Apostila sobre sistema operativo

Autor: Sergio Alfredo Macore sergio.macore@gmail.com / 846458829 CD - PEMBA
ÍNDICE
1.INTRODUÇÃO ............................................................................................................. 3
1.1.Objectivos do trabalho ............................................................................................ 4
1.1.1.Objectivo geral ................................................................................................. 4
1.1.2.Objectivos específicos ...................................................................................... 4
1.2.Metodologia da Pesquisa ........................................................................................ 4
2.Revisão de Literatura..................................................................................................... 5
2.1.Origem e evolução dos sistemas operativos ........................................................... 5
2.1.1.Motivo para o desenvolvimento do Sistema Operativo ................................... 6
2.2.Conceito de Sistemas Operativos............................................................................ 7
2.2.1.Objectivos dos Sistemas Operativos ................................................................ 7
2.2.2.Sistemas Operativos mais difundidos............................................................... 8
2.3.Componentes de um Sistema Operativo ................................................................. 8
2.4.Principais funções de Sistemas Operativos............................................................. 9
3.Atributos de qualidade de Sistemas Operativos ............................................................ 9
4.Classificação de Sistema Operativo............................................................................. 10
4.1.Pelo serviço........................................................................................................... 10
4.1.1.Sistemas Operativos em rede.......................................................................... 10
4.1.2.Sistemas Operativos distribuídos ................................................................... 10
4.2.Quanto ao tipo....................................................................................................... 10
4.2.1.Sistema Operativo em Tempo Real (RTOS- Real Time Operating System) . 10
4.2.2.Mono-Usuário, Mono-Tarefa ......................................................................... 10
4.2.3.Mono-Usuário, Multi-Tarefa.......................................................................... 11
4.2.4.Multi - Usuário ............................................................................................... 11
4.3.Quanto a sua estrutura........................................................................................... 11
4.3.1.Sistemas Operativos Monolíticos................................................................... 11
4.3.2.Modelo Cliente/Servidor ................................................................................ 11
5.Tipo de ambiente de Sistemas Operativo .................................................................... 12
Conclusão ....................................................................................................................... 13
Referências bibliográficas .............................................................................................. 14

1.INTRODUÇÃO
O presente trabalho de pesquisa tem como tema ‘’Sistemas Operativos’’. Como se
pode ver, pelo tema, desde os tempos primordiais que o homem descobriu ser dotado de
uma capacidade especial que a diferenciava a dos outros seres, isto e a de pensar,
possibilitou com que inventasse mecanismos que o auxiliassem nas suas tarefas do seu
dia-a-dia. Basicamente estes mecanismos, designados por máquinas, aumentam a
capacidade de realizar uma determinada tarefa ao mesmo tempo e em curto espaço de
tempo.
Á séculos que o homem vem inventado máquinas e aperfeiçoando os mesmos de forma
a corresponder as exigências das suas necessidades. Uma destas máquinas que
revolucionou o trabalho do homem, em diversos meios de aplicação é sem dúvida o
computador. Este que é resultado, das frequentes mudanças registadas ao longos das
várias gerações desde a primeira concepção do computador, serviu de ponte de
inspiração para as gerações que empenharam em construir algo realmente notável que
estivesse a altura de realizar as operações exigidas pelo homem.
A evolução do computador está ligada directamente aos sistemas operativos, que serve
de ponte entre a máquina e o utilizador. Neste trabalho focaremos a essência da
existência do sistema operativo, que é parte importante da máquina que revolucionou a
vida do homem.
Porém, o Sistema Operacional é o grande gestor do computador, com muitas
responsabilidades como: alocar recursos, gerenciar usuários e processos, controlar a
execução de programas de usuários e muito mais. Diferentemente do que muitas
pessoas imaginam, o computador não faz nada sozinho. Ele apenas processa uma série
de informações inseridas pelo usuário para então fornecer os resultados. As informações
inseridas e os resultados que recebemos precisam estar num formato que nós humanos
conseguimos entender. Para facilitar essa comunicação entre homem e computador,
foram criados os softwares ou programas de computador. Na realidade, tudo que
fazemos com um computador é pela execução desses programas.

1.1.Objectivos do trabalho
1.1.1.Objectivo geral
 Fazer um estudo sobre os sistemas operacionais.
1.1.2.Objectivos específicos
 Compreender os conceitos básicos de Sistemas Operacionais.
 Conhecer suas funções principais.
 Analisar o Sistema Operacional como uma máquina de níveis.
1.2.Metodologia da Pesquisa
Para elaboração deste trabalho foi feito uma revisão bibliográfica. Onde foi usado o
método indutivo, que é um método responsável pela generalização, isto é, partimos de
algo particular para uma questão mais ampla, mais geral.
Para Lakatos e Marconi (2007:86), Indução é um processo mental por intermédio do
qual, partindo de dados particulares, suficientemente constatados, infere-se uma verdade
geral ou universal, não contida nas partes examinadas. Portanto, o objectivo dos
argumentos indutivos é levar a conclusões cujo conteúdo é muito mais amplo do que o
das premissas nas quais nos baseia-mos.

2.Revisão de Literatura
2.1.Origem e evolução dos sistemas operativos
Na primeira geração de computadores (1945-1955), os computadores eram tão grandes
que ocupavam imensas salas. Foram basicamente construídos com válvulas e painéis,
altura em que não existiam sistemas operativos. Os programadores, que também eram
os operadores, controlavam o computador por meio de chaves, fios e luzes de aviso.
Na geração seguinte (1955-1965), foram criados os sistemas em lote (batch systems),
que permitiram melhor uso dos recursos computacionais. A base do sistema operativo
era um programa monitor, usado para enfileirar tarefas (jobs). O usuário foi afastado do
computador. Cada programa era escrito em cartões perfurados, que por sua vez eram
carregados, juntamente com o respectivo compilador, que por sua vez usava uma
linguagem de controlo chamada JCL (job control language).
No início da computação os primeiros sistemas operativos eram únicos, pois cada
mainframe vendido necessitava de um sistema operativo específico. Esse problema era
resultado de arquitecturas diferentes e da linguagem de máquina utilizada. Após essa
fase, iniciou-se a pesquisa de sistemas operativos que automatizassem a troca de tarefas
(jobs), pois os sistemas nessa atura eram mono usuário e tinham cartões perfurados
como entrada (eliminando, assim, o trabalho de pessoas que eram contratadas apenas
para trocar os cartões perfurados).
Um dos primeiros sistemas operativos foi o CTSS, desenvolvido no MIT. Após o
CTSS, o MIT, os laboratórios Bell da AT&T e a General Eletric desenvolveram o
Multics, cujo objectivo era suportar centenas de usuários. Apesar do fracasso comercial,
o Multics serviu como base para o estudo e desenvolvimento de sistemas operativos.
Um dos desenvolvedores do Multics, que trabalhava para a Bell, Ken Thompson,
começou a reescrever o Multics num conceito menos ambicioso, criando o Unics (em
1969), que mais tarde passou a chamar-se Unix. Os sistemas operativos eram
geralmente programados em assembly, até mesmo o Unix em seu início. Então, Dennis
Ritchie criou a linguagem C a partir da linguagem B, que havia sido criada por
Thompson.
Em 1980, William (Bill) Gates e seu colega de faculdade, Paul Allen, fundadores da
Microsoft, compram o sistema QDOS ("Quick and Dirty Operating System") de Tim

Paterson por $50.000, baptizam-no de DOS (Disk Operating System) e vendem licenças
à IBM. O DOS vendeu muitas cópias, como o sistema operativo padrão para os
computadores pessoais desenvolvidos pela IBM. IBM e Microsoft fariam, ainda, uma
parceria para o desenvolvimento de um sistema operativo multitarefa chamado OS/2.
No começo da década de 1990, um estudante de computação finlandês postou um
comentário numa lista de discussão da Usenet dizendo que estava desenvolvendo um
kernel de sistema operativo e perguntou se alguém gostaria de auxiliá-lo na tarefa. Este
estudante chamava-se Linus Torvalds e o primeiro passo em direcção ao tão conhecido
Linux foi dado naquele momento.
2.1.1.Motivo para o desenvolvimento do Sistema Operativo
Há muito tempo tem-se tentado libertar o usuário do computador da complexidade do
hardware.
Isto tem sido feito colocando-se uma camada de software sobre o hardware de modo
que este software gere todas as partes do sistema. Assim o usuário seria apresentado
com uma interface que é mais fácil de entender e de programar. Esta interface é
chamada de máquina virtual é uma vista do sistema do Cima para baixo (Top-Down). A
vista alternativa dum sistema operativo, do nível do Hardware, é uma vista “Bottom
Up” e visualize o sistema operativo com um gestor do próprio hardware. Estas duas
vistas são visualizadas na figura em baixo:
Fonte: Adaptada pela autora, 2021
S.O
Top-
Down
View
Gestor de
recursos
Bottom -
Up view
Maquina
Virtual

2.2.Conceito de Sistemas Operativos
É um software de sistema que funciona como interface entre o utilizador e o hardware
do computador. A sua função é fornecer um ambiente no qual o utilizador possa
executar os seus programas.
Objectivo é tornar o sistema conveniente para o uso e a utilização do hardware mais
eficiente através da sua ferramenta de gestão quer a nível de hardware quer a nível de
software.
Visto que um aplicativo não controla directamente as funções do sistema, este é dirigido
pelo Sistema Operativo através de chamadas ao sistema (system calls).
2.2.1.Objectivos dos Sistemas Operativos
Criar uma máquina virtual sobre a máquina física que ofereça todos recursos lógicos
necessários para o desenvolvimento de aplicações.
O sistema operativo torna possível:
 Executar programas do utilizador e tornar mais fácil a resolução de problemas.
 Suporte e gestão dos recursos lógicos (software).
 Tornar conveniente a utilização do computador.
 Utilizar os recursos físicos (hardware) do computador de forma eficiente.
Fonte: Adaptada pela pesquisadora, 2021
Sistema
Operativo
Hardware
Maquina
virtual e
Fisica

2.2.2.Sistemas Operativos mais difundidos
Existem vários sistemas operativos, entre eles, os mais utilizados no dia-a-dia,
normalmente utilizados em computadores domésticos e celulares, são o entre eles:
Windows, Linux, Mac OS X, Symbian e Android.
2.3.Componentes de um Sistema Operativo
Um Sistema Operativo tipicamente apresenta as seguintes componentes:
 Gestão de processos
O sistema operativo é responsável por alocar um tempo na CPU à todas as aplicação em
execução, fornecendo os mecanismos da sua sincronização.
 Gestão da memória principal
Verificar que partes da memória estão sendo acedidas e por quais processos. Decide que
processos devem ser alocados ou retirados da memória, reservar o espaço para
diferentes funções sistema operativo, etc.
 Gestão dos dispositivos de Entrada e Saída (I/O)
Garantir que todos os dispositivos de entrada e saída tenham todos os recursos
necessários para se comunicarem com a CPU e o resto do sistema.
 Gestão da memória secundária
O sistema operativo é responsável pela gestão dos discos: criar volumes lógicos
(partição) e sua identificação, alocação de dados, gestão do espaço livre, etc.
 Gestão do sistema de ficheiros
O sistema operativo fornece uma estrutura lógica na qual os usuários podem criar,
eliminar directorias e ficheiros, ou ainda manipulá-los.
 Gestão da rede
Gere os serviços e protocolos que asseguram a comunicação entre computadores em
ambiente de rede.

2.4.Principais funções de Sistemas Operativos
 Máquina Virtual
O sistema operativo cria uma camada de software que esconde o hardware, definindo
uma máquina virtual que disponibiliza diversos recursos físicos e lógicos que possam
ser utilizados pelas aplicações.
 Gestor de Recursos
Gere e optimiza a utilização dos recursos físicos e lógicos - como qualquer outra função
de gestão esta actividade do sistema operativo deve ter em consideração diversos
objectivos como o desempenho, a utilização eficaz do investimento no hardware, o
controlo de utilização dos recursos pelos utilizadores, etc.
3.Atributos de qualidade de Sistemas Operativos
 Desempenho
Gestão eficiente dos recursos físicos que suportam os lógicos.
 Segurança
• Garantir o isolamento dos utilizadores
• Permitir a partilha segura dos recursos lógicos.
 Fiabilidade
• Detectar um conjunto de falhas.
• Tolerar um conjunto de erros.
 Interface de Programação Completa e Simples
• Facilitar a concepção de aplicações, sua manutenção e portabilidade.
 Interface de operação e gestão de recursos lógicos de fácil utilização

4.Classificação de Sistema Operativo
4.1.Pelo serviço
4.1.1.Sistemas Operativos em rede
Que tem a capacidade de interagir com outros sistemas operativos em outros
computadores visando a partilhar recursos.
4.1.2.Sistemas Operativos distribuídos
Estes abraçam serviços de rede logrando integrar recursos como impressora, espaço no
disco de uma máquina que o utilizador acede.
4.2.Quanto ao tipo
Dentro da vasta família de sistemas operativos há geralmente 4 tipos, classificados de
acordo com o tipo de computador que eles suportam, sendo que os principais são:
4.2.1.Sistema Operativo em Tempo Real (RTOS- Real Time Operating System)
Utilizados para controlar máquinas científicas e sistemas industrias, sistemas de
controlo tráfego aéreo, centrais telefónicas, etc.
Tipicamente tem pouco de interface de usuário e quase sem nenhum utilitário do
usuário. A parte mais importante de RTOS é manejar os recursos do computador de
modo que uma operação particular se possa executar precisa e rigorosamente no mesmo
intervalo de tempo.
Exemplos: VxWorks, ThreadX, Salvo, Nucleus, OSEK, INTEGRITY, eCOS e
RTLinux.
4.2.2.Mono-Usuário, Mono-Tarefa
Apenas um utilizador de cada vez a executar um única tarefa (aplicação)
Exemplo: MS DOS (Microsoft Windows), System 7 (MAC)Palm OS (em computadores
Palm Top), Java OS, etc.

4.2.3.Mono-Usuário, Multi-Tarefa
Apenas um usuário com vários programas a correm em simultâneo
Exemplos: Microsoft Windows 95 NT, 98, primeiras versões de MAC OS.
4.2.4.Multi - Usuário
Permite que vários utilizadores tiram vantagem dos recursos do computador de forma
concorrente. O sistema operativo deve assegurar que as exigências dos usuários sejam
balanceadas, e que cada programa que eles usam tenha recursos suficientes e isolados de
modo que os problemas de um utilizador não afectem toda comunidade de utilizadores.
Exemplos: VMS (Sistema Operativos em computadores Mainframes, Windows server),
Linux e UNIX.
4.3.Quanto a sua estrutura
4.3.1.Sistemas Operativos Monolíticos
Nesta estrutura os sistemas operativos são caracterizados pela não existência de
nenhuma estrutura. Todos os procedimentos são implementados no núcleo.
O sistema operativo é escrito como um conjunto de procedimentos, onde cada um pode
evocar o outro assim que desejar.
Não existe nenhuma. Cada procedimento é visível aos outros, o que é diferente das
outras as estruturas.
4.3.2.Modelo Cliente/Servidor
A tendência dos sistemas operativos modernos é baseada na ideia de mover o código
para níveis cada vez mais altos, o máximo possível, deixando um kernel mínimo.
O procedimento mais comum é implementar muitas funções do Sistema Operativo nos
processos dos utilizadores.
Neste modelo tudo quanto o kernel faz é gerir a comunicação entre os processos clientes
e servidores.

Se os programas executados pelo usuário, precisarem de memória, vão pedir serviço de
gestão de memória, pelo que o programa se torna cliente e o gestor de memória
servidor.
5.Tipo de ambiente de Sistemas Operativo
 Interface Linha de comandos
Alguns sistemas operativos apenas fornecem interface de usuário baseado em texto que
é linha de comandos (Command line interface). Esta exige um conhecimento prévio dos
comandos e respectiva sintaxe
Exemplo: C:> COPY A:AULA.TXT C:
 Interface gráfica
Outros sistemas operativos são concebidos de modo fornecer um ambiente gráfico e
amigável (GUI-Graphical User Interface, User-friendly), baseado em objectos (ícones,
janela, caixas de diálogos, etc.) de fácil utilização, isto é, intuitivo.
 Interface de usuário de texto
Sistemas operativos desse género tem à disposição um ambiente de trabalho composto
por menus, janelas e botões, porém essas interfaces não têm a capacidade de reproduzir
figuras. Teve seu uso difundido em aplicações baseadas no MS-DOS. Actualmente essa
interface é muito rara, praticamente restrita a sistemas implementados na década de
1980 e início da década de 1990.

Conclusão
Para finalizar, concluímos que, os sistemas Operativo permitem explorar de forma
transparente os recursos que o computador coloca à disposição do utilizador,
nomeadamente, impressora, teclado, rato monitor, unidade de disquete, disco duro,
memória, programas aplicativos, etc. De modo que este execute as tarefas adequadas a
sua necessidade. Basicamente opera todas as instruções de forma automática
obedecendo as regras de programação contidas nela tornando possível desse modo a
execução de tarefas adequadas ao sistema físico contigo no hardware dos computadores
e o sistema lógico que vêem embutido no software do sistema operativo.
Por outro lado, conclui-se que, o S.O é um programa ou um conjunto de programas cuja
função é gerenciar os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do
processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos, etc.), fornecendo uma
interface entre o computador e o usuário.
Embora possa ser executado imediatamente após a máquina ser ligada, a maioria dos
computadores pessoais de hoje o executa através de outro programa armazenado em
uma memória não-volátil ROM chamado BIOS num processo chamado
"bootstrapping", conceito em inglês usado para designar processos auto-sustentáveis, ou
seja, capazes de prosseguirem sem ajuda externa. Após executar testes e iniciar os
componentes da máquina (monitores, discos, etc), o BIOS procura pelo sistema
operacional em alguma unidade de armazenamento, geralmente o Disco Rígido, e a
partir daí, o sistema operacional "toma" o controle da máquina. O sistema operacional
reveza sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando,
controlando e orquestrando todo o processo computacional.

Referências bibliográficas
1. DEITEL, H.M. Sistemas Operacionais. 3ª.ed. Tradução de Arlete Simille
Marques. São
2. L Gonçalves. São Paulo, 2009.
3. MACHADO, Francis Berenger. Arquitectura de Sistemas Operacionais. Rio de
Janeiro: Editora LTC, 2004.
4. SILBERSCHATZ, A. & GAGNE, G. & GALVIN, P. B. Fundamentos de
Sistemas Operacionais. Tradução de Adriana Cashin Rieche. Rio de Janeiro,
2004.
5. TANENBAUM, A.S. Sistemas Operacionais Modernos. 2ª.ed. Tradução de
Ronaldo A.
6. Viamonte, Maria João, Ferreira, Luís Lino, Componentes de um Sistema
Operativo, Fevereiro de 2006.
7. LAKATOS, Eva Maria e MARCONI, Mariana de Andrade, técnicas de
pesquisa, 5ª Ed., São Paulo, Atlas, 2002.

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