Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba – Campus Cajazeiras 
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Curso: Tecnologia em Análise e Dese...
Roteiro 
Histórico; 
Principais Versões; 
Estrutura do Sistema; 
Inicialização e Registro; 
Processos e Threads; 
Ge...
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Um pouco de história... 
MicrosoftWindowséumapopularfamíliadesistemasoperacionaiscriadospelaMicrosoft,empresafundadaporBi...
Um pouco de história 
OssistemasoperacionaisdaMicrosoftparadesktops,portáteiseservidoressãodivididosemtrêsfamílias: 
MS-...
Década de 1990 -Windows MS-DOS 
Eraumsistemaoperacionalde16bits; 
Monousuário; 
Memórialimitadaa1Mb->640eradedicadoapro...
Década de 1990: Windows baseado no MS-DOS 
Windowsinspiradonainterfacegráficacomousuário. 
Principaisversões:Windows3.0,...
Década de 2000: Windows baseado em NT 
Windowsdesenvolvidoparafuncionaremdiferentesprocessadoreseenfatizavaasegurançaeaco...
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Windows 1.0 
Lançadoem1985; 
SO16bitsexigiaMS-DOS2.0numamaquinacom256KBdememóriaRAMeHD. 
OproblemaéqueopróprioWindows1....
Windows 95 
Lançadoem1994; 
VinhacomoMS-DOSembutido; 
FAT16eFAT32esuporteaUSBeconceitoscomoaduplaÁreadeTrabalho+ MenuIn...
Windows 98 
UsavasistemasdearquivoFAT32nativamente,permitindousarHDscomcapacidadesuperiora2GB. 
Comopontosnegativos,osis...
Windows ME 
MuitosemelhanteaoWindows98,sóquecommuitomaisproblemas; 
Melhorcompartilhamentodeimagens,musicasevídeos,aplic...
Windows 2000 
Possibilidade de cluster: duas ou mais maquinas como se fosse uma única; 
Finalmente, livre do MS-DOS; 
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Windows XP 
Lançadoem2001,representouofimdafamília9xdosistemaoperacional; 
32e64bits; 
AdisponibilidadedatecnologiaNTpa...
Windows Vista 
Exigemuitosrecursosdamaquina; 
32e64bits; 
Instalaçãodedriversemmodokernel; 
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Windows 7 
SucessordoWindowsVistalançadoem2009. 
InstalaçãodosistemaemHDvirtual; 
Conceitodebibliotecas; 
IE8e9; 
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Windows 8 
Lançadoem2012; 
Essesistemaécapazdesecomunicaremtodasasplataformas,sejaemtablets,smartphoneecomputadores; 
M...
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Estrutura do Sistema 
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Estrutura do Sistema 
Acamadadeabstraçãodohardware; 
Acamadadonúcleo; 
Chamadasdeprocedimentodiferidas–DPC; 
Chamadade...
A camada de abstração do hardware -HAL 
Camadaresponsávelporofereceraorestodosistemaoperacionalhardwaresabstratosqueocult...
Modo Núcleo 
Servedeponteentreaplicativoseoprocessamentorealdedadosfeitoaníveldehardwareesuaresponsabilidadeégerenciarosr...
Modo Núcleo 
ChamadasdeprocedimentoDiferidas 
SãoresponsáveispordiminuirotempogastonaexecuçãodeISRs(rotinasdeserviçodein...
CamadaExecutiva 
Contémumasériedecomponentesdiferentesetodosfuncionamusandoasabstraçõesdecontrolefornecidaspelacamadadonú...
Osdriversdedispositivos 
Bibliotecasdeligaçãodinâmica,carregadaspeloexecutivodoNTOS; 
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Estrutura do Sistema 
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Inicialização do Windows Vista 
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Inicialização do Windows Vista 
QuandoumPCéligado,umúnicocódigodisponívelestánaformanãovolátilnamemóriadoCMOS,queéinicial...
Inicialização do Windows Vista 
Verificaoestadodosistema:suspenso,hibernadooudesligado; 
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Inicialização do Windows Vista 
GerenciadordeObjetos 
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Inicialização do Windows Vista 
GerenciadordeObjetos 
Quandoosistemareinicializa,todososobjetossãoperdidos; 
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Inicialização do Windows Vista 
OWindowsusamanipuladoresparafazerreferênciaaobjetosdomodonúcleo. 
Essesmanipuladoressãoo...
Registro do Windows 
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Sistema de arquivos 
OSistemadearquivosdoWindowséchamadoderegistroéorganizadoemvolumesseparados,chamadosdecolmeias. 
Qua...
Sistema de arquivos 
Antesdaintroduçãoderegistros,asinformaçõesdeconfiguraçãonoWindowserammantidasemcentenasdearquivos.in...
Sistema de arquivos 
Paraexploraroregistro,oWindowstemumprogramadeGUIchamadoderegedit,quepermitequeseabrameexploremosdire...
As colmeias do registro no Windows vista 
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Processos e threads no Windows Vista 
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Processos 
Processossãocriadosporobjetosdeseção,cadaumdosquaisdescreveumobjetodememóriaapoiadoemumarquivodedisco; 
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Processos 
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Threads 
OsthreadsformaabasedoescalonamentodeCPU; 
Cadathreadtemumidentificador,queéobtidodomesmoespaçoqueosidentificado...
Threads 
Umthreadnormalmenteéexecutadonomodousuário,masquandoelefazumachamadadesistema,mudaparaomodonúcleoecontinuaaserex...
Comunicação entre processos 
Osthreadspodemsecomunicardemuitasmaneiras,entreelas: 
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Sincronizaçãode processos 
Osprocessostambémpodemusarváriostiposdeobjetosdesincronização; 
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Escalonamento 
Othreadatualmenteemexecuçãobloqueiaemumsemáforo, mutex,evento,E/S; 
Ocódigodoescalonadoréexecutadoparaque...
Escalonamento 
O quantum do thread em execução expira 
Othreadexecutaocódigodoescalonadorparaverificarqueméopróximoaexec...
Gerenciamento de Memória 
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Gerenciamento de Memoria Virtual 
OWindowsVistatemumsistemadememóriavirtualextremamentesofisticado.Eledispõedediversas...
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Memoria Virtual 
Máquinasx64funcionamnomodo64bits 
Podemtemendereçosde32ou64bits. 
Osendereços32bitssãoutilizadosco...
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Os 64 kbdo topo e da base não estão mapeados, visando auxiliar a identificação de erros de programas, causando um des...
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Memoria Virtual 
Omotivoparaocompartilhamentodamemoriavirtualdoprocessocomonúcleoéque,aofazerumachamadadesistema,othre...
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Alocação de endereço virtual 
Aspaginaspodemestarem3estados:Inválida,ReservadaouComprometida. 
Invalida:Nãoestáatualm...
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Arquivo de Paginas 
OWindowsusaumaestratégiaJust-In-Time. 
Aspaginassãocomprometidaseacompanhadasdoarquivodepaginas. ...
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Arquivo de Paginas 
Comaestratégiadepréalocação,todaamemóriavirtualdosistemautilizadaparaoarmazenamentodearquivospriva...
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Chamadas de sistema para gerenciamento de memoria 
A API Win32 contem diversas funções que permitem a um processo ger...
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Implementação do gerenciamento de memoria 
Naplataformax86,oWindowsVistasuporta,porprocesso,umúnicoespaçodeendereçamen...
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Tratamento de Falta de Paginas 
Faltasdepáginapodemocorrerquando: 
1.Páginareferenciadanãoestácomprometida 
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Tratamento de Falta de Paginas 
1ºe2ºcaso:Sãoerrosdeprogramação,causadoquandoumprogramatentautilizarumendereçoparaoqu...
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Tratamento de Falta de Paginas 
Quandoogerenciadordememóriaconseguesatisfazerumafaltadepáginasemanecessidadedelê-lanod...
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Tratamento de Falta de Paginas 
Páginasquenuncamaisserãonecessáriassãoautomaticamenteliberadas. 
Páginasquepodemcausar...
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O Algoritmo de substituição de paginas 
Quandoapoucapáginadememóriafísicalivre,éremovidopelogerenciadordememória,págin...
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O Algoritmo de substituição de paginas 
Existem três níveis de atividade para o gerenciador do conjunto de trabalho: 
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Gerenciador de memoria física 
Osistemafrequentementeprecisadepaginasquesomentecontenhamzeros.Quandonovaspaginassãoent...
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Gerenciador de memoria física 
Aspáginasdeumconjuntodetrabalhoinformamquaisentradasasreferenciam. 
Amovimentaçãodaspág...
CachingnoWindowsVista 
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Cachingno Windows Vista 
AcachedoWindowsaumentaodesempenhodesistemasdearquivosmantendonamemóriaasregiõesrecenteefreque...
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Cachingno Windows Vista 
Cachingvirtualéconvenienteporqueossistemasdearquivosnãoprecisamprimeirotraduziraspartesdoarqu...
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Cachingno Windows Vista 
OWindowsVistaintroduziuumaformacompletamentenovadecachingnosistema, denominadaReadyBoost.Osu...
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Entrada e Saída no Windows Vista 
OsobjetivosdogerenciadordeE/SdoWindowssãofornecerumaestruturafundamentalextensívelef...
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Conceitos fundamentais 
OgerenciadordeE/SéligadointimamentecomogerenciadorderecursosPlug-and-play. 
NoWindows,todoso...
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Chamadas API de entrada e saída 
AschamadasAPIdesistemafornecidaspelogerenciadordeE/Snãosãomuitodiferentesdasoferecida...
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Chamadas API de entrada e saída
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Implementação de E/S 
OsistemaeE/SdoWindowsconsistedeserviçosplug- and-play,ogerenciadordeenergia,ogerenciadordeE/Seom...
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Drivers de dispositivos 
UmdrivernoWindowsVistaécapazdefazertodootrabalhosozinho.Poroutrolado,osdriverspodemserempilha...
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Drivers de dispositivos 
OsDriversdedispositivosdomodonúcleosãoumproblemagraveparaaestabilidadeeconfiabilidadedoWindow...
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Gerenciador de energia 
OGerenciadordeenergiacontrolaautilizaçãodeenergiaemtodoosistema. 
Historicamente,ogerenciament...
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Gerenciador de energia 
OWindowsdasuporteaumamodoespecialdedesligamentochamadohibernação,quecopiatodaamemoriafísicapar...
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O sistema de arquivos NT do Windows 
OWindowsVistadásuporteaváriossistemasdearquivos(FAT- 16,FAT-32,NTFS) 
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Sistema de Arquivo NTFS 
NomesdearquivosindividuaisnoNTFSsãolimitadosa255caracteres 
Caminhoscompletossãolimitadosem...
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ONTFSdefine13atributos.Cadacabeçalhoidentificaoatributoeinformaotamanhoealocalizaçãodocampode...
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Compressão de arquivos 
ONTFSsuportaacompressãotransparentedearquivos. Umarquivopodesercriadoemmodocomprimido,oquesign...
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Criptografia de arquivos 
Oscomputadoressãousados,atualmente,paraarmazenartodotipodedadossensíveis,entreosquaisplanosd...
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Segurança no Windows Vista 
Orginalmente,oNTfoiprojetadoparacumprirasdeterminaçõesdesegurançaC2doDepartamentodeDefesad...
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Segurança no Windows Vista 
EmboraoWindowsVistanãotenhasidoespecificamenteprojetadoparacumprimentodasdeterminaçõesC2,e...
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Segurança no Windows Vista 
Acessoseguroaosistemasignificaqueoadministradordosistemapodeexigirquetodososusuáriostenha...
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Conceitos Fundamentais 
Todousuário(egrupodeusuário)doWindowsVistaéidentificadoporumSID(identificadordesegurança). 
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Estrutura de uma ficha de acesso 
Cabeçalho:Contemalgumasinformaçõesadministrativas. 
Validade:Indicaquandoaficadeix...
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Chamadas API de segurança 
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Chamadas API de segurança 
Paracriarumdescritordesegurança,primeirodeveseralocadasuamemoriaeentãoeentãoexecutarumasequ...
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UAC(Controle de conta do usuário) 
CriadoparatrataroproblemacrônicodoWindowsemquemuitosusuáriosseconectamcomoadministr...
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UAC(Controle de conta do usuário) 
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Estudo de Caso Windows

  1. 1. Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia da Paraíba – Campus Cajazeiras 1 Curso: Tecnologia em Análise e Desenvolvimento de Sistemas; Disciplina: Sistemas Operacionais; Professor: André Atanásio; Fátima Ferreira Sérgio Diniz
  2. 2. Roteiro Histórico; Principais Versões; Estrutura do Sistema; Inicialização e Registro; Processos e Threads; Gerenciamento de memória; Caching; Entrada/Saída; Sistema de Arquivos NT; Segurança; 2
  3. 3. 3
  4. 4. Um pouco de história... MicrosoftWindowséumapopularfamíliadesistemasoperacionaiscriadospelaMicrosoft,empresafundadaporBillGatesePaulAllen.OWindowséumprodutocomercial. Éosistemaoperacionalmaisusadodomundo,emboraumagrandequantidadedecópiassejamilegais. AatualversãoestáveldoWindowsparadesktopéoWindows7,lançadoem2009.ParaservidoresoWindowsServer2008R2éaversãomaisrecenteeestável. OWindowsnãofoiinovador,foiumacópiadeumsistemadesenvolvidopelaApple,que,porsuavez,foiumamelhoriadosistemadaXerox. 4
  5. 5. Um pouco de história OssistemasoperacionaisdaMicrosoftparadesktops,portáteiseservidoressãodivididosemtrêsfamílias: MS-DOS; WindowsbaseadonoMS-DOS; WindowsbaseadoemNT; 5
  6. 6. Década de 1990 -Windows MS-DOS Eraumsistemaoperacionalde16bits; Monousuário; Memórialimitadaa1Mb->640eradedicadoaprocessosusuários; FAT16; 6
  7. 7. Década de 1990: Windows baseado no MS-DOS Windowsinspiradonainterfacegráficacomousuário. Principaisversões:Windows3.0,Windows95,Windows98, WindowsMe. Estessistemasincluíaminterfacesdeprogramaçãode32bits. Porém,eleaindanãoeratotalmenteseguroeoisolamentoentreasaplicaçõeseosistemaoperacionaleraprecário. 7
  8. 8. Década de 2000: Windows baseado em NT Windowsdesenvolvidoparafuncionaremdiferentesprocessadoreseenfatizavaasegurançaeaconfiança,bemcomoacompatibilidadecomasversõesbaseadasnoMS-DOS. Problemas:ONTdemandavamaismemória,incompatibilidadeentreosdriversdedispositivoseasaplicações. 8
  9. 9. 9
  10. 10. Windows 1.0 Lançadoem1985; SO16bitsexigiaMS-DOS2.0numamaquinacom256KBdememóriaRAMeHD. OproblemaéqueopróprioWindows1.0ocupavatodaamemóriadosistema; 10
  11. 11. Windows 95 Lançadoem1994; VinhacomoMS-DOSembutido; FAT16eFAT32esuporteaUSBeconceitoscomoaduplaÁreadeTrabalho+ MenuIniciar+InternetExplorer1.0. Memóriavirtualemultiprogramação; 11
  12. 12. Windows 98 UsavasistemasdearquivoFAT32nativamente,permitindousarHDscomcapacidadesuperiora2GB. Comopontosnegativos,osistemaeramaislentoeinstávelqueoWindows95. IntegraçãoentreInternetedesktop. 12
  13. 13. Windows ME MuitosemelhanteaoWindows98,sóquecommuitomaisproblemas; Melhorcompartilhamentodeimagens,musicasevídeos,aplicaçõesvoltadasparainternet; RestoreSystem; 13
  14. 14. Windows 2000 Possibilidade de cluster: duas ou mais maquinas como se fosse uma única; Finalmente, livre do MS-DOS; 14
  15. 15. Windows XP Lançadoem2001,representouofimdafamília9xdosistemaoperacional; 32e64bits; AdisponibilidadedatecnologiaNTparausuáriosdomésticos; Separaçãoentresistemasparaestaçõesdetrabalhoesistemasparaservidores. 15
  16. 16. Windows Vista Exigemuitosrecursosdamaquina; 32e64bits; Instalaçãodedriversemmodokernel; 16
  17. 17. Windows 7 SucessordoWindowsVistalançadoem2009. InstalaçãodosistemaemHDvirtual; Conceitodebibliotecas; IE8e9; 17
  18. 18. Windows 8 Lançadoem2012; Essesistemaécapazdesecomunicaremtodasasplataformas,sejaemtablets,smartphoneecomputadores; Melhoraproveitamentodetempo,maisintuitivo,perfeitaintegraçãocomARMeX86. 18
  19. 19. 19
  20. 20. Estrutura do Sistema 20
  21. 21. Estrutura do Sistema Acamadadeabstraçãodohardware; Acamadadonúcleo; Chamadasdeprocedimentodiferidas–DPC; Chamadadeprocedimentoassíncrona-ACP; Objetosdespachantes Acamadaexecutiva; Osdriversdedispositivos; 21
  22. 22. A camada de abstração do hardware -HAL Camadaresponsávelporofereceraorestodosistemaoperacionalhardwaresabstratosqueocultamdetalhesespecíficos; EssasabstraçõesdaHALsãoapresentadasnaformadeserviçosindependentesdemáquinas; 22
  23. 23. Modo Núcleo Servedeponteentreaplicativoseoprocessamentorealdedadosfeitoaníveldehardwareesuaresponsabilidadeégerenciarosrecursosdosistema(acomunicaçãoentrecomponentesdehardwareesoftware); Abstraçõessãomaneirasdeesconderdetalhesdeimplementaçãodeumconjuntoparticulardefuncionalidades. 23
  24. 24. Modo Núcleo ChamadasdeprocedimentoDiferidas SãoresponsáveispordiminuirotempogastonaexecuçãodeISRs(rotinasdeserviçodeinterrupção) CamadadeProcedimentoAssíncrona Sãosimilaresàdiferidaporémtrabalhamnocontextodethreads(maisespecífico)nãonocontextodeCPU(geral). ObjetosDespachantes Esteéqualquerumdosobjetoshabituaisdomodonúcleo,issoincluisemáforos,mutexes,evento,temporizadoreseoutrosobjetospelosquaisosthreadspodemesperarparasincronizaçãocomoutrosthreads. 24
  25. 25. CamadaExecutiva Contémumasériedecomponentesdiferentesetodosfuncionamusandoasabstraçõesdecontrolefornecidaspelacamadadonúcleo; Estescomponentessãodivididosemestruturasinternaseexternas; Tambémsãoconhecidoscomogerenciadores; Gerenciadordememória,E/S,Cache,Objetos,processor 25
  26. 26. Osdriversdedispositivos Bibliotecasdeligaçãodinâmica,carregadaspeloexecutivodoNTOS; Alémdeseremusadosparaimplementarosdriversparahardwareespecíficos,tambémsãousadosparaummecanismogeraldeextensibilidadedomodonúcleo. 26
  27. 27. Estrutura do Sistema 27
  28. 28. Inicialização do Windows Vista 28
  29. 29. Inicialização do Windows Vista QuandoumPCéligado,umúnicocódigodisponívelestánaformanãovolátilnamemóriadoCMOS,queéinicializadapelofabricantedocomputador. NamaiorparteelaeinicializadapelaBIOS,quesabesecomunicarcomodispositivopadrãodocomputador. Sãocarregadosprimeiroospequenosprogramasdeinicialização(bootstrap)encontradosnoiniciodaspartiçõesdodisco. Essesprogramasdeinicializaçãosabemondeencontrarasinformaçõessuficientesparaverificaroestadodosistema. 29
  30. 30. Inicialização do Windows Vista Verificaoestadodosistema:suspenso,hibernadooudesligado; HibernadoouSuspenso–CarregaeexecutaoWindResume.exe; Desligado–CarregaeexecutaoWindoLoad.exe; Lidacomproblemascomunsqueousuárioencontraquandoainicializaçãofalha. Hásuporteparaignorarmudançasrecenteserealizarainicializaçãoparaultimaconfiguraçãoseguradosistema.; Incluemainicializaçãosegura,quedesligamuitodosdriversopcionais; Consolederecuperação,quedisparaumajaneladelinhadecomandocmd.exe; 30
  31. 31. Inicialização do Windows Vista GerenciadordeObjetos OcomponentemaisimportantenoexecutivodoWindows, eleforneceumainterfaceconsistenteeuniformeparagerenciarosrecursosdesistemaeestruturasdedados; Essauniformidadedogerenciadordeobjetosfazcomquetodososobjetosusemomesmomecanismoparacomosãocriados,destruídos; 31
  32. 32. Inicialização do Windows Vista GerenciadordeObjetos Quandoosistemareinicializa,todososobjetossãoperdidos; Quandoumobjetonãoémaisnecessário,eledeveserremovidoesuamemoriaeendereçosdevemserdevolvidosaosistema; 32
  33. 33. Inicialização do Windows Vista OWindowsusamanipuladoresparafazerreferênciaaobjetosdomodonúcleo. Essesmanipuladoressãoorganizadosemtabelas; 33
  34. 34. Registro do Windows 34
  35. 35. Sistema de arquivos OSistemadearquivosdoWindowséchamadoderegistroéorganizadoemvolumesseparados,chamadosdecolmeias. QuandooWindowséinicializado,umacolmeiaemparticular, chamadaSYSTEMécarregadanamemória; WindowsmantémumagrandequantidadedeinformaçãocrucialnacolmeiaSYSTEM,porexemplo:informaçõessobrequaisdriversutilizaremquaisdispositivos,qualsoftwareexecutarprimeiroetc. 35
  36. 36. Sistema de arquivos Antesdaintroduçãoderegistros,asinformaçõesdeconfiguraçãonoWindowserammantidasemcentenasdearquivos.iniespalhadospelodisco. Oregistroreúneessesarquivosemumarmazenamentocentral,queficadisponívelnoprocessodeinicializaçãodosistema. Osregistros,entretanto,tornaram-sedesorganizados, conformeoWindowsevolui. 36
  37. 37. Sistema de arquivos Paraexploraroregistro,oWindowstemumprogramadeGUIchamadoderegedit,quepermitequeseabrameexploremosdiretórios(chaves)eitensdedados. Quandoosistemaédesligado,amaioriadasinformaçõesdoregistroéarmazenadaemdisconascolmeias. Backupssãofeitosautomaticamenteparaimpediracorrupçãonaeventualidadedeumtravamentodosistema. Aperdadoregistroimplicanareinstalaçãodetodosossoftwaresdosistema. 37
  38. 38. As colmeias do registro no Windows vista 38
  39. 39. Processos e threads no Windows Vista 39
  40. 40. Processos Processossãocriadosporobjetosdeseção,cadaumdosquaisdescreveumobjetodememóriaapoiadoemumarquivodedisco; O Windows agrupa processos em tarefas; Apropriedademaissignificativadastarefasparaogerenciamentoderecursoséque,umavezqueumprocessoestejaemumatarefa,todososthreadsdosprocessosqueesseprocessocriatambémestaránatarefa; Um processo deve estar somente em uma tarefa; 40
  41. 41. Processos 41
  42. 42. Threads OsthreadsformaabasedoescalonamentodeCPU; Cadathreadtemumidentificador,queéobtidodomesmoespaçoqueosidentificadoresdeprocesso; Qualquerthreadécapazdeacessartodososobjetosquepertencemaseuprocesso; 42
  43. 43. Threads Umthreadnormalmenteéexecutadonomodousuário,masquandoelefazumachamadadesistema,mudaparaomodonúcleoecontinuaaserexecutadocomoomesmothreadcomasmesmaspropriedadeselimitesquetinhanomodousuário. Cadathreadtemduaspilhas–Umaparaomodousuárioeoutraparaomodonúcleo; OsvaloresdosregistrosdomodousuáriosãosalvosemumaestruturachamadadedadosContext; 43
  44. 44. Comunicação entre processos Osthreadspodemsecomunicardemuitasmaneiras,entreelas: Mailslots-Permitemqueoprocessoemissordifundaumamensagemparadiversosreceptores,emvezdeapenasum. Soquetes-Conectamprocessosdemáquinasdiferentes; Chamadasdeprocedimentosremotas-PermitequeumprocessoAfaçacomqueumprocessoBchameumprocedimentonoespaçodeendereçamentodeBapedidodeAeretorneoresultadoparaA; Éaperfeiçoadoparacomunicaçõesentreprocessosnamáquinalocalenãooperaemrede; 44
  45. 45. Sincronizaçãode processos Osprocessostambémpodemusarváriostiposdeobjetosdesincronização; Semáforos-Atuamcomocontadordethreadsqueacessamorecurso; Mutexes-Forneceexclusãomútuadethreads; Eventos–Responsáveispornotificarosthreadsqueestãoemestadodeespera; RegiõesCriticas–Guardamthreadsdeprioridadealtaquenãopodemserinterrompidas; 45
  46. 46. Escalonamento Othreadatualmenteemexecuçãobloqueiaemumsemáforo, mutex,evento,E/S; OcódigodoescalonadoréexecutadoparaqueescolhaseusucessorecarregueCONTEXTparainicializarsuaexecução; Elesinalizaumobjeto(Porexemplo,fazcomquealguémeventosejasinalizado); Depoisqueelesinalizaoobjeto,oescalonadordeveserexecutadoparaverificarseoresultadodesuaaçãoliberouumthreaddeprioridademaisaltaequeesteja,agora,livreparaexecutar. 46
  47. 47. Escalonamento O quantum do thread em execução expira Othreadexecutaocódigodoescalonadorparaverificarqueméopróximoaexecutar; Uma operação de entrada e saída Nestecasooescalonadorverificaseessethreaddeveriacausarpreempçãonothreademexecução. 47
  48. 48. Gerenciamento de Memória 48
  49. 49. 49 Gerenciamento de Memoria Virtual OWindowsVistatemumsistemadememóriavirtualextremamentesofisticado.EledispõedediversasfunçõesWin32parausaramemóriavirtual,implementadaspelogerenciadordememória.
  50. 50. 50 Memoria Virtual Máquinasx64funcionamnomodo64bits Podemtemendereçosde32ou64bits. Osendereços32bitssãoutilizadoscomosprocessosemexecuçãocomWOW64paracompatibilidadecom32bits. Processos32bitspodemobterespaçosdeendereçamentode4GB. Tantonasmaquinasx86quantonasx64,oespaçodeendereçamentoépaginadosobdemanda,comtamanhodepaginafixode4kb. Emalgunscasos,sãousadaspaginasde4mb.
  51. 51. 51 Os 64 kbdo topo e da base não estão mapeados, visando auxiliar a identificação de erros de programas, causando um desvio em vez de gerar uma leitura de lixo ou escrita em um local incorreto Nos 2GB que se seguem, vem o código e os dados privados do usuário. Memoria Virtual
  52. 52. 52 Memoria Virtual Omotivoparaocompartilhamentodamemoriavirtualdoprocessocomonúcleoéque,aofazerumachamadadesistema,othreaddesviaocontroleparaomodonúcleoeocontinuaexecutandosemalteraromapadamemoria.Tudooqueprecisaserfeitoéalternarparaapilhadonúcleodotread. Comoaspaginasdoprocessodomodousuárioaindaestãoacessíveis,ocódigodomodonúcleoconseguelerparamentoseacessarbuffersemterdeirevirateosespaçosdeendereçamentoouterdetemporariamenteduplicaromapadepaginasnosdoisespaços. Comissosetemmenosespaçoprivadodeendereçamentoporprocessoseretornomaisrápidodechamadasdesistema.
  53. 53. 53 Alocação de endereço virtual Aspaginaspodemestarem3estados:Inválida,ReservadaouComprometida. Invalida:Nãoestáatualmentemapeadaparaumobjetodeseçãodememória. Comprometida:Ocódigoouosdadosestãomapeadosemumapaginavirtual. Reservada:Sãoinválidosmascomaparticularidadedequeosendereçosvirtuaisnuncaserãoalocadospelogerenciadordememoriaparanenhumoutroproposito.Elagarantequeapilhaaumenteateseutamanhamáximosemcorreroriscodequealgumaspaginascontiguasdoespaçodeendereçamentovirtualnecessárioapilhasejamliberadasparaoutrofim
  54. 54. 54 Arquivo de Paginas OWindowsusaumaestratégiaJust-In-Time. Aspaginassãocomprometidaseacompanhadasdoarquivodepaginas. Nãorecebemespaçonessearquivoaomenosqueprecisemvoltarparaodisco. Nenhumespaçodediscoéalocadoparaaspaginasquenãoprecisamsairdamemória. Seamemóriavirtualtotalemenorqueamemóriafísicadisponível,nãohánecessidadesdeumarquivodepaginas.
  55. 55. 55 Arquivo de Paginas Comaestratégiadepréalocação,todaamemóriavirtualdosistemautilizadaparaoarmazenamentodearquivosprivadosficalimitadaaotamanhodosarquivosdaspaginas.ComaalocaçãoJustintimeelapodesertãograndequandootamanhodosarquivosdepaginasedamemóriafísica. Comparandoosdiscoscadavezmaioresemaisbaratos, comamemóriafísica,aseconomiasdeespaçonãosãotãosignificativasquantoapossibilidadedemelhorardesempenho.
  56. 56. 56 Chamadas de sistema para gerenciamento de memoria A API Win32 contem diversas funções que permitem a um processo gerenciar explicitamente sua memoria virtual.
  57. 57. 57 Implementação do gerenciamento de memoria Naplataformax86,oWindowsVistasuporta,porprocesso,umúnicoespaçodeendereçamentolinearde4GBcompaginassobdemanda.Ostamanhosdaspaginaspodemserqualquerpotenciade2até64KB.NoPentium,porexemplo,estáfixadoem4KB. Alémdissoosistemapodeusarpaginasde4MBparaaumentaraeficiênciadaTLB(TabeladeTraduçãoRápida),melhorandonataxadeacessoenareduçãodonumerodevezesqueatabeladepaginasprecisaservarrida. Ogerenciadordememoriasepreocupaexclusivamentecomosprocessos,poissãoosprocessosquepossuemoespaçodeendereçamento.
  58. 58. 58 Tratamento de Falta de Paginas Faltasdepáginapodemocorrerquando: 1.Páginareferenciadanãoestácomprometida 2.Ocorreumaviolaçãodeproteção 3.Apáginacompartilhadadotipocopiarseescrita estavaparasermodificada. 4.Apilhaprecisacrescer. 5.Apáginareferenciadaestácomprometida,mas nãoestámapeada
  59. 59. 59 Tratamento de Falta de Paginas 1ºe2ºcaso:Sãoerrosdeprogramação,causadoquandoumprogramatentautilizarumendereçoparaoqualnãosesupõeexistirummapeamentoválidooutentaexecutarumaoperaçãoinválida. 3ºcaso:Ocorrequandoháumatentativadeescritaemumapáginadesomenteleitura. 4ºcaso:Ocorrequandoumthreadcolocaumvalornapilhaereferenciaumapáginaqueaindanãofoialocada. 5ºcaso:Tem-seumafaltadepáginanormal,ouseja,apáginareferenciadaestácomprometidamasnãoestámapeada.
  60. 60. 60 Tratamento de Falta de Paginas Quandoogerenciadordememóriaconseguesatisfazerumafaltadepáginasemanecessidadedelê-lanodisco, afaltaéclassificadacomofaltaaparente.Sefornecessáriaaleituranodiscoentãoéumafaltaestrita. Faltasaparentessãomuitomaisbaratasecausammenosimpactonodesempenhodaaplicação. Quandoumapáginafísicanãoestámaismapeadapelatabeladepáginasdenenhumprocesso,elaécolocadaemumalistalivre,modificadaouemespera
  61. 61. 61 Tratamento de Falta de Paginas Páginasquenuncamaisserãonecessáriassãoautomaticamenteliberadas. Páginasquepodemcausarnovasfaltasvãoparaalistademodificadasouparaalistadeespera. Aspáginasnalistademodificadasserãoescritasnodiscoeentãomovidasparaalistadeespera.
  62. 62. 62 O Algoritmo de substituição de paginas Quandoapoucapáginadememóriafísicalivre,éremovidopelogerenciadordememória,páginasdosprocessosnomodousuárioemodonúcleo,comoobjetivodemanteraspáginasvirtuaismaisimportantesnamemóriaeasoutrasnodisco. Aspáginasmaisimportantessãodefinidaspelousoacentuadodoconjuntodetrabalho.Oconjuntodetrabalhoconsistenaspáginasmapeadasqueestãonamemóriaequepodemserreferenciadassemumafaltadepágina. Cadaconjuntodetrabalhopossuidoisparâmetros: -tamanhomínimoetamanhomáximodepáginasnamemória
  63. 63. 63 O Algoritmo de substituição de paginas Existem três níveis de atividade para o gerenciador do conjunto de trabalho: Muitamemóriadisponível:Varreaspáginasreinicializandoosbitsdeacessoeutilizandoseusvalorespararepresentaraidadedecadapágina. Amemóriaestádiminuindo:Paradeadicionarpáginasaoconjuntodetrabalhoecomeçaasubstituiraspáginasmaisantigas. Amemóriaestábaixa:Removeaspáginasmaisantigas,diminuindoosconjuntosdetrabalhoparaqueelesfiquemabaixodovalormínimo. Alémdalistadelivres,deesperaealistademodificadas,existealistadepáginaslivresqueforamzeradaselistaquearmazenaaspáginasqueforamidentificadascomocontendoerrosdehardware.
  64. 64. 64 Gerenciador de memoria física Osistemafrequentementeprecisadepaginasquesomentecontenhamzeros.Quandonovaspaginassãoentreguesaosprocessos,ouquandoaultimapaginaparcialnofinaldeumarquivoélida,umapaginazeradaénecessária. Muitotempoégastonaescritadeumapaginacomzeros,portantoémelhorutilizarumathreaddebaixaprioridadeecriarpaginaszeradasnosegundoplano. Páginassãoreferenciadasporumaentradaválidadeumatabeladepáginasouestãoporumadascincolistascitadas. Entradaspossuemtamanhofixo,masdiferentesformatossãoutilizadosparatiposdeentradadistintos. Entradasválidasmantêmoestadodapáginaeumcontadorqueinformaquantastabelasdepáginasapontamparaapágina.
  65. 65. 65 Gerenciador de memoria física Aspáginasdeumconjuntodetrabalhoinformamquaisentradasasreferenciam. Amovimentaçãodaspáginaspelosconjuntosdetrabalhoeasdiferenteslistaséfeitapelogerenciadordeconjuntosdetrabalhoeoutrosthreadsdosistema. Ogerenciamentodememóriaéumsubsistemaquetentaserauto-ajustávelaomáximo,mashátambémparâmetrosqueosadministradorespodemajustarparaatuarnodesempenhodosistema.
  66. 66. CachingnoWindowsVista 66
  67. 67. 67 Cachingno Windows Vista AcachedoWindowsaumentaodesempenhodesistemasdearquivosmantendonamemóriaasregiõesrecenteefrequentementeutilizadasdosarquivos. Regiõesdearquivosarmazenadasemcachesãochamadasdevisões(views). Ogerenciamentorealdamemóriafísicanacacheéfeitopelogerenciadordememória. Ogerenciadordecacheadministraousodosendereçosvirtuaisdonúcleoparavisões,organizaparaqueogerenciadordememóriamantenhaaspáginasdacachenamemóriafísicaeofereceinterfacesparaosistemadearquivos. OsrecursosdogerenciadordecachenoWindowssãocompartilhadoscomtodosossistemasdearquivos.
  68. 68. 68 Cachingno Windows Vista Cachingvirtualéconvenienteporqueossistemasdearquivosnãoprecisamprimeirotraduziraspartesdoarquivoemnúmerosdeblocosfísicos,atraduçãoéfeitaquandoogerenciadordememóriachamaosistemadearquivosparaacessarapáginanodisco.
  69. 69. 69 Cachingno Windows Vista OWindowsVistaintroduziuumaformacompletamentenovadecachingnosistema, denominadaReadyBoost.OsusuáriospodemconectarumamemoriaflashaUSBouaoutrasportaseconseguirqueosistemaoperacionalutilizeessamemoriacomoumacachedosistema.
  70. 70. 70 Entrada e Saída no Windows Vista OsobjetivosdogerenciadordeE/SdoWindowssãofornecerumaestruturafundamentalextensíveleflexívelparalidar,demodoeficiente,comumagrandevariedadededispositivoseserviçosdeE/S,suportaradescobertaautomáticadeperiféricos(plug-and-play)efazerainstalaçãodeseusdriverserealizarogerenciamentodeenergiadosdispositivosedaCPU.
  71. 71. 71 Conceitos fundamentais OgerenciadordeE/SéligadointimamentecomogerenciadorderecursosPlug-and-play. NoWindows,todosossistemasdearquivos,filtrosanti-vírus,gerenciadoresdevolume,pilhasdeprotocoloderedeeatéserviçosdonúcleoquenãotemhardwareassociadosãoimplementadosusando-sedriversdeE/S. UmacaracterísticainteressantedoWindowséosuporteadiscosdinâmicos,quepodemcobrirváriaspartiçõeseatemesmováriosdiscospodendoserconfiguradosemtemporeal,semnemmesmoterdereinicializar. DasuporteàE/Sassíncrona.ÉpossívelqueumthreadcomeceumaoperaçãodeE/SeentãocontinuesendoexecutadoemparalelocomaoperaçãodeE/S.
  72. 72. 72 Chamadas API de entrada e saída AschamadasAPIdesistemafornecidaspelogerenciadordeE/Snãosãomuitodiferentesdasoferecidaspelasmaioriadossistemasoperacionais.Asoperaçõesbásicassãoopen,read,write,ioctleclose,mastambémháoutrosrecursosprontosparausarasoperaçõesdeenergia,operaçõesparaconfiguraçãodeparâmetro, descargadebuffersdosistemaetc.
  73. 73. 73 Chamadas API de entrada e saída
  74. 74. 74 Implementação de E/S OsistemaeE/SdoWindowsconsistedeserviçosplug- and-play,ogerenciadordeenergia,ogerenciadordeE/Seomodelodedriverdedispositivo. Driversdedispositivos: ParagarantirqueosdriversdedispositivosfuncionembemcomorestodoWindows,aMicrosoftdefiniuoWDM(modelodedriversdoWindows),aoqual,foiprojetadoparafuncionarcomasdiferenteversõesdoWindows,permitindoquedriversescritoscomcautelafossemcompatíveiscomossistemas
  75. 75. 75 Drivers de dispositivos UmdrivernoWindowsVistaécapazdefazertodootrabalhosozinho.Poroutrolado,osdriverspodemserempilhados,oquesignificaqueumarequisiçãopodepassarporumasequenciadedrivers,cadaumfazendoumapartedotrabalho.
  76. 76. 76 Drivers de dispositivos OsDriversdedispositivosdomodonúcleosãoumproblemagraveparaaestabilidadeeconfiabilidadedoWindows,poisamaiorpartedasfalhasdonúcleonoWindowssedeveaoserrosdosdriversdedispositivos. Comoosdriversdedispositivosdomodonúcleodividemomesmoespaçodeendereçamentocomascamadasdonúcleoeexecutiva,errosnosdriverspodemcorromperasestruturasdedadosdosistema.
  77. 77. 77 Gerenciador de energia OGerenciadordeenergiacontrolaautilizaçãodeenergiaemtodoosistema. Historicamente,ogerenciamentodeconsumodeenergiaconsistiaemdesligarateladomonitorepararogirodasunidadesdedisco. Recursosdegerencialmentedeenergiamaisnovosincluemareduçãodeconsumodeenergiadoscomponentesquandoosistemanãoestaemuso.
  78. 78. 78 Gerenciador de energia OWindowsdasuporteaumamodoespecialdedesligamentochamadohibernação,quecopiatodaamemoriafísicaparaodiscoe,então,reduzoconsumodeenergiaaumaminúsculofluxo. Umaalternativaahibernaçãoéummodochamadomododeespera,noqualogerenciadordeenergiareduzosistemainteiroparaomenorestadodeenergiapossível.
  79. 79. 79 O sistema de arquivos NT do Windows OWindowsVistadásuporteaváriossistemasdearquivos(FAT- 16,FAT-32,NTFS) FAT-16éusandonoantigosistemadearquivosdoMS-DOS, queusaendereçosdediscode16bits,oqueolimitaapartiçãodediscoa2GB. OFAT-32usaendereçosde32bitsesuportapartiçõesdediscodeate2TB.NãohásegurançanoFAT-32,ehojeelesóéusadoemmídiasportáteis. ONTFS(sistemadearquivosdoNT)usaendereçosdediscode64bitsepodesuportapartiçõesdediscodeate2^64byts.
  80. 80. 80 Sistema de Arquivo NTFS NomesdearquivosindividuaisnoNTFSsãolimitadosa255caracteres Caminhoscompletossãolimitadosem32.767caracteres. NomesdearquivosemUnicode(qualquerlíngua) ONTFSécasesensitive. AAPIdoWin32nãodasuportecompletoparanomesdearquivosenuncaparaosnomesdediretórios. ONTFSéumsistemadearquivoshierárquico,similaraosistemadearquivosdoUNIX.OSeparadorentrenomesdecomponentesé“”,emdezde“/”,quefoiherdadodoMS-DOS. SuporteaLinksSimbólicossurgiunoWindowsVista
  81. 81. 81 Sistema de Arquivo NTFS ONTFSdefine13atributos.Cadacabeçalhoidentificaoatributoeinformaotamanhoealocalizaçãodocampodevalor.
  82. 82. 82 Compressão de arquivos ONTFSsuportaacompressãotransparentedearquivos. Umarquivopodesercriadoemmodocomprimido,oquesignificaqueoNTFStentacomprimirautomaticamenteosblocoquandoelessãoescritosedescomprimi-losautomaticamentequandosãolidos
  83. 83. 83 Criptografia de arquivos Oscomputadoressãousados,atualmente,paraarmazenartodotipodedadossensíveis,entreosquaisplanosdeincorporações,informaçãosobretributosecartasdeamor, enfim,informaçõescujosdonosnãoasqueremverreveladasaqualquerum. OWindowsresolveessesproblemasdisponibilizandoumaopçãoparacriptografasarquivos,dessemodo,mesmoqueocomputadorsejaroubado,osarquivosserãoilegíveis. OsprocessosdecriptografasedecriptaremsinãosãofeitospeloNTFS,masporumdriverchamadoEFS(sistemadecriptografiadearquivos).
  84. 84. 84 Segurança no Windows Vista Orginalmente,oNTfoiprojetadoparacumprirasdeterminaçõesdesegurançaC2doDepartamentodeDefesadosEstadosUnidos.Essepadrãoexigequeossistemasoperacionaistenhacertaspropriedadesparaseremclassificadoscomosegurososuficienteparacertostiposdeatividadesmilitares.
  85. 85. 85 Segurança no Windows Vista EmboraoWindowsVistanãotenhasidoespecificamenteprojetadoparacumprimentodasdeterminaçõesC2,eleherdavariasdaspropriedadesdesegurançadoNT.Entreelas,estão: Autenticaçãoseguracommedidascontratrapaças Controlesdeacessodiscricionário Controledeacessoprivilegiado
  86. 86. 86 Segurança no Windows Vista Acessoseguroaosistemasignificaqueoadministradordosistemapodeexigirquetodososusuáriostenhamumasenhaparaseconectarem OsControlesdeacessosdiscricionáriopermitemaodonodeumarquivooudeoutroobjetodizerquempodeusa-loedequemodo. Oscontrolesdeacessosprivilegiadospermitemqueoadministradordosistemaignoreoscontrolesdeacessosdiscricionáriosquandonecessários
  87. 87. 87 Conceitos Fundamentais Todousuário(egrupodeusuário)doWindowsVistaéidentificadoporumSID(identificadordesegurança). OsSIDssãonúmerosbinárioscomumpequenocabeçalhoseguidoporumcomponentelongoealeatório.AintençãoéquecadaSIDsejaúnicoemtodoomundo. CadaprocessotemumafichadeacessoqueespecificaumSIDeoutraspropriedades.Essafichaéatribuídanomomentodeacessoaosistema.
  88. 88. 88 Estrutura de uma ficha de acesso Cabeçalho:Contemalgumasinformaçõesadministrativas. Validade:Indicaquandoaficadeixadeservalida. Grupo:Especificamosgruposaosquaisoprocessopertence. CACLinicial:éalistadecontroledeacessoatribuídaaosabjetoscriadospeloprocesso. SIDdousuário:Indicaquempossuioprocesso. SIDsrestritos:Permitirqueprocessosnãoconfiáveisparticipemdetrabalhos. Privilégios:Dãoaoprocessopoderesespeciais,comoodireitodedesligaramaquinaoudeacessararquivos. Níveldepersonificação:Éutilizadoparacomunicaçãoentreclienteseservidores.
  89. 89. 89 Chamadas API de segurança AmaioriadosmecanismosdecontroledeacessodoWindowsVistaébaseadaemdescritoresdesegurança. Opadrãousualéque,quandoumprocessocriaumobjeto,eleforneceumdescritordesegurança.Essedescritordesegurançatorna-se,então,odescritordesegurançaassociadoaoobjeto.Senenhumdescritordesegurançaforfornecidonachamadadecriaçãodoobjeto,seráusadoaconfiguraçãopadrãodesegurança.
  90. 90. 90 Chamadas API de segurança Paracriarumdescritordesegurança,primeirodeveseralocadasuamemoriaeentãoeentãoexecutarumasequenciadefunçõesdaAPIdoWin32
  91. 91. 91 UAC(Controle de conta do usuário) CriadoparatrataroproblemacrônicodoWindowsemquemuitosusuáriosseconectamcomoadministradores. Seradministradorotempotodoéalgoperigosonãosomenteporqueoserrosdousuáriopodemdanificarosistema,mastambémporque,seousuárioforenganadoouatacadoeexecutarcódigoqueestejatentandocomprometerosistema,ocódigoteráacessoadministrativoepodeenterrar-sebemfundonosistema.
  92. 92. 92 UAC(Controle de conta do usuário) ComaUAC,seocorreumatentativadeexecuçãodeumaoperaçãoquedemandapermissõesdeadministrador,osistemacriaumdesktopespecialeassumeocontroleparaquesomenteentradasdousuáriopossamautorizaroacesso. Algunsataquesconseguemdestruirosdadosdousuário. Entretanto,oUACrealmenteajudaaimpedircertostiposdeataques
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