de um computador é, nada mais, nada menos que a “receita” do computador, ou seja, a listagem dos equipamentos que o formam. É necessário conhecer todos os equipamentos e suas capacidades para avaliar se um computador é mais potente, e conseqüentemente mais caro, que outro.
Listo abaixo algumas configurações de computadores para avaliarmos todas as possibilidades apresentadas em concursos:
1) PENTIUM III 800 MHz; 128MB RAM; 20GB HD; CD 52X; Modem 56K; Vídeo 8MB; Monitor 15"
2) ATHLON 1 GHz; 64MB RAM; 20GB HD; CD 52X; Modem 56K; Vídeo 3D 32MB; Monitor 17"
3) CELERON 700 MHz; 64MB; 30GB HD; CDRW 8x4x32x; Placa ISDN; Vídeo 8MB; Placa Ethernet 10/100; Monitor 15"
Vamos às explicações:
1) Onde aparece PENTIUM III 800 MHz, ATHLON 1 GHz e CELERON 700 MHZ, estamos falando do Processador do computador em questão. Por exemplo, PENTIUM é o modelo dele (do processador) e 800 MHZ é o Clock do mes- mo (clock é sinônimo de freqüência do processador). Ou seja, no caso do computador da configuração 1, o pro- cessador que está dentro dele é um chip do modelo PENTIUM III cuja freqüência de trabalho é de 800 Mhz.
Esses 800 MHz significam 800 milhões de Hertz (1 Hertz é a repetição de um determinado acontecimento uma vez por segundo). Essa unidade é chamada freqüência (repetição, ciclo). Portanto, um processador de 800 MHz é um processador que possui um pequeno cristal que oscila (pisca) cerca de 800 milhões de vezes por segundo, imprimindo-lhe a velocidade que ele apresenta. Portanto, quanto maior o CLOCK (freqüência) do processador, maior será a velocidade do computador.
Verifique abaixo uma pequena listagem dos processadores mais comuns hoje em dia, que podem ser citados em concursos públicos (esta tabela apresenta os modelos de alguns processadores, além da empresa fabricante e algumas explicações). Lembre-se: Processadores em uma mesma linha são “equivalentes”, ou seja, são da mes- ma “geração”:
Algumas observações sobre os processadores do mercado: Em concursos públicos, raramente veremos compa- rações entre Processadores concorrentes (como por exemplo, comparar o PENTIUM III com o ATHLON seria criar uma questão difícil de responder, portanto, se evita isso). Mas é possível comparar o PENTIUM III com o CELERON (o primeiro é superior ao segundo), para saber a “ordem” dos mais “fortes”, analise a tabela, ela começa dos mais “fracos” para os mais robustos.
2) Na mesma configuração acima, onde aparece 128MB e 64MB, estas são as quantidades de memória RAM dos computadores acima citados. Quando mais memória RAM, mais “livre” será executado o trabalho no seu compu- tador, tornando-o um pouco mais rápido. (existem vários tipos de memória RAM, como SDRAM, DRAM, EDO RAM, RAMBUS, etc... mas esse nível de conhecimento, como as diferenças entre elas não são cobradas em concursos).
3) 20GB e 30GB, apresentados nas configurações anteriores, apontam as capacidades de armazenamento dos HDs (Discos Rígidos daquelas máquinas). Um Disco Rígido maior não afeta, de maneira substancial, a velocidade de um computador, mas sim, permite que se possa armazenar mais dados de forma permanente.
4) As unidades de CD dos dois primeiros micros são leitoras e trabalham com uma taxa de transferência de 50X (50 vezes 150Kbps). Já a unidade de CD do terceiro computador é uma unidade que permite a gravação de CDs (Gravador de CD) e suas velocidades são: 8X para Gravar um CD, 4X para Regravar um CD, 32X para ler um CD.
5) Modem 56Kbps é a placa de Modem, que permite a comunicação de dados através de uma linha telefônica convencional. O terceiro micro apresenta uma Placa ISDN, que é um dispositivo que permite a comunicação a- través de uma linha telefônica DIGITAL (cujo sistema é chamado de ISDN).
6) Placa de vídeo é o nome dado ao equipamento que recebe os dados do processador e os “desenha” no moni- tor. Dois dos computadores citados acima usam uma placa de vídeo com 8MB de capacidade de memória (cha- mada memória de vídeo). O computador do meio usa uma placa de vídeo aceleradora (ideal para programas e jogos que usam recursos de 3D) com 32MB de memória de vídeo.
7) O Monitor é apenas o equipamento que apresenta os dados para o usuário, ele não influencia na velocidade do computador, o monitor só afeta o preço da máquina. Portanto, um monitor de 17” (17 polegadas – tamanho da diagonal do monitor) não é mais “rápido” que um de 15”.
8) O terceiro computador da listagem ainda apresenta uma Placa Ethernet 10/100, que é uma placa de rede.
Permite que o computador se conecte a outros através de uma rede local (usando cabos específicos, chamados Cabos de Rede).
Como deve ter sido notado por vocês, muitos termos, siglas e conceitos aparecem no texto e que devem ser de difícil compreensão por pessoas leigas no conhecimento da informática e do computador. Em face disto, vamos nivelar o conhecimento da turma através de uma pesquisa bibliográfica e apresentação em sala de aspectos im- portantes que devem compor o universo do saber de um aluno de Ciência da Computação da UFRJ. Estas apre- sentações e material de consulta serão feitas pelos próprios alunos em trabalho de grupo.
b) Itens para estudo e apresentação
• Processadores
“No começo dessa década a Intel disse quem em 2010 teríamos processadores de 20GHz. Sabemos que isso não vai contecer mais. Contudo A Intel faz uma nova previsão para 2010. Segundo a gigante dos chips, em 2010 a empresa terá processadores com 32 núcleos. O processador está sendo chamado de Keifer, e terá 8 pontos de processamento com 4 núcleos cada. Ainda segundo a Intel, esse processador será 15 vezes mais rápido que o processador Xeon mais rápido existente hoje em dia. Até lá provavelmente a maioria dos programas estará usu- fruindo melhor dos múltiplos núcleos.”
http://www.mikatech.com.br/perspectivas/10/07/2006/intel-planeja-processador-com-32-nucleos-em-2010/
i) De halguns anos para cá se observa uma tendência na adoção de processadores com mais de um núcleo (dual-core; core-2-duo; quad-core ....), sendo que a Intel lançou há pouco tempo o Proces- sador Intel I7 e agora promete este Keifer. Avalie estas arquiteturas e descreva as vantagens que segundo os fabricantes elas oferecem.
“O multiprocessamento simétrico ou SMP (Symmetric Multi-Processing) é uma tecnologia que permite a um determinado sistema operacional distribuir tarefas entre dois ou mais processadores. Este método, mais especificamente, permite que vários processadores partilhem o processamento de instruções requisitadas pelo sistema. O multiprocessamento simétrico oferece um aumento linear na capacidade de processamento a cada processador adicionado. Não há necessariamente um hardware que controle este recurso, cabe ao próprio sistema operacional suportá-lo. Este método também é chamado de processamento paralelo.” Wikipédia, a enciclopédia livre
ii) Seguindo a mesma linha de raciocínio do item anterior, compare a tecnologia SMP com a Muti- core utilizada nesta versões mais recentes de processadores.
“No artigo deste mês, vamos abordar a tecnologia que a Intel está oferecendo com grande alarde e que, segundo ela, deve oferecer um ganho de desempenho em torno de 25% para processadores semelhantes. É a tecnologia
"hiper-thread" abreviada pela sigla HT e que deve permitir espremer o máximo de desempenho do Penitum 4.”
Ricardo Zelenovsky e Alexandre Mendonça / http://www.mzeditora.com.br/artigos/artigo_HT.htm
iii) Outra tendência que se apresenta são as chamadas arquiteturas Multi e Hiper Threading. Infor- me-se explique do que se trata.
O "pipeline" é como uma linha de montagem de uma fábrica e um bom exemplo é o da uma indústria automobilís- tica. Ao visitarmos uma fábrica de automóveis, vemos uma grande quantidade de oficinas, cada uma executando uma tarefa específica. Cada oficina monta uma pequena porção do carro e, em toda a fábrica, existem vários car- ros sendo montados simultaneamente. Para tornar claro o conceito, vamos a um exemplo hipotético. Digamos que o tempo para se montar um carro seja igual a 5 horas. Se, para montarmos esse carro, usarmos uma linha de mon-
tagem com 10 estágios, cada estágio deverá gastar 0,5 horas. Assim, apesar de serem necessárias 5 horas para montar um carro, vemos, na saída da fábrica, um carro montado a cada meia hora. Um truque para se conseguir uma maior produção é aumentar o tamanho da linha de montagem, digamos para 20 estágios. Agora vemos um carro pronto a cada 15 minutos.
iv) Outras arquiteturas como as super escalares e as vetoriais marcaram época, bem como os pipeli- nes que ainda são muito válidos. Descreva estas tecnologias.
“Em ciência da computação barramento é um conjunto de linhas de comunicação que permitem a interligação entre dispositivos, como a CPU, a memória e outros periféricos. O desempenho do barramento é medido pela sua largura de banda (quantidade de bits que podem ser transmitidos ao mesmo tempo), geralmente potências de 2: 8 bits, 16 bits, 32 bits, 64 bits, etc. Também pela velocidade da transmissão medida em bps (bits por segundo) por exemplo: 10 bps, 160 Kbps, 100 Mbps, 1 Gbps etc. O Barramento do Processador é utilizado pelo processador internamente e para envio de sinais para outros componentes da estrutura computacional. Barramento de Cache em organizações de computadores mais recentes, é um barramento dedicado para acesso à memória cache do computador. Barramento de Memória é responsável pela conexão da memória principal ao processador. É um barramento de alta velocidade que varia de micro para micro e atualmente gira em torno de 533 MHz a 2000 MHz, como nas DDR3. O Barramento de Entrada e Saída (I/O ou E/S) é um conjunto de circuitos e linhas de comunicação que se ligam ao resto do PC com a finalidade de possibilitar a expansão de periféricos e a instalação de novas placas no PC.” Wikipédia, a enciclopédia livre.
v) Descreva as principais características destes barramentos e explique como a freqüência de clock, o tamanho e o ciclo de barramento influem no desempenho do computador.
“São exemplos de Barramentos de Entrada e Saída: AGP; AMR; EISA; FireWire; IrDA; ISA; MCA; PCI; PCI Express; Pipeline; SCSI; VESA Local Bus; USB; PS/2.” Wikipédia, a enciclopédia livre.
vi) Escolha e apresente as características de 04 destes barramentos incluindo na seleção o PCI e o USB. Levante e descreva a tendência para as próximas gerações de computadores.
• Memória
“A memória cache surgiu quando percebeu-se que as memórias não eram mais capazes de acompanhar o pro- cessador em velocidade, fazendo com que muitas vezes ele tivesse que ficar “esperando” os dados serem libera- dos pela memória RAM para poder concluir suas tarefas, perdendo muito em desempenho. Se na época do 386 a velocidade das memórias já era um fator limitante, imagine o quanto este problema não atrapalharia o desem- penho dos processadores que temos atualmente. Para solucionar este problema, começou a ser usada a memória cache, um tipo ultra-rápido de memória que serve para armazenar os dados mais frequentemente usados pelo processador, evitando na maioria das vezes que ele tenha que recorrer à comparativamente lenta memória RAM.
Sem ela, o desempenho do sistema ficará limitado à velocidade da memória, podendo cair em até 95%!. São u- sados dois tipos de cache, chamados de cache primário, ou cache L1 (level 1), e cache secundário, ou cache L2 (level 2).” http://www.guiadohardware.net/termos/memoria-cache
i) Exponha as razões pelas quais além da RAM as máquinas atuais fazem uso de memória cache e, em muitos casos, de vários níveis e tipos de memória cache. Explique como isto evoluiu e o que esperar do futuro.
“A memória virtual é uma espécie de arquivo que é criado no computador e o processador utiliza para armazenar dados que ele costuma deixar na memória RAM. É como se ele simulasse a memória RAM dentro do seu HD, por isso que se chama memória virtual. E por que será que a memória RAM é mais cara? Não seria mais fácil sim- plesmente utilizar o HD para armazenar os dados? Não exatamente, porque a memória virtual é extremamente mais devagar do que a memória RAM. Dessa forma, se o seu computador estiver com pouca memória RAM e pre- cisar usar a memória virtual para armazenar dados dos programas, com certeza o desempenho vai despencar.”
http://www.baixaki.com.br/info/1031-o-que-e-memoria-virtual-.htm
ii) Conceitue memória virtual sem entrar em detalhes muito técnicos e procure explicar a importân- cia dela nos atuais computadores, embora o seu tempo de acesso seja muitíssimo mais elevado (lento) que o das memórias primárias.
“Memória principal: também chamadas de memória real, são memórias que o processador pode endereçar diretamente, sem as quais o computador não pode funcionar. Estas fornecem geralmente uma ponte para as secundárias, mas a sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta informação pode ser, por exemplo, os programas em execução. Nesta categoria insere-se a memória RAM (volátil), memória ROM (não volátil)”. Wikipédia, a enciclopédia livre
iii) Existem vários tipos de memória volátil (SDRAM, DRAM, EDO RAM, RAMBUS, etc...) e de modelos como DDR, DDR2 e DDR3, descreva o que os diferencia. Explique também a diferença entre armazenamento em memória de estado sólido e em meio magnético.
• Diversos
“Uma tecnologia que está surgindo com bastante força no mercado são as redes Wireless, ou redes sem fio. Nesta categoria de redes, se permitem definir assim, há vários tipos de redes que são: Redes Locais sem Fio ou WLAN (Wireless Local Area Network), Redes Metropolitanas sem Fio ou WMAN (Wireless Metropolitan Area Network), Redes de Longa Distância sem Fio ou WWAN (Wireless Wide Area Network), redes WLL (Wireless Local Loop) e o novo conceito de Redes Pessoais Sem Fio ou WPAN (Wireless Personal Area Network).”
http://www.rnp.br/newsgen/9805/wireless.html
i) Conceitue e apresente as características que diferenciam os tipos de rede acima mencionados.
“Bluetooth é uma especificação industrial para áreas de redes pessoais sem fio (Wireless personal area networks - PANs). O Bluetooth provê uma maneira de conectar e trocar informações entre dispositivos como telefones celulares, notebooks, computadores, impressoras, câmeras digitais e consoles de videogames digitais através de uma freqüência de rádio de curto alcance globalmente não licenciada e segura. Wi-fi (pronunciado /uaifai/) é uma marca registrada da Wi-Fi Alliance, que pode ser usada com produtos certificados que pertencem à classe de dispositivos de rede local sem fios(WLAN) baseados no padrão IEEE 802.11. Por causa do relacionamento íntimo com seu padrão de mesmo nome, o termo Wi-Fi é usado frequentemente usado como um sinônimo para a tecnologia IEEE 802.11. WUSB (Wireless USB) é uma versão sem fio do USB que usa o sistema UWB para transmissão de dados a curtas distâncias, através de sinais de baixa potência. O objetivo é que o WUSB seja uma opção ao uso do USB para todo tipo de periféricas, incluindo mouses, impressoras, scanners, câmeras digitais, HD externo e etc”. Wikipédia, a enciclopédia livre
ii) Conceitue, apresente as principais características e diferenças entre cada uma das 03 tecnologias mencionadas acima.
“Os sistemas móveis estão ganhando cada vez mais seu espaço na área de desenvolvimento de sistemas. Não só por ser uma novidade ou mais um atrativo pela facilidade de sua portabilidade, mas sim pela tendência de um no- vo campo na área de computação, levando-nos a ter a concepção, assim como já foi dito, de um novo paradigma computacional.” http://www.devmedia.com.br/articles/viewcomp.asp?comp=12860
iii) Conceitue, apresente as principais características justificando ou discordando da afirmativa ex- posta pelo autor do texto acima.
“Um sistema embarcado (ou sistema embutido) é um sistema microprocessado no qual o computador é completamente encapsulado ou dedicado ao dispositivo ou sistema que ele controla. Diferente de computadores de propósito geral, como o computador pessoal, um sistema embarcado realiza um conjunto de tarefas predefinidas, geralmente com requisitos específicos. Já que o sistema é dedicado a tarefas específicas, através de engenharia pode-se otimizar o projeto reduzindo tamanho, recursos computacionais e custo do produto.” Wikipédia, a enciclopédia livre
iv) Conceitue, apresente as principais características e também alguns exemplos de aplicação e, principalmente, faça uma comparação entre sistemas embarcados e sistemas móveis.
Rio de Janeiro, 22 de março de 2010 Prof. Antonio Carlos Gay Thomé
