Informática
Sistemas Operacionais
Disciplina:
Secretário de Educação: Anderson Stevens Leônidas Gomes Secretário Executivo de Educação Profissional: Paulo Dutra
Gerente Geral da Educação Profissional: Luciane Pulça Gestor de Educação a Distância: George Bento Catunda Coordenador do Curso: João Ferreira da Silva Júnior Professor Conteudista: Ivaldir Honório de Farias Junior
Equipe Central de Educação a Distância:
Andréia Guerra; Carlos Cunha; Eber Gomes; Gustavo Tavares; Maria de Lourdes Cor- deiro Marques; Maria Helena Cavalcanti;
Mauro de Pinho Vieira; Pedro Luna; Reginaldo Filho
Prezados alunos, sejam bem vindos a nossa disciplina de siste- mas operacionais!
Acredito que vocês já devem está pensando o que esta disciplina irá apresentar ao longo de nosso estudo, não é?
Antes de começarmos é importante que vocês saibam que será necessário para uma melhor aprendizagem, que cada um leia o material de estudo e que façam todos os exercícios propostos pela disciplina.
Agora que todos já sabem o que devem fazer para obter um me- lhor aproveitamento da disciplina, vamos começar?
INTRODUÇÃO
Nos primórdios, os primeiros sistemas de computação, por volta do final da década de 40 e início dos anos 50, não possuíam sistema ope- racional. Entretanto, os sistemas de computação atuais são basicamen- te dependentes de sistemas operacionais que são grandes e complexos.
A figura 13 apresenta alguns sistemas operacionais considerados mais relevantes na história:
Você pode perceber que na figura 1 estão os principais Sistemas opera- cionais.
Fabricação de cerveja no Egito antigo, com escriba re- gistrando o número de garrafas produzidas, a esquerda
Figura 13 - Sistemas Operacionais - Fonte: Elaborado pelo próprio Autor.
Após sabermos quais os principais Sistemas operacionais, você já parou para pensar qual seria a definição de um sistema operacional?
Cada um de vocês pode imaginar que ele pode ser uma interface, ou até mesmo um meio entre o usuário e o hardware de um computador.
Isso nos leva a pensar que o objetivo primordial de um sistema opera- cional é disponibilizar um ambiente amigável no qual o usuário possa executar programas.
Para você entender o que realmente são os sistemas operacio- nais, primeiro você precisa saber quais os tipos de sistemas operacio- nais existem (ver figura 14) e como surgiu cada um deles levando em consideração a sua evolução.
5. TIPOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Se liga!
É importante evidenciar que o sistema operacional está diretamente ligado a evolu- ção dos computadores.
Para maiores informações sobre a evolução do computador veja:
http://pt.wikipedia.org/wiki/Anexo:Cronologia_da_evolução_dos_computadores.
Figura 14 – Tipos de sistemas operacionais (http://www.mlaureano.org/ensino/sistemas- operacionais/)
A evolução dos sistemas operacionais para computadores pes- soais ou de trabalho disseminou muitos conceitos e técnicas. Esses con- ceitos e técnicas eram somente conhecidos em ambientes de grande porte tecnológico.
Vamos agora explicar exatamente quais são os tipos de sistemas operacionais com suas devidas características para que cada um de vo- cês possa ter uma visão geral sobre eles. Veja abaixo:
5.1 Sistemas monotarefa ou monoprogramáveis
Quando começamos a estudar esse tipo de S.O, já percebemos que o nome monotarefa nos remete a ter uma ideia de que somente uma tarefa é executada por vez. De fato, os primeiros sistemas operacionais que surgiram eram basicamente para a execução de um único progra- ma. Por isso o nome é intitulado de monotarefa.
Neste contexto, caso o usuário queira executar outro programa, o mesmo deverá aguardar a finalização do programa em execução. Os sistemas monotarefa ou monoprogramáveis, se caracterizam por per- mitir que o processador, a memória e os periféricos permaneçam total- mente direcionados à execução de um único programa. Nós podemos pensar no seguinte exemplo: uma digitação de um texto, que neste tipo de sistema o processador permanece ocioso, sem realizar nenhum pro- cessamento (ver figura 15). Portanto, é muito evidente que a memória fica sendo subtilizada, pois o programa pode não preencher a mesma em sua totalidade, e como um ponto altamente negativo, são os periféri- cos, como discos e impressoras, ficarem dedicados a um único usuário.
Para maiores informações veja o site:
http://www.youtube.com/watch?v=n_SkDeUyDMQ
5.2 Sistemas Multitarefa ou multiprogramáveis
Esse tipo de sistema chamado multitarefa ou multiprogramá- veis executa dois ou mais programas de forma simultânea. Porém, tem um nível de complexidade e eficiência maior quando comparados aos sistemas monotarefas. Nesses sistemas, um quantitativo de usuários compartilham os mesmos recursos computacionais (como por exemplo:
memória, discos, impressoras, etc.). Desta forma, é possível gerar uma diminuição de custos se aumentarmos a capacidade de funcionamento e utilização do sistema, pois estaríamos diminuindo o custo total máqui- na/homem.
Como o próprio nome já deixa claro (sistema multitarefa), en- quanto um programa está na fila de espera por alguma operação, seja ela de leitura ou escrita no HD ( Hard Disc ou Disco Rígido), outros pro- gramas podem estar sendo processados no mesmo intervalo de tempo.
É importante saber que nos sistemas multitarefa os programas não são executados ou rodam paralelamente. Na verdade, eles são exe- cutados sequencialmente, ou seja, um após o outro.
Figura 15 – Exemplo de um sistema monotarefa (http://www.mlaureano.org/
ensino/sistemas-operacionais/)
5.3 Sistemas operacionais em tempo real ou RTOS - Real-time operating system
É destinado à execução de várias tarefas, onde um evento tem um tempo de resposta predefinido. Geralmente um RTOS não tem uma interface amigável, ou seja, a interface não é muito simples e não é des- tinado para o usuário final. A função do RTOS é gerenciar todos os re- cursos do computador para que um evento seja executado simultanea- mente.
Agora que já estudamos e entendemos os tipos de sistemas ope- racionais, podemos evoluir em nosso estudo.
Você sabia que existem várias formas usadas para analisar um sistema operacional?
Caso não saiba, iremos esclarecer tudo aqui para uma melhor aprendizagem. Vamos lá!
Uma forma de analisar seria estudar os serviços que um sistema operacional fornece em seu ambiente para a execução de programas. É
6. SERVIÇOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS
Entenda melhor: SISTEMA OPERACIONAL
Veja o funcionamento do sistema operacional através de uma animação de forma bem humorada. Acesse o link:
http://www.youtube.com/watch?v=nt0P8ZAYuUo&feature=related
notável que uma das principais preocupações de alguns serviços além de tornar a máquina mais confortável para o usuário, é também permitir que o sistema seja mais seguro e eficaz.
Diante de todas essas informações você acha que todos os siste- mas operacionais são iguais?
Os serviços oferecidos por um sistema operacional variam de um para outro, mas é possível encontrarmos pontos em comuns. Isso acontece para facilitar o trabalho do programador, padronizando e tor- nando a tarefa de programar mais simples.
Agora que estamos começando a nos familiarizar com alguns termos e com características dos sistemas operacionais, podemos co- meçar a conhecer os serviços mais comuns gerenciados pelo S.O.:
• Execução de programas;
• Operações de entrada/saída;
• Manipulação de sistema de arquivos;
• Detecção de erros;
• Alocação de recursos;
• Proteção.
Execução de programa: Quando um sistema executa um arquivo ou um programa na memória tem que permitir a finalização do progra- ma em execução, quer de forma normal ou anormal (exibindo erro).
Operações de E/S: Quando um programa está sendo executado é necessário haver uma comunicação. E esta comunicação é feita atra- vés da E/S. Isso pode envolver tanto um arquivo quanto um dispositivo.
Quando isso acontece, o usuário só necessita especificar o dispositivo da operação. O SO é quem deve oferecer meios para realização das opera- ções de E/S.
Manipulação do sistema de arquivos: No sistema de arquivos os programas precisam ler, gravar, criar e excluir arquivos por nome.
Detecção de erros: A identificação de erros acontece em diver- sos níveis de hardware e de software. No hardware, todas as transferên- cias de dados necessitam ser conferidas para garantir que os dados não tenham sido modificados em trânsito. O sistema operacional precisa es- tar sempre informado de possíveis erros.
Alocação de recursos: Quando existem vários usuários ou di- versos jobs (tarefas) sendo executados ao mesmo tempo, os recursos devem ser alocados a cada um deles. Muitos tipos diferentes de recur- sos são gerenciados pelo sistema operacional. Alguns como a memória principal e armazenamento de arquivos podem ter código de alocação especial, enquanto outros (como dispositivos de E/S) podem ter código de pedido e liberação muito mais geral.
Proteção: Os usuários responsáveis pelas informações arma- zenadas em um sistema de computação multiusuário controlam o uso dessas informações. Quando vários processos forem executados ao mesmo tempo, um processo não poderá intervir em outros ou no próprio sistema operacional. A proteção tem como objetivo garantir que todo acesso aos recursos do sistema seja controlado. A segurança do siste- ma contra acesso por pessoas estranhas também é importante. A segu- rança é possível quando cada usuário se autentica no sistema, através de uma senha, para ter acesso aos recursos.
Antes de começarmos a falar sobre as funções do Sistema ope- racional (SO). é interessante que você reflita sobre o conhecimento ad- quirido até o presente momento. Ou seja, você já sabe quais são os principais sistemas operacionais e já aprendeu sobre os principais tipos de sistemas operacionais e seus serviços mais comuns. Diante deste contexto, podemos afirmar que já temos condições de evoluir com o as- sunto.
Iremos começar apresentando a vocês as funções básicas de um sistema operacional, que são: Administrar os recursos do hardware (memória, processador e periféricos) e auxiliar na execução dos progra- mas do usuário oferecendo a ele uma interface de alto nível. Podemos dividir as suas funções em:
7.1 GERENCIAMENTO DE PROCESSOS
Em primeiro lugar, gostaria de saber se você sabe o que é um processo?
Antes de definir o que realmente é um processo, é interessante explicar que um sistema operacional não executa unicamente os pro- grama que geralmente podemos ver. Pare e pense um pouco. Veja que os aplicativos que você usa geralmente em seu computador reúnem vá- rias instruções e comandos, no entanto, são os processos que efetiva- mente executam esses comandos. Isso significa que um aplicativo pode gerar diversos processos. Você conseguiu entender?
7. FUNÇÕES DE SISTEMAS
OPERACIONAIS
Vamos tentar melhorar a explicação com alguns exemplos: o na- vegador Internet Explorer, executa uma nova tarefa a cada aba aberta.
Essa ação permite que cada aba seja gerenciada individualmente. Isso significa dizer que mesmo que uma Aba trave, as outras continuam tra- balhando normalmente.
Resumindo, os processos representam tarefas ou task em exe- cução, mas nem todas têm relação direta com algum aplicativo.
Então podemos dizer que um processo é uma atividade, que acontece no meio computacional, geralmente tem um objetivo definido, tem duração finita e utiliza uma quantidade limitada de recursos com- putacionais. Você lembra o que são recursos computacionais?
Vamos refrescar sua memória: recursos computacionais são, por exemplo: memória, discos, impressoras, etc., conforme já apresen- tado na seção de tipos de sistemas operacionais.
Voltando ao assunto, a palavra processo (process em inglês) às vezes é trocado pelo termo tarefa (task) e pode assumir alguns signifi- cados:
• Um programa em execução;
• Uma atividade assíncrona;
• O espírito ativo de um procedimento;
• Uma entidade que pode utilizar um processador ou
• Uma unidade que pode ser despachada para execução.
Um sistema operacional controla todos os processos. Através dos processos, um programa pode armazenar recursos, trocar dados e compartilhar informações. Os processos passam por diferentes estados durante o processamento, em função de várias atividades geradas pelo sistema operacional, pelo hardware, ou pelo próprio programa. São es- tados possíveis de um processo:
• Criação: neste estado, o processo está sendo armazenado na memória, sendo criado no sistema. Todos os recursos necessá- rios à execução são reservados durante a passagem do processo por este estado, o que acontece uma única vez. Vários processos podem estar neste estado, ao mesmo tempo.
• Pronto: é quando os processos, depois de criados ou quando re- tornam do tratamento de uma interrupção, ficam aguardando a liberação da CPU para que possam iniciar ou continuar seu pro- cessamento. É como se fosse uma fila, gerenciada pelo sistema operacional, que se responsabiliza em organizar os processos, de acordo com as informações contidas no contexto de software.
• Execução: é onde o processo usa a Unidade central de Processa- mento, também conhecida como CPU. O processo permanece no processador até que seja interrompido ou termine sua execução.
Neste estado, somente um processo pode permanecer de cada vez, já que existe apenas um processador.
• Espera: neste estado estão todos os processos que sofreram al- gum tipo de interrupção de E/S, onde permanecem até que a intervenção seja resolvida. Vários processos podem estar neste estado, ao mesmo tempo, também.
• Saída: é o estado final do processo, quando este finaliza seu processamento. Vários processos podem estar neste estado, ao mesmo tempo.
Em resumo, um processo passa por diferentes estados, desde sua criação até sua finalização. No momento que ele é criado, seu es- tado é considerado “novo”; em ação, muda para “executando”; quan- do depende da ocorrência de algum evento, vira “esperando”; quando o processo não é mais necessário, o mesmo é “finalizado ou terminado”.
O sistema operacional unifica todas essas informações através de es- truturas específicas chamadas PCB (sigla de Process Control Blocks).
Iremos aprender agora, um pouco sobre Estruturas de Sistemas Operacionais.
Como visto em aulas anteriores, um Sistema Operacional forne- ce um ambiente para a execução de programas. Esse ambiente é o con- junto de serviços, que SO fornece aos programas e usuários de progra- mas, bem como as rotinas utilizadas para o fornecimento dos serviços.
São serviços tais como:
• Gerência de memória;
• Gerência do sistema de arquivos;
• Operações de entrada e saída;
• Contabilização e segurança do sistema;
• Escalonamento e controle dos processos e etc.
Esse conjunto de rotinas é chamado núcleo do sistema operacio- nal ou kernel (cérebro).
Você entendeu o que é um kernel? Vamos explicar de outra for- ma para que você possa entender melhor. Vamos lá!
Se liga!
Para maiores informações sobre PCB acesse o site;
http://pt.wikipedia.org/wiki/Bloco_de_controle_de_processo http://www.youtube.com/watch?v=UxgFGI7gXi4
8. ESTRUTURA DO SISTEMA OPERACIO-
NAL
Podemos dizer que um sistema operacional é composto de um núcleo, chamado de KERNEL, esse núcleo, para executar funções, pre- cisa de um agrupamento de regras ou diretrizes, chamados bibliotecas.
Agora Imagine um sistema operacional como o corpo-humano, onde o Kernel é considerado o cérebro e as bibliotecas seus órgãos. É evidente um ser humano não vive sem cérebro, pois é ele que comanda o corpo (todo um organismo), entretanto, um cérebro sem órgãos, não é um ser vivo.
Por ser um grande sistema e de alta complexidade, a estrutura do SO (a maneira como o código do sistema é organizado e o inter-rela- cionamento entre seus diversos componentes) deve ser cuidadosamen- te projetada. Existem basicamente três abordagens no desenvolvimento de SOs: Sistemas Monolíticos, Em Camadas e Cliente-Servidor.
Antes de partirmos para as características de cada estrutura de SO, é primeiramente ter o entendimento de dois conceitos: sistema de chamadas e modo de acesso.
8.1 Sistemas de Chamadas
Uma preocupação que surge na grande maioria dos projetos de SOs é a implementação de mecanismos de proteção ao núcleo do sistema. Caso uma aplicação, que tenha acesso ao núcleo, realize uma operação que o danifique, todo o sistema poderá ficar comprometido e inoperante.
O usuário (ou aplicação), quando deseja solicitar algum serviço do sistema, realiza uma chamada a uma de suas rotinas (ou serviços) através de system calls (chamadas ao sistema), que são a porta de en- trada para se ter acesso ao núcleo do SO. Para cada serviço existe uma system call associada e cada SO tem o seu próprio conjunto (biblioteca) de chamadas, com nomes, parâmetros e formas de ativação específicos.
8.2 Modo de Acesso
Existem certas instruções que não podem ser colocadas direta- mente à disposição das aplicações, pois a sua utilização indevida ocasio- naria sérios problemas à integridade do sistema. Fica claro que existem certas instruções, como operações de entrada e saída, que só devem ser executadas pelo SO, para impedir a ocorrência de problemas de segu- rança e mesmo violação do sistema. As instruções que têm o poder de comprometer o sistema são conhecidas como instruções privilegiadas, enquanto as instruções não-privilegiadas são as que não oferecem pe- rigo ao sistema.
Para que uma aplicação possa executar uma instrução privile- giada, o processador implementa o mecanismo de modos de acesso.
Existem basicamente dois modos de acesso implementados pelo pro- cessador: modo usuário e modo kernel. Quando o processador trabalha no modo usuário, uma aplicação só pode executar instruções não-privi- legiadas, tendo acesso a um número reduzido de instruções, enquanto no modo kernel a aplicação pode ter acesso ao conjunto total de instru- ções do processador.
O núcleo do SO sempre é executado em modo kernel, pois deve possuir capacidade de gerenciar e compartilhar todos os seus recursos, solucionando, em diversos níveis, os problemas de acesso às instruções privilegiadas.
Finalmente iremos entender o funcionamento de cada tipo de estruturas do SO:
8.3 Sistemas Monolíticos
A organização mais comum de ser encontrada é aquela que estrutura o sistema como um conjunto de rotinas que podem interagir
livremente umas com as outras. A estrutura monolítica pode ser com- parada com uma aplicação formada por vários procedimentos que são compilados separadamente e depois linkados, formando um grande e único programa executável conforme a figura 16.
8.4 Sistemas em Camadas
Um sistema em camadas divide o SO em camadas sobrepostas.
Cada módulo oferece um conjunto de funções que podem ser utilizadas por outros módulos. Módulos de uma camada podem fazer referência apenas a módulos das camadas inferiores. A vantagem da estruturação em camadas é isolar as funções do SO, facilitando sua alteração e de- puração, além de criar uma hierarquia de níveis de modos de acesso, protegendo as camadas mais internas conforme a figura 17.
Figura 16 – exemplo de sistemas Monolíticos (http://www.mlaureano.org/ensino/
sistemas-operacionais/)
8.5 Sistemas Cliente-Servidor
Uma tendência dos SOs modernos é tornar o núcleo do SO o menor e mais simples possível. Para implementar esta ideia, o sistema é dividido em processos, sendo cada um responsável por oferecer um conjunto de serviços, como serviços de arquivo, serviços de criação de processos, serviços de memória, serviços de escalonamento, etc.
Sempre que uma aplicação deseja algum serviço, ela solicita ao processo responsável. Neste caso, a aplicação que solicita um serviço é chamada de cliente, enquanto o processo que responde à solicitação é chamado de servidor. Um cliente, que pode ser uma aplicação de um usuário ou outro componente do SO, solicita um serviço enviando uma
Figura 17 – Exemplo de sistema em camadas (http://joaocarlossites.wikis- paces.com/file/view/2+-+Estrutura+do+Sistema+Operacional.pdf)
mensagem para o servidor. O servidor responde ao cliente através de outra mensagem. É função do núcleo do sistema realizar a comunica- ção, ou seja, a troca de mensagens entre o cliente e o servidor.
A utilização deste modelo permite que os servidores executem em modo usuário, ou seja, não tenham acesso direto a certos compo- nentes do sistema. Apenas o núcleo do sistema, responsável pela co- municação entre clientes e servidores, executa no modo kernel. Como consequência, se um erro ocorrer em um servidor, este servidor pode parar, mas o sistema não ficará inteiramente comprometido. Além dis- so, a implementação de sistemas cliente-servidor permite isolar as fun- ções do SO por diversos processos (servidores) pequenos e dedicados a serviços específicos. Como consequência, SO passa a ser de mais fácil manutenção( ver figura 18).
Apesar de todas as vantagens deste modelo, sua implementa- ção, na prática, é muito difícil devido a certas funções de o SO exigir acesso direto ao hardware, como operações de entrada e saída. Na re- alidade, o que é implementado mais usualmente é uma combinação do modelo de camadas com o modelo cliente-servidor.
Figura 18 - Exemplo de sistema cliente - servidor
Prezado Aluno, antes de começarmos a explicação sobre Mani- pulação de Arquivos, vamos primeiramente conceituarmos o que é Ar- quivo.
9.1 ARQUIVO
Em informática, arquivo na área de informática é um agrupa- mento de registros que seguem uma regra estrutural, e que contém in- formações (dados) sobre uma área específica, registrados na memória de um computador (disco rígido, cds, dvds, pendrive, etc). Um arquivo pode-se abrir, fechar, ler, editar, imprimir ou apagar.
Podemos identificar um arquivo por nome, com o formato e ex- tensão dependendo do sistema operacional.
Diversos sistemas operacionais dividem o arquivo em duas par- tes, fazendo com que a identificação do tipo do arquivo seja através da segunda parte, com por exemplo: INSTALAR.EXE (um arquivo EXECU- TÁVEL) ou INFORMAÇÃO.TXT (arquivo de texto). Esses arquivos contêm diversos tipos de informações: imagens, textos, programas, áudios, ví- deos, etc.
Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Arquivo_de_computador Se liga!
Para maiores informações acesse o site e assista esse vídeo:
http://www.youtube.com/watch?v=N148urtM63k
9. MANIPULAÇÃO DE ARQUIVOS
9.2 TIPOS DE ARQUIVOS
Como falamos no assunto anterior, podemos identificar um tipo de arquivo pelo nome e a sua extensão.
A extensão de arquivos são sufixos que distinguem seu formato e qual função o arquivo executará no computador. Cada extensão tem funcionamento e característica própria e necessita de um programa es- pecifico para trabalhar com cada uma delas.
Com certeza, já encontramos algum tipo de arquivo cuja exten- são não conheciamos e não sabíamos qual programa usar para abri-lo.
Vamos conferir na lista abaixo algumas das extensões mais conhecidas.
• DOCUMENTOS
TXT – Como o próprio nome deixa indicado, a extensão de nome TXT refere-se aos arquivos simples de texto criados com o bloco de notas do Windows. Eles são extremamente leves e podem ser executados em praticamente qualquer versão do sistema ope- racional.
DOC – Denomina a extensão utilizada pelo Microsoft Word, o edi- tor de textos mais conhecido pelos usuários. A partir da versão 2007 do Office, o formato passou a se chamar DOCX, e apresen- ta incompatibilidades com as versões anteriores do aplicativo, o que pode ser resolvido com uma atualização.
XLS – A descrição deste tipo de arquivo é muito semelhante à do Word, mas refere-se ao Excel, editor de planilhas da Microsoft.
PPT – Esta extensão é exclusiva para o Microsoft Powerpoint, aplicativo que permite criar apresentações de slides para pales- trantes e situações semelhantes.
PDF – Formato criado pela Adobe, atualmente é um dos padrões
utilizados na informática para documentos importantes, impres- sões de qualidade e outros aspectos. Pode ser visualizado no Adobe Reader, aplicativo mais conhecido entre os usuários do formato.
• IMAGEM
BMP – O Bitmap é um dos formatos de imagem mais conhecidos pelo usuário. Pode-se dizer que este formato é o que apresenta a ilustração em sua forma mais crua, sem perdas e compressões.
No entanto, o tamanho das imagens geralmente é maior que em outros formatos. Nele, cada pixel da imagem é detalhado espe- cificamente, o que a torna ainda mais fiel.
GIF – Sigla que significa Graphics Interchange Format é um for- mato de imagem semelhante ao BMP, mas amplamente utiliza- do pela Internet, em imagens de sites, programas de conversa- ção e muitos outros. O maior diferencial do GIF é ele permitir a criação de pequenas animações com imagens seguidas, o que é muito utilizado em emoticons, blogs, fóruns e outros locais se- melhantes.
JPEG - Joint Photographic Experts Group é a origem da sigla, que é um formato de compressão de imagens, sacrificando dados para realizar a tarefa. Enganando o olho humano, a compacta- ção agrega blocos de 8X8 bits, tornando o arquivo final muito mais leve que em um Bitmap.
PNG – É um formato para imagens, que surgiu em meados de 1996 para substituir o formato GIF, devido ao fato de este último incluir algoritmos patenteados.
• ÁUDIO
MP3 – Esta é atualmente a extensão para arquivos de áudio mais conhecida entre os usuários, devido à ampla utilização dela para
codificar músicas e álbuns de artistas. O grande sucesso do for- mato deve-se ao fato dele reduzir o tamanho natural de uma música em até 90%, ao eliminar frequências que o ouvido huma- no não percebe em sua grande maioria.
WMA – Esta extensão, muito semelhante ao MP3, foi criada pela Microsoft e ganhou espaço dentro do mundo da informática por ser o formato especial para o Windows Media Player. Ao pas- sar músicas de um CD de áudio para o seu computador usando o programa, todos os arquivos formados são criados em WMA.
Hoje, praticamente todos os players de música reproduzem o formato sem complicações.
WAV – Abreviação de WAVE, ou ainda WAVEForm audio format, é o formato de armazenamento mais comum adotado pelo Windo- ws. Ele serve somente para esta função, não podendo ser tocado em players de áudio ou aparelhos de som, por exemplo.
• VÍDEO
AVI – Abreviação de áudio vídeo interleave, menciona o formato criado pela Microsoft que combina trilhas de áudio e vídeo, po- dendo ser reproduzido na maioria dos players de mídia e apa- relhos de DVD, desde que sejam compatíveis com o codec DivX.
MPEG – Um dos padrões de compressão de áudio e vídeo de hoje, criado pelo Moving Picture Experts Group, origem do nome da extensão. Atualmente, é possível encontrar diversas taxas de qualidade neste formato, que varia de filmes para HDTV à trans- missões simples.
MOV – Formato de mídia especialmente desenhado para ser re- produzido no player QuickTime. Por esse motivo, ficou conhecido através dos computadores da Apple, que utilizam o QuickTime da mesma forma que o Windows faz uso do seu Media Player.
• COMPACTADORES
ZIP – A extensão do compactador Winzip se tornou tão famosa que já foi criado até o verbo “zipar” para mencionar a compac- tação de arquivos. O programa é um dos pioneiros em sua área, sendo amplamente usado para a tarefa desde sua criação.
RAR – Este é o segundo formato mais utilizado de compactação, tido por muitos como superior ao ZIP. O Winrar, programa que faz uso dele, é um dos aplicativos mais completos para o forma- to, além de oferecer suporte ao ZIP e a muitos outros.
9.3 Entenda melhor: ARQUIVOS
Os arquivos contem diferentes tipos de informações, e cada in- formação necessita de um método específico. Ou seja, um arquivo de imagem não pode ser acessado por um programa de áudio, isso porque as informações de um arquivo de imagem são estruturadas de forma totalmente diferente da de um arquivo de áudio, e o programa utilizado para abrir só é capaz de acessar as informações de áudio.
Isso acontecendo, o sistema operacional e os demais programas necessitam diferenciar os diversos tipos de arquivos disponíveis, para evitar que um programa tente manipular um tipo de arquivo que não suporta.
9.4 ORGANIZAÇÃO DOS ARQUIVOS
A organização dos arquivos é uma forma de como os dados po- dem ser armazenados dentro do computador, sua estrutura pode variar dependendo do tipo de dados de cada arquivo.
A organização do arquivo é definida no momento de sua criação.
De acordo com os SO, existem diversos tipos de organizações de arqui-
vos e cada arquivo segue um modelo a que seja suportado.
Há diversas formas de acesso às informações. Alguns progra- mas fornecem apenas um tipo, outros disponibilizam diferentes méto- dos, dependendo da necessidade. Das organizações mais conhecidas, destacamos:
Sequencial - É o método mais simples. Os dados são lidos e es- critos em sequência. A gravação de novos registros só é possível no final do arquivo e a leitura é feita na ordem de gravação dos registros.
Direto ou Relativa - É mais eficaz que o sequencial, pois permite a leitura e gravação de um registro diretamente na sua posição, é possí- vel ler e gravar registros rapidamente e sem uma sequência particular.
Indexado - É o mais sofisticado dos métodos. São criados índices que permitem acessar de forma mais eficiente os dados. Para encon- trar um arquivo, primeiro pesquisa-se o arquivo de índice e então usa o apontador para obter acesso direto ao arquivo.
9.5 ATRIBUTOS DE ARQUIVOS
As informações que controlam os arquivos, como, tamanho, data e hora da criação e proteção, chamam-se de Atributos de Arquivos. Es- ses atributos diferem de um sistema operacional para outro.
Alguns desses atributos podem ser alterados pelo próprio SO, como a data e hora de criação, por exemplo. Já outros só podem ser modificados pelo usuário, com o atributo de proteção.
9.6 DIRETÓRIOS
A organização de diretórios é a forma como o sistema organiza logicamente os arquivos armazenados na memória do computador. No diretório contém informações sobre os arquivos, como o nome, localiza- ção, tamanho, tipo e demais atributos.
Ao abrir um arquivo, o Sistema Operacional procura a sua en- trada na estrutura de diretórios em uma tabela mantida na memória principal, contendo todos os arquivos. É necessário fechar o arquivo ao término de seu uso.
9.7 MANIPULAÇÃO DE ARQUIVOS
Depois de estudarmos vários conceitos sobre manipulação de arquivo, você já se sente seguro com o conhecimento adquirido até o momento?
Vamos tentar melhorar nossa explicação para que todos possam aprender e aplicar os conhecimentos no Pólo e em suas vidas profissio- nais.
Um arquivo é um recurso manipulado pelo SO, ao qual, toda rede de programação do computador tem acesso. Ele permite acessar dispo- sitivos externos de entrada e saída de dados. Embora os arquivos sejam associados a um espaço de armazenamento em disco, outros disposi- tivos de entrada e saída são manipulados como arquivos, tais como o teclado e a tela de um monitor. Na maioria das vezes, para trabalhar com um arquivo, ele deve ser primeiramente aberto. Ao abrirmos um arquivo, o sistema operacional está sendo avisado que o mesmo será manipulado, de forma que informações são mantidas em memória.
Exemplo: Abrir um arquivo word ou excel.
Resumindo, o SO deve ser capaz de achar informações/dados em arquivos armazenados em unidades de armazenamento, ou seja, HD ou discos rígidos, discos magnéticos, pen drives, CD’s, DVD’s dentre ou- tros meios (veja figura 19).
A Organização do sistema de arquivos como já detalhado ante- riormente nesta seção são apresentados na figura 20:
Diretórios = agrupamentos de arquivos e outros diretórios.
Hierarquia: árvore genérica.
Figura 19 – Dispositivos de armazenamento ( Elaboração própria)
Figura 20 – Estrutura de arquivos (http://www.mlaureano.org/
ensino/sistemas-operacionais/)
9.8 SEGURANÇA DE ARQUIVOS
Prezados estudantes, neste momento podemos afirmar que já temos conhecimentos sólidos para entender situações envolvendo sis- temas de arquivos em sistemas operacionais, além de poder manipulá- los. Agora vamos entender um pouco sobre como manter a confiabili- dades desses arquivos.
9.8.1 Blocos com defeitos
Geralmente discos apresentam blocos defeituosos (bad blocks), ou seja, blocos onde a escrita e/ou leitura ficam impossibilitada de ocor- rer. Quando estamos utilizando o sistema operacional Windows, ele é detectado pelo software denominado de utilitários tais como CHKDSK . Muitas vezes este tipo de software consegue isolar a parte defeituosa do disco para que futuros arquivos não sejam gravado nas áreas com badblocks. Existem outros programas, tais como o HDD REGENERATOR que em 60% dos casos conseguem remapear o HD, assim inutilizando os ‘bad sectors’.
9.8.2 Cópia de Segurança ou Backup
Apesar de todos nós termos a consciência de que devemos man- ter tudo conforme as melhores práticas de segurança, é necessário ela-
Se liga!
Para maiores informações acesse o site:
http://www.gsigma.ufsc.br/~popov/aulas/so1/cap10so.html http://www.dca.fee.unicamp.br/cursos/EA876/apostila/HTML/node33.html
borarmos uma estratégia para tratar os blocos defeituosos. Além disso, também é importante termos uma política de backups ou cópias de se- gurança de forma frequente.
Atualmente, temos no mercado alguns dispositivos para backup com grandes capacidades de armazenamento, tais como: HD, Fita Dat, Computação em Nuvem e etc.
10. MEMÓRIAS
Figura 21 – Função básica de um SO (http://www.vivaolinux.com.br/
artigo/Sistemas-Operacionais-Kernel-e-Shell)
a. Gerenciamento de memória
A memória é constituída por todos os dispositivos que permi- tem a um computador guardar dados, temporariamente ou permanen- temente. Memória é um termo genérico para designar componentes de um sistema capazes de armazenar dados e programas.
O sistema operacional tem acesso completo à memória do siste- ma e deve permitir que os processos dos usuários tenham acesso seguro à memória quando o requisitam. Em sua forma mais simples, o gerenciamento de memória está relacionado a duas tarefas essenciais:
• Alocação: Quando o programa requisita um bloco de memó- ria, o gerenciador o disponibiliza para a alocação;
• Reciclagem: Quando um bloco de memória foi alocado, mas os dados não foram requisitados por um determinado núme- ro de ciclos ou não há nenhum tipo de referência a este bloco pelo programa, esse bloco é liberado e pode ser reutilizado para outra requisição.
b. Tipos de Memória
Basicamente são dois tipos de memórias que existem: memó- rias voláteis e memórias não voláteis.
• Memórias Voláteis: memórias chamadas de “memória real”, pois pode ser endereçada diretamente pelo processador. A sua função principal é a de conter a informação necessária para o processador num determinado momento; esta infor- mação pode ser, por exemplo, os programas em execução.
Essas memórias perdem seu conteúdo quando o computa- dor é desligado.
• Memórias Não Voláteis: memórias chamadas de “memórias de armazenamento em massa”, para armazenamento per- manente de dados. Não pode ser endereçada diretamente, a informação precisa ser carregada em memória principal antes de poder ser tratada pelo processador. Não são estri- tamente necessárias para a operação do computador. Essas memórias não perdem seu conteúdo quando o computador é desligado.
Relacionando as diversas memórias anteriores com relação aos seus custos e performance de tempo de acesso, temos a memória cache como sendo a mais cara e de maior velocidade, enquanto que as fitas magnéticas são as mais baratas e mais lentas.
Figura 22 – Hierarquia de memória
(http://www.ifba.edu.br/professores/romildo/downloads/ifba/introducao-processos-memoria.
pdf)
1. Levando em consideração os principais sistemas operacio- nais (MS-DOS, Macintosh OS e Windows 1.0) que fizeram história no mundo da informática, podemos perceber que ambos buscavam suprir uma lacuna que existia na interação usuário-computador.
Portanto, baseado nesse contexto, assista ao filme Piratas do vale do silício e destaque as motivações da criação de cada um desses sistemas operacionais(SO) e quais foram as principais características de cada SO, que eram destaque ou atrativos para os usuários de computadores.
Link para o vídeo: http://www.youtube.com/watch?v=-Afy- bXPcNY&feature=related
2. Esta atividade leva em consideração os Sistemas operacio- nais (SOs): MS-DOS, Macintosh OS, Windows 1.0 e Linux.
Discuta com os seus colegas, no Pólo, sobre a temática e, em seguida, elabore um documento com as vantagens e des- vantagens de cada um dos SOs. Além disso, classifique cada um dos sistemas operacionais como monotarefa, multitarefa e sistemas operacionais de tempo real. É importante colo- car os sites (links) de onde foram pesquisado as respostas a essa questão.
Essa atividade deve ser elaborada no Pólo para que você pos- sa conversar e compartilhar informações com outros alunos.
