Sistemas Operativos módulo 1

Um sistema operativo (SO) é o software fundamental que gere o hardware de um computador e permite a execução de outros programas. Assegura um conjunto de funções que trabalham em colaboração para garantir que o computador funcione de maneira estável, eficiente e segura.

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

​O Sistema Operativo:

• Garante o arranque do computador e faz a gestão dos recursos físicos (hardware).

• Cria uma abstração da máquina - dá uma visão simples do computador, encapsulando a complexidade do seu funcionamento. O utilizador consegue realizar as tarefas no computador sem se aperceber da complexidade das operações realizadas sobre o hardware. 

• Gere os recursos de forma eficaz tirando o máximo proveito das sua potencialidades

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

​Hardware
Máquina Física

Sistema Operativo

​Aplicações
Utilizador
Máquina virtual

Nível de abstração

Multiple Choice

O utilizador consegue realizar as tarefas no computador sem se aperceber da complexidade das operações realizadas sobre o hardware. Significa que o Sistema Operativo cria:

• Uma interface de controle do hardware.

• Uma abstração do hardware.

• Uma ligação direta com o hardware.

• Um sistema de monitoramento do hardware.

Match

Combine o seguinte

• CPU

• Excel

• Windows

• Hardware

• Aplicações

Hardware

Software

Sistema operativo

Máquina física

Máquina virtual

• Hardware

• Software

• Sistema operativo

• Máquina física

• Máquina virtual

Reorder

Ordenar com base no nível de abstração (do maior para o menor)

• Word

• Gestor de tarefas do windows

• Controlador (driver) da placa gráfica

1

2

3

• 1
• 2
• 3

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

​A arquitetura de um sistema operativo (SO) pode variar de acordo com o design e o propósito, mas em geral, ela segue uma estrutura modular com camadas bem definidas, organizadas por níveis hierárquicos:

O kernel é o coração do sistema operativo, responsável por gerir os recursos do sistema e fornecer uma interface entre o hardware e os processos de alto nível. Controla diretamente o hardware e implementa as funções mais básicas do SO. As operações são realizadas no nível de maior privilégio, garantindo um desempenho eficiente. Existem diferentes tipos de kernel:

​​1. Núcleo (Kernel)

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Existem diferentes tipos de kernel:

• Monolítico: Todas as funções do sistema operativo são executadas no kernel. Exemplo: Linux.

• Microkernel: Apenas as funções essenciais (gerenciamento de memória, processos e comunicação entre eles) são executadas no kernel. O restante é movido para o espaço de usuário. Exemplo: Minix.

• Híbrido: incorpora elementos de arquiteturas monolíticas e de microkernel, combinando as vantagens de ambas. Exemplo: Windows

​​1. Núcleo (Kernel) (cont.)

Drag and Drop

​O kernel do S.O.

Placeholder

é​

Placeholder

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Linux

monolítico

windows

microkernel

​

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Qualquer programa, quando é executado, cria processos que precisam de recursos (processador, memória…). Estes processos podem ser executados em simultâneo ou em sequência e competem entre si pelo uso dos recursos (cpu, memória…). Esta camada do SO garante que os processos sejam executados de

​​​2. Gestão de Processos

maneira eficiente, controla o uso do processador (recurso principal) e permite a multitarefa (vários processos executados ao mesmo tempo). Para tal, deve gerir o tempo de utilização da CPU por cada processo, controlar a comunicação entre processos (Inter-Process Communication - IPC), sincronizar processos, controlar concorrência entre eles e Evitar deadlocks, onde processos esperam indefinidamente por recursos.

Drag and Drop

​

Placeholder

são programas em execução que competem entre si pelo acesso a ​

Placeholder

como ​

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,

Placeholder

, ​

Placeholder

.

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processos

recursos

CPU

Disco

Teclado

procedimentos

bios

Multiple Select

Na gestão de processos, o S.O. deve:

• gerir o tempo de utilização da CPU por cada processo

• Garantir o correto armazenamento no disco

• controlar a comunicação entre processos

• Assegurar Inter-Process Communication - IPC

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Esta camada lida com a alocação e libertação de memória para processos em execução. O sistema operativo controla o uso da memória RAM, ora alocando espaço para processos em execução, ora libertando o espaço de memória quando terminam a sua execução. Garante a proteção de memória para impedir que um processo aceda a memória de outro. Também implementa e gere a memória virtual, que permite usar o disco rígido como uma extensão da RAM.

3. Gestão de Memória

Drag and Drop

A camada de gestão de memória controla o uso da ​

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, ora ​

Placeholder

espaço para processos em execução, ora ​

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o espaço de memória quando terminam a sua execução. Garante a ​

Placeholder

para impedir que um processo aceda a memória de outro.

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memória RAM

alocando

libertando

proteção de memória

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Esta camada lida com a organização da informação em discos. O S.O. organiza os dados em ficheiros de forma eficiente, disponibiliza operações que permitem estruturar a informação e protege o acesso aos mesmos com permissões adequadas. Controla a criação, leitura, escrita e exclusão de ficheiros e pastas no sistema de ficheiros.

​​​4. Sistema de ficheiros

​

Multiple Select

O sistema de ficheiros é responsável por:

• organizar os dados em ficheiros de forma eficiente

• Gerir o funcionamento dos periféricos de entrada

• protege o acesso aos ficheiros com permissões adequadas

• Assegurar a sincronização de processos

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Esta camada é responsável pela comunicação entre o SO e os dispositivos de hardware (como discos rígidos, impressoras, teclados…). Para tal, utiliza drivers de dispositivos para interagir com o hardware, abstraindo as especificidades de cada dispositivo e fornecendo uma interface padrão para os processos do utilizador.

5. Gestão de Dispositivos

Match

Relacione

• Hardware

• Sistema Operativo

• Software de aplicação

RAM

Windows

Word

• RAM

• Windows

• Word

Drag and Drop

O gestor de dispositivos utiliza ​

Placeholder

específicos para cada ​

Placeholder

para interagir com o hardware, abstraindo as ​

Placeholder

de cada dispositivo e fornecendo uma ​

Placeholder

padrão para os ​

Placeholder

do utilizador.

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drivers

dispositivo

especificidades

interface

processos

kernel

Sistema operativo

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

A interface de chamadas de sistema permite que os programas executados pelo utilizador solicitem serviços do sistema operativo. Quando um processo solicita uma tarefa controlada pelo SO (como ler um ficheiro ou alocar memória), faz uma chamada de sistema que atravessa a interface do sistema e passa para o kernel, o qual lida com o pedido.

6. Interface de Sistema (System Call Interface)

​

Reorder

Ordena as operações

• processo solicita uma tarefa

• chamada de sistema

• atravessa a interface do sistema

• Invoca o kernel

• Kernel lida com o pedido

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• 1
• 2
• 3
• 4
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Drag and Drop

A interface de ​

Placeholder

, permite que os ​

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executados pelo ​

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solicitem ​

Placeholder

do ​

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.

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chamadas de sistema

programas

utilizador

serviços

sistema operativo

processos

kernel

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Interface de Linha de Comandos (CLI - Command Line Interface): Permite que os utilizadores interajam diretamente com o sistema através de comandos de texto. Exemplo: shell do Linux. Command Prompt do windows

Interface Gráfica do Usuário (GUI - Graphics User Interface): Um ambiente visual onde o utilizador interage com o sistema operativo através de janelas, ícones, menus, etc. Exemplo: Windows, macOS.

7. Interface do utilizador

​

Categorize

Options (6)

MS-DOS

Command Prompt

Windows

macOS

PowerShell

Ubuntu Desktop

Organize essas opções pelas categorias indicadas

interface de linha de comandos (cli)

Interface gráfico (GUI)

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Esta camada possibilita a comunicação entre sistemas através de redes. è responsável por gerir:

• Conexões de rede (Wi-Fi, Ethernet, etc.).

• Protocolo de comunicação (TCP/IP).

• Serviços de rede, como compartilhamento de arquivos e impressoras.

8. Gestão de rede

​

Categorize

Options (10)

TCP

UDP

HTTP

FTP

SMTP

IMAP

Partilha de ficheiros

Ethernet

Wi-Fi

Partilha de impressoras

Organize os elementos de acordo com as categorias indicadas

Protocolo de comunicação

Serviços de rede

Ligações de rede

​Arquitetura por camadas

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Esta camada assegura:

• Autenticação de utilizadores: Confirma a identidade de utilizadores.

• Controle de permissões: Define o que é que os utilizadores e os processos podem aceder ou modificar.

• Criptografia e medidas de proteção para garantir a privacidade e a integridade dos dados.

9. Segurança e Controle de Acesso

​

Drag and Drop

​

Placeholder

Confirma a identidade de ​

Placeholder

.

Controle de ​

Placeholder

: Define as operações que os utilizadores e os processos podem realizar sobre um ficheiro ou pasta.

​

Placeholder

e medidas de proteção: garantem a ​

Placeholder

e a integridade dos dados.

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Autenticação

utilizadores

permissões

Criptografia

privacidade

segurança

abstração

MÓDULO 1 - INTRODUÇÃO AOS SISTEMAS OPERATIVOS

Arquitetura por camadas

Labelling

Etiquetar o esquema:

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Aplicações

Interface

Utilitários

Hardware

Utilizador

Máquina física

Sistema operativo

Kernel

Máquina virtual

Video Response

Qual é a mais bonita

Open Video Recorder