Aula3,4

Sistema Operativo

Unidade
1.2 Ano Letivo 2011/2012

Sumário
1.Sistema Operativo
• Conceito
• Unidades de
Armazenamento
• Disquete, disco rígido e
CDROM

1 – Sistema Operativo
Conceito

Os computadores funcionam com dois
tipos de software:

• software de sistema ou sistema
operativo;

• software de aplicação.

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Conceito
 O sistema operativo é um software de
sistema e, portanto, um gestor dos recursos
que fazem parte do computador
(processador, memória, I/O, ficheiros, etc.)
e um gestor de tarefas.
 Partilha e protege os recursos a serem
utilizados pelas aplicações por parte do
utilizador, servindo de interface entre este e
a máquina.

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O sistema operativo deve:
 Fornecer a abstração de hardware, isto é, apresentar ao
utilizador uma máquina mais simples;
 Funcionar em modo kernel ou modo supervisor,
protegendo o hardware da ação direta do utilizador;
 Estabelecer critérios de utilização dos recursos e a ordem de
acesso aos mesmos;
 Fazer a gestão e proteção dos dispositivos;
 Fazer a gestão dos programas e distribuir memória para as
aplicações;
 Impedir a violação do espaço de memória reservado a um
determinado programa (processo) e as tentativas de acesso
simultâneo;
 Processar as mensagens internas para os dispositivos I/O;
 Fornecer um meio de comunicação entre o utilizador e o
hardware. 5

Unidades de armazenamento

 Unidade de armazenamento é um
dispositivo capaz de gravar (armazenar)
informações (dados). Essa gravação de
dados pode ser feita virtualmente, usando
qualquer forma de energia.

Tipos de dispositivos de armazenamento:
 Por meios magnéticos (HDs, disquetes).
 Por meios óticos (CDs, DVDs, etc).
 Por meios eletrónicos (SSDs) - chip -
Exemplos: cartão de memória e pen drive
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Disquetes, Disco rígido e CDROM
Disquetes
 Apesar dos drives de disquetes serem baseados nos
mesmos princípios dos HDs, eles são muito mais
simples, já que trabalham com densidades e taxas de
leitura muito mais baixas.
 A mídia magnética de uma disquete é composta de
óxido de ferro, basicamente ferrugem. É aplicada uma
fina camada desse material sobre um disco feito de
plástico mylar, o mesmo utilizado nas antigas fitas K-7.
 Assim como nos discos rígidos, as disquetes são
divididos em trilhas e setores.
 Cada setor possui 512 bytes, o que dá um total 720 KB
por face. Nas disquetes de 1.44 são usadas as duas
faces do disco, chegando aos 1.44 MB nominais.

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Discos Rígidos
 Os discos rígidos, também conhecidos como hard
disk (HD) ou winchester, estão presentes em
praticamente todos os computadores e são o meio
mais rápido e com maior espaço para armazenar
as informações.
 O disco rígido é um conjunto de discos de alumínio
que utilizam a leitura e a gravação magnéticas.
São fabricados dentro de uma caixa de metal
blindada a vácuo e que possui, tal como as
disquetes, divisão em pistas e sectores. Cada
disco possui duas faces e cada face tem a sua
cabeça de leitura/gravação exclusiva.
 A cabeça de leitura/escrita é montada com o disco,
para permitir uma maior proximidade entre as
cabeças e o disco, possibilitando assim, maior 8
velocidade de acesso para leitura/escrita.

O disco rígido liga-se à placa-mãe através de
um controlador de disco rígido que faz a
conversão entre o processador e o disco
rígido. O controlador de disco rígido gere os
discos que a ele estão ligados, interpreta os
comandos enviados pelo processador e
encaminha-os para o disco interessado.
Distinguem-se geralmente os seguintes
interfaces:
 IDE
 SCSI
 Serial ATA
9

 Com o aparecimento da norma USB,
apareceram também caixas externas que
permitem conectar um disco rígido a uma
porta USB, tornando o disco rígido fácil de
instalar e permitindo acrescentar
capacidade de armazenamento para fazer
cópias de segurança.
 Fala-se assim de disco rígido externo em
oposição aos discos rígidos internos
ligados diretamente à placa mãe, mas
trata-se efetivamente dos mesmos discos,
que apenas estão ligados ao computador
através de uma caixa ligada a uma porta 10


Estrutura
 Um disco rígido é constituído não por um só um disco,
mas vários discos rígidos em metal, vidro ou cerâmica,
empilhados uns sobre os outros a uma distância muito
reduzida e chamados bandejas (platters).

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 Os discos giram muito rapidamente em redor de
um eixo (a milhares de voltas por minuto) no
sentido oposto das agulhas de um relógio.
 O computador funciona de maneira binária, ou
seja, os dados são armazenados sob a forma de 0
e 1 (chamados bits).
 Existe nos discos rígidos milhões destes bits,
armazenados muito próximos uns dos outros sobre
uma fina camada magnética de alguns de mícrons
de espessura, estando esta revestida de um filme
protetor.

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 A leitura e a escrita faz-se graças a cabeças de
leitura (heads) situadas de uma lado e outro de
cada uma das bandejas. Estas cabeças são
eletroímanes que se baixam e se levantam para
poder ler a informação ou escrevê-la.
 As cabeças estão a apenas alguns mícrons da
superfície, separadas por uma camada de ar
provocada pela rotação dos discos que cria um
vento que sopra a cerca de 250km/h!
 Além disso, estas cabeças são lateralmente
móveis a fim de poder varrer o conjunto da
superfície do disco.
13


 Contudo, as cabeças estão ligadas entre elas e
apenas só uma cabeça pode ler ou escrever a
num determinado momento Fala-se por
conseguinte de cilindro para designar o conjunto
dos dados armazenados verticalmente sobre a
totalidade dos discos.
 O conjunto desta mecânica de precisão está
contido numa caixa totalmente hermética, porque a
mais pequena partícula pode deteriorar a
superfície do disco.
 Só os construtores de discos rígidos podem abri-lo14

Funcionamento
 As cabeças de leitura/escrita são “indutivos”, ou seja,
são capazes de gerar um campo magnético. É o caso,
nomeadamente, aquando da escrita: as cabeças,
criando campos positivos ou negativos, vêm polarizar a
superfície do disco numa zona muito pequena , que se
traduzirá aquando da passagem em leitura por
mudanças de polaridade que induzem uma corrente na
cabeça de leitura, que será transformada seguidamente
por um conversor analógico numérico (CAN) em 0 e 1
compreensíveis pelo computador.

15

 As cabeças começam a inscrever dados na periferia do
disco (pista 0), seguidamente avançam para o centro.
Os dados são organizados em círculos concêntricos
chamados “pistas”, criadas pela formatação de baixo
nível.

 As pistas são separadas em quartos (entre dois raios)
que se chamam sectores, contendo os dados (no
mínimo 512 bytes por sector, em geral).

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 Chama-se cilindro ao conjunto dos dados situados
numa mesma pista sobre bandejas diferentes (ou seja,
à vertical uns dos outros) porque isto forma no espaço
“um cilindro” de dados.

 Chama-se por último cluster (ou em português unidade
de subsídio) à zona mínima que pode ocupar um
ficheiro no disco. Com efeito o sistema de exploração
explora blocos que são vários sectores (entre 1 e 16
sectores). Um ficheiro minúsculo deverá ocupar vários
sectores (um cluster).
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Características Técnicas
 Capacidade: volume de dados que podem ser armazenados no disco.
 Taxa de transferência (ou débito): quantidade de dados que podem ser
lidos ou escritos no disco por unidade de tempo. Exprime-se em bits por
segundo.
 Velocidade de rotação Quanto maior é a velocidade de rotação de um
disco melhor é o seu débito. Em contrapartida, um disco que possui uma
velocidade de rotação elevada é geralmente mais ruidoso e aquece mais
facilmente.
 Tempo de latência (também chamado prazo rotatório): tempo decorrido
entre o momento em que o disco encontra a pista e o momento onde
encontra os dados.
 Tempo de acesso médio: Representa o tempo médio que a cabeça demora
entre o momento em que recebeu a ordem de fornecer dados e o momento
em que os fornece realmente. Deve assim ser o mais curto possível.
 Densidade radial: números de pistas por polegada.
 Densidade linear: números de bits por polegada sobre uma dada pista.
 Densidade de superfície: relatório da densidade linear sobre a densidade
radial. 18


CDROM
 CD (abreviação de Compact Disc, "disco
compacto") é um dos mais populares meios
de armazenamento de dados digitais,
principalmente de música comercializada e
softwares de computador, caso em que o
CD recebe o nome de CD-ROM. A
tecnologia utilizada nos CD é semelhante à
dos DVD.
 Foi inventado em1979, e comercializado a
partir de1982.
19


 A sua memória apenas para leitura deve-se
ao fato do seu conteúdo poder apenas ser
lido e nunca alterado. A gravação é feita
pelo seu fabricante.

 Os CD-ROM, podem armazenar qualquer
tipo de conteúdo, desde dados genéricos,
vídeo e áudio, ou mesmo conteúdo misto.

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Trabalho de Pesquisa
 Proceda a uma pesquisa sobre discos
rígidos, em que deve definir os termos
IDE, SCSI, Serial ATA
 Escolha um disco rígido e retire o
máximo de características

O trabalho deverá ser apresentado em
PowerPoint e enviado para:
humberto.campos@sapo.pt
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