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Sistemas Operativos
11º ano – 2020 / 2021
Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos
Conteúdos programáticos
MÓDULO 1 – Introdução aos Sistemas Operativos (25 aulas )
• Funções e características de um Sistema Operativo
• Evolução dos Sistemas Operativos
• Processos concorrentes
• O núcleo de um Sistema Operativo
• Gestão de memória
• Entrada e Saída de dados
• Sistema de ficheiros
• Gestão de recursos
• Proteção
• Fiabilidade
• Noção de «Job control»
• Tipos de funções dos Sistemas Operativos
• Conceito de Multitarefa
• Partilha de informação e comunicação entre computadores
2
Conteúdos programáticos
 MÓDULO 2 – Sistema Operativo Cliente (36 aulas)
• Instalação e configuração de um Sistema Operativo:
Particionamento;
Formatação;
Opções de instalação;
Otimização de recursos;
Instalação de dispositivos e device drivers;
• Múltiplas configurações de sistema.
• Resolução de problemas.
• Programação de ficheiros de comandos.
SISTEMAS OPERATIVOS 3
MÓDULO 1 – Introdução aos Sistemas Operativos
 objetivos de aprendizagem
 Definir e caracterizar Sistema Operativo
 Enunciar e caracterizar as funções de um Sistema Operativo
 Descrever a evolução histórica dos Sistemas Operativos
 Definir e caracterizar os diferentes tipos de Sistemas Operativos
 Definir e caracterizar sistemas multiprocessador
 Definir e caracterizar sincronização e escalonamento
 Definir e caracterizar sistemas distribuídos
4
Sistema Operativo
O Sistema Operativo é um programa responsável pela
gestão de todos os recursos de um computador, tanto a nível
de software(recursos lógicos) como de hardware.
 Partilha e protege os recursos a serem utilizados pelas
aplicações do utilizador, servindo de interface entre este e a
máquina.
5
Sistema Operativo
objetivos
 Executar comandos e programas do utilizador
 Facilitar o uso da máquina
 Utilizar o hardware da máquina de uma forma eficiente
(disco, placa gráfica, memória, etc)
 Gerir recursos
 Controlar a execução de programas e as respetivas
operações de I / O (Entrada / Saída) 7
SISTEMAS OPERATIVOS
Exemplo de Sistemas Operativos
 Windows (XP, Vista, 7, Server,…)
 Linux (Ubuntu, caixa Mágica, Fedora, …)
 MacOS (X, Leopard,…)
Evolução Histórica
9
SISTEMAS OPERATIVOS
Anos 40 (séc. XX)
Máquinas simples sem qualquer tipo de sistema operativo.
 Os programas eram introduzidos pelo utilizador e depois
executados pela máquina.
 Input através de cartões perfurados.
10
SISTEMAS OPERATIVOS
Anos 40 …
Baixa produtividade – era sempre necessário introduzir todos
os dados à mão.
 Todas as operações tinham que ser definidas pelos
programadores.
 Hardware baseado em válvulas a vácuo.
11
SISTEMAS OPERATIVOS
Curiosidade …
O primeiro computador eletrónico foi o ENIAC (Electronic
Numerical Integrator and Calculator ) construído por John W.
Mauchly e J. Prester Eckert Jr., na Universidade da
Pensilvânia, o qual entrou em funcionamento em 1945.
 Era um projeto militar americano para o cálculo da trajetória
de morteiros através de tabelas.
12
SISTEMAS OPERATIVOS
Curiosidade …
Volume – Aproximadamente a área de um ginásio
 Peso – 30 toneladas
 Altura – 5,50 metros; Comprimento – 25 metros
 17468 válvulas a vácuo
13
SISTEMAS OPERATIVOS
Evolução Histórica dos Sistemas Operativos
Monitor de controlo
 Tratamento em Lotes (batch)
 Multiprogramação
 Sistemas Interativos
 Memória Virtual
 Sistemas de secretária (Desktop)
 Sistemas Multiprocessador
 Sistemas distribuídos
 Clusters
 Sistemas de Tempo-real
 Sistemas de bolso
14
SISTEMAS OPERATIVOS
Monitor de controlo
 Programa utilitário.
 Atribuição a cada utilizador de quotas de tempo de utilização
da máquina, dispondo da máquina como um todo.
 Permitia ao utilizador carregar os seus programas em
memória, editá-los e verificar a sua execução.
 Execução das operações necessárias através de comandos
do monitor.
15
SISTEMAS OPERATIVOS
Monitor de controlo
 No final de cada sessão, guardavam-se os programas e
resultados sob a forma de listagens, fitas de papel perfuradas
ou, nos sistemas mais evoluídos, em fita magnética.
 Rotinas utilitárias para o controlo de periféricos, por exemplo,
leitor de cartões.
16
SISTEMAS OPERATIVOS
Monitor de controlo
 Ineficiente
 Durante a maior parte do tempo o processador está
inativo, à espera de um comando ou a efetuar uma
operação de Entrada / Saída.
 O tempo de execução de um programa é gasto
essencialmente nas operações de I/O.
17
SISTEMAS OPERATIVOS
Tratamento em Lotes (Batch)
 Otimizaram a sequência de operações que envolvem a
execução de um programa, da seguinte forma:
 O programa é enviado ao operador do computador.
 O operador junta o programa ao conjunto de
programas existentes, criando um lote.
 Cada lote de programas é executado sequencialmente
pelo computador.
 Os resultados são fornecidos ao operador à medida
que os programas vão terminando.
18
Tratamento em Lotes (Batch)
 Problemas:
 Não é possível a interação entre um programa e o
utilizador.
 O tempo de execução de um programa é
predominantemente determinado pelas operações de
I/O.
 No entanto os dispositivos de Entrada/Saída são
muito lentos
19
SISTEMAS OPERATIVOS
Tratamento em Lotes (Batch)
 Solução:
 Para otimizar a utilização da Unidade Central de
Processamento passou a fazer-se a recolha dos dados num
computador auxiliar, onde eram lidos, para uma banda, os
cartões dos diversos trabalhos.
 A banda era colocada no computador central e executados
os programas, produzindo igualmente os ficheiros de
saída para outra banda que, por sua vez, era tratada pelo
computador mais pequeno para otimizar o tempo de
impressão. 20
Tratamento em Lotes (Batch)
21
SISTEMAS OPERATIVOS
Tratamento em Lotes (Batch)
 Solução:
 Periféricos passaram a poder executar operações
autónomas, avisando o processador do fim da sua execução
através do mecanismo de interrupções.
 Possibilidade de notificar assincronamente o processador
de que uma dada operação terminou.
 As operações de I/O podem prosseguir em paralelo com a
execução de um programa que apenas é interrompido para
iniciá-las e para tratar a sua terminação. 22
Tratamento em Lotes (Batch)
 Solução:
 Paralelamente, os periféricos de armazenamento de
dados sofreram uma evolução significativa, deixando
de ser meros dispositivos sequenciais (bandas) para se
tornarem verdadeiras memórias secundárias com
possibilidade de endereçamento aleatório (tambores e
discos).
23
SISTEMAS OPERATIVOS
Multiprogramação
 Vários programas / processos (jobs) são carregados para a
memória central, e o tempo da CPU é repartido por eles.
 Esta solução torna os sistemas multiprogramados permitindo
que diversos programas estejam simultaneamente activos.
 Os diversos programas necessitam de estar na memória
central para facilmente se mudar de contexto.
24
SISTEMAS OPERATIVOS
Multiprogramação
25
SISTEMAS OPERATIVOS
Multiprogramação
 Funções controladas pelo Sistema Operativo.
 Entradas/Saídas através de rotinas
 Escalonamento da CPU
 Decidir que programa/processo vai entrar em
funcionamento
 Gestão da memória
 Alocar memória para os vários programas/processos
26
SISTEMAS OPERATIVOS
Multiprogramação
 Problemas:
 Os primeiros sistemas de multiprogramação não
permitiam a interação com o utilizador
27
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas interactivos
 Extensão dos sistemas multiprogramados de modo a
permitir a partilha do sistema entre vários utilizadores, assim
como, a interação entre o utilizador e o programa.
 A comutação entre processos passa a ser realizada
periodicamente ou quando os processos necessitam realizar
tarefas de Entrada/Saída.
28
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas de secretária (Desktop)
 objetivos:
 Permitir a um utilizador isolado o acesso a um sistema de
computação.
 Maximizar a conveniência de utilização
 Primeira geração
 Mono-utilizador
 Sem multitarefa
 Ex: MS-DOS
29
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas de secretária (Desktop)
 Geração 1.5
 Mono-utilizador
 Sem multitarefa
 Ex: Windows 3.0 e 3.1
 Segunda geração (Windows 95,NT,XP; Linux; Mac OS)
 Multi-utilizador
 Multitarefa
 Conexão à rede
30
SISTEMAS OPERATIVOS
Barramento central de uma motherboard
31
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas multiprocessador
 O computador pode utilizar dois ou mais CPU´s partilhando:
 o barramento
 o relógio
 a memória
 os periféricos
 o disco
 etc.
32
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas multiprocessador
 Symmetric multiprocessing (SMP):
 Cada processador executa uma cópia idêntica do
sistema operativo.
 Podem executar em simultâneo
vários processos sem existir degradação
no desempenho.
33
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas multiprocessador
 Asymmetric multiprocessing (SMP):
 Processador-mestre executa o sistema operativo e
escalona o trabalho dos processadores-escravos.
 Processadores-escravos executam aplicações, sendo
atribuída uma tarefa a cada um; é comum em sistemas de
grandes dimensões.
 Não é aconselhado para sistemas com vários
processadores, porque rapidamente pode congestionar o
processador-mestre.
34
SISTEMAS OPERATIVOS
Memória virtual
 Permite a criação de um espaço de endereçamento virtual.
 Permite eliminar as restrições sobre o tamanho dos
programas e facilitar a gestão da memória física.
35
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas distribuídos
 Sistema em que a comunicação entre máquinas (CPU´s)
cooperantes é feita através de uma rede de comunicação.
 Um sistema distribuído segundo a definição de Andrew
Tanenbaum é uma “coleção de computadores independentes
que se apresenta ao utilizador como um sistema único e
consistente.”
36
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas distribuídos
 Sistemas Cliente-Servidor
 O servidor fornece funcionalidades a outras máquinas
(clientes).
 O servidor fornece
recursos e o cliente
consome recursos.
1- O Cliente envia um pedido ao Servidor.
2- O Servidor executa a pesquisa na Base de Dados.
3- A Base de Dados devolve a resposta ao Servidor.
4- O Servidor abre a página Web requerida pelo Cliente.
37
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas distribuídos
 Sistemas Peer-to-Peer
 Cada máquina existente na rede disponibiliza os seus
recursos aos outros postos dessa rede, sem que tenha
que existir um servidor central.
 Os postos de trabalho são simultaneamente
fornecedores e consumidores
de recursos.
38
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas distribuídos
 Um exemplo clássico de computação distribuída é o projecto
Seti at home que visa procurar em sinais de rádio
interplanetários algum vestígio de vida extraterrestre.
 Outro exemplo pode ser o processamento do genoma
humano.
 Exemplos:
 SETI@Home, ClimatePrediction.net, Einstein@Home e PrimeGrid.
39
SISTEMAS OPERATIVOS
Clusters
As máquinas estão ligadas entre si utilizando uma rede local.
 Um cluster de máquinas poderá ser visto pelo utilizador
como uma “máquina grande”, isto é, um tipo de super-
computador criado a partir da cooperação de vários
computadores convencionais.
NERSC Franklin Cray XT4s
- supercomputer cluster
40
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas de Tempo Real
 Cada tarefa do sistema tem associadas restrições temporais
(deadlines).
41
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas de bolso
 Características
 memória em pequena quantidade
 processador lento
 ecrã pequeno
 sistemas de I/O limitados
 Exemplos:
 PDA´s
 telemóveis
42
SISTEMAS OPERATIVOS
Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos
 DOS
 MS-DOS – 1º Sistema Operativo para PC
 Monotarefa
 CLI (Command Line Interface)
 Pouco utilizado hoje em dia
 Unix
 Surgiu no início da década de 60
 Multitarefa
 Linux
 Surgiu nos anos 90
 Multitarefa
 Inicialmente CLI, agora GUI (Graphical User Interface)
43
SISTEMAS OPERATIVOS
Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos
 Windows
 Surgiu em 1985
 Multitarefa
 GUI (Graphical User Interface)
Windows Vista
 Surgiu em 2007
 Multitarefa
 GUI (Graphical User Interface) - Aero
 MacOS (Macintosh Operating System)
 Surgiu em 1984
 GUI (Graphical User Interface)
44
SISTEMAS OPERATIVOS
Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos
 IBM AS/400 – OS/400
 Surgiu em 1988
 Multitarefa e multiutilizador
 CL (Command Language)
45
SISTEMAS OPERATIVOS
Tipos de Sistemas Operativos
 Sistemas Operativos para mainframes
 Sistemas Operativos para servidores
 Sistemas Operativos para multiprocessadores
 Sistemas Operativos para computadores pessoais
 Sistemas Operativos de Tempo Real
 Sistemas Operativos embebidos
 Sistemas Operativos para Smart Card
46
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos para mainframes
 Desenvolvidos para computadores de grande porte existentes em
grandes empresas.
 Orientados para o processamento simultâneo de inúmeras tarefas,
muitas das quais requerem
bastantes entradas e saídas.
47
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos para servidores
 Destinam-se aos servidores.
 Servem múltiplos utilizadores através da rede e permitem a partilha
de hardware ou recursos de software.
48
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos para multiprocessadores
 Computadores constituídos por vários CPU num único sistema.
 Neste grupo incluem-se também os sistemas operativos
distribuídos.
49
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos para computadores pessoais
 Têm por objetivo servir de interface para um único utilizador.
 Neste grupo incluem-se também os sistemas operativos
distribuídos.
50
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos de tempo real
 Têm por objetivo conseguir garantir que o computador produza
uma resposta a um acontecimento externo ao fim de um intervalo de
tempo limitado e previamente especificado.
 As consequências do não cumprimento desses requisitos, podem
causar prejuízos nefastos, como a
segurança das pessoas, a interrupção
de processos de fabrico ou a produção
defeituosa de produtos em processos
industriais.
51
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos embebidos
 Destinam-se a sistemas pequenos, tais como os telemóveis e PDA
(Personal Digital Assistant)
 Executam um conjunto reduzido de tarefas em comparação com os
outros sistemas operativos.
 Exemplos: PalmOS e WindowsCE
(Consumer Electronics)
52
SISTEMAS OPERATIVOS
Sistemas Operativos para Smart Card
 São executados em cartões de crédito.
 Muitos sistemas deste tipo executam apenas uma tarefa,
pagamento eletrónico, mas existem outros que permitem ainda a
execução de outras tarefas tais como o acesso a áreas reservadas.
53
SISTEMAS OPERATIVOS
Estrutura dos Sistemas Operativos
 Monolítica
 Hierárquica (Dijkstra)
 Máquina Virtual
 Cliente-Servidor (Microkernel)
54
SISTEMAS OPERATIVOS
Estrutura dos Sistemas Operativos
 Monolítica
 Estrutura típica dos primeiros Sistemas Operativos
 Constituídos fundamentalmente por um único programa
55
SISTEMAS OPERATIVOS
Estrutura dos Sistemas Operativos
 Hierárquica
 Estrutura baseada numa hierarquia por níveis
56
Nível Função
5 Operador
4 Programas do utilizador
3 Entrada e saída
2 Comunicação dos processos do utilizador
1 Gestão de memória
0
Gestão da CPU (alocação de processos e
multiprogramação)
SISTEMAS OPERATIVOS
Estrutura dos Sistemas Operativos
 Máquina Virtual
 Trata-se de um tipo de Sistema Operativo que disponibiliza uma
interface a cada processo, mostrando ao utilizador uma máquina
idêntica ao hardware existente.
 O objetivo dos Sistemas Operativos de máquina virtual é o de
integrar diferentes Sistemas Operativos,
dando ao utilizador a sensação de estar
a trabalhar com várias máquinas diferentes.
57
SISTEMAS OPERATIVOS
Estrutura dos Sistemas Operativos
 Cliente-Servidor (Microkernel)
 Pode ser executado na maioria dos computadores.
 Tem grande flexibilidade de serviços fornecidos ao utilizador,
uma vez que o núcleo serve apenas para funções básicas de
memória, I/O e processos.
 O núcleo tem como missão estabelecer a
comunicação entre os processos clientes
e os processos servidores.
58
SISTEMAS OPERATIVOS
Núcleo do Sistema Operativo
 O Sistema Operativo é formado por um conjunto de rotinas
(procedimentos) que oferecem serviços aos utilizadores do sistema,
e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema.
 Esse conjunto de rotinas é designado por núcleo do sistema ou
kernel.
59
SISTEMAS OPERATIVOS
Utilizador + Aplicações
Sistema Operativo
Interface ou Shell de
Comandos
Núcleo ou Kernel
Hardware
Funções do Núcleo do Sistema Operativo
Tratamento de interrupções;
 Criação e eliminação de processos;
 Sincronização e eliminação de processos;
 Escalonamento e controlo de processos;
 Gestão de memória;
 Gestão do Sistema de Ficheiros;
 Operações de Entrada e Saída (I/O);
 Segurança do sistema.
60
SISTEMAS OPERATIVOS
Processo
 É um programa que se encontra em execução;
 Associado a cada processo existe um espaço de endereçamento
em memória e também alguns registos.
61
SISTEMAS OPERATIVOS
Escalonamento
 Processo de decisão sobre qual o próximo processo a ser
executado em função dos seus parâmetros.
 Atenção que num Sistema Operativo do tipo monoprocessador
apenas pode ser executado um processo de cada vez.
62
Escalonamento
 objetivos do escalonamento
 Otimizar o desempenho do sistema de acordo com um critério.
 Dividir a capacidade de processamento da CPU entre os vários
processos.
 Diminuir o tempo de resposta (sistemas de Tempo-Real).
63
SISTEMAS OPERATIVOS
Processos concorrentes
 Processos que competem pela obtenção de um recurso único ou
limitado.
Problemas
 Starvation;
 Deadlock;
 Inconsistência / Corrupção de dados.
64
SISTEMAS OPERATIVOS
Starvation
 Alguns processos permanecem indefinidamente à espera.
 Exemplo: em consequência da política de escalonamento da
CPU, um recurso pode ser utilizado por um processo P1 e
posteriormente por um outro processo P2,
deixando um terceiro processo P3
indefinidamente bloqueado sem acesso
ao recurso.
65
SISTEMAS OPERATIVOS
Deadlock
 Quando dois processos se bloqueiam mutuamente.
 Exemplo: o processo P1 acede ao recurso R1, e o processo P2
acede ao recurso R2. Todavia, num determinado momento, o
processo P1 necessita do recurso R2 e o processo P2 necessita
do recurso R1, mas estes não se encontram disponíveis.
66
SISTEMAS OPERATIVOS
Inconsistência/Corrupção de dados
67
SISTEMAS OPERATIVOS
Inconsistência/Corrupção de dados - Solução
 Mecanismos de sincronização.
 Mecanismos de proteção (implementados na maioria dos sistemas
multiprogramáveis), denominados por modos de acesso.
68
Job Control
 Funcionalidade que permite ao utilizador iniciar programas e
executá-los em background, enquanto executa outros programas
em foreground.
69
Funções do Sistema Operativo
 Gestão do processador ao nível da sua planificação;
 Gestão da memória;
 Gestão de I/O;
 Gestão de armazenamento secundário;
 Segurança da informação.
70
Gestão do processador ao nível da sua planificação
 A Unidade Central de Processamento (CPU ou Central Processing
Unit) é responsável pela execução de todos os programas do
sistema, que, obrigatoriamente, deverão estar armazenados na
memória principal.
 Cada processador é constituído por:
 Unidade de Controlo – responsável por gerir as atividades de todos os
componentes do computador;
 Unidade Aritmética e Lógica – responsável pela realização de operações
aritméticas e lógicas;
 Registos – dispositivos com a função de armazenar dados temporariamente.
71
Gestão do processador ao nível da sua planificação
 Um programa é composto por várias instruções que são
executadas pela CPU através de operações básicas;
 O processador é um recurso crítico do sistema pelo que o
escalonamento tenta otimizar a sua utilização.
72
Gestão da memória
 Memória principal ou memória primária – o acesso ao conteúdo é
realizado através de endereços.
 Memória RAM (Random Access Memory) – volátil;
 Memória ROM (Read Only Memory) – não volátil;
 Memória Cache – memória volátil mas cujo tempo de acesso é
muito menor que o da memória principal.
73
Gestão da memória
 Memória Secundária – não volátil.
 Os sistemas multitarefa ou multiprogramáveis permitem ao
utilizador executar várias tarefas em simultâneo.
74
Gestão de I/O
 Os dispositivos de Entrada/Saída são utilizados para permitir a
comunicação entre o computador e o mundo exterior.
 Nos sistemas mais antigos, a comunicação entre a CPU e os
periféricos era controlada por um conjunto de instruções especiais,
denominadas de instruções de I/O.
75
Gestão de I/O
 Essas instruções continham detalhes específicos de cada
periférico.
 A implementação de um dispositivo designado por controlador,
permitiu à CPU agir de forma independente dos dispositivos de I/O.
 A CPU já não necessita de estabelecer comunicações diretas com
os periféricos, pois esta tarefa é realizada pelo controlador.
76
Gestão de I/O
 Os drivers dos dispositivos são responsáveis pela comunicação
com o hardware, através de controladores.
77
Gestão de armazenamento secundário
 Suporte físico da informação
 Suporte lógico
78
Suporte físico
 Fitas magnéticas (início dos anos 60,séc. XX)
 Dispositivos removíveis
Zip disk (anos 90, séc. XX)
Disquetes
 Discos rígidos
 Unidades óticas
CD / DVD
 Pen drive
79
Suporte lógico
 Sistema de ficheiros – conjunto de ficheiros, directórios,
descritores e estruturas de dados auxiliares, geridos por um módulo
do sistema operativo (sistema de gestão de ficheiros)
 Proteção – o sistema operativo guarda no descritor do ficheiro o
identificador do utilizador que o criou e os direitos
(permissões) de acesso.
80
Segurança da informação
 As cópias de segurança dos dados armazenados num
computador são imprescindíveis nos casos em que ocorram falhas
do sistema, infeção por vírus ou uma invasão.
 O utilizador deve criar a sua própria política para a realização de
cópias de segurança.
81
Segurança da informação
 Segurança nos Sistemas Operativos
 Políticas de segurança
 Partilha de informação e comunicação entre computadores
82
Segurança nos Sistemas Operativos
 As Políticas de Segurança têm origem nos sistemas militares.
 Atualmente, as empresas e outras organizações necessitam de
garantir a segurança no tratamento e transação de informações, de
modo a viabilizar a integridade dos sistemas informáticos, assim
como, assegurar a sua vantagem competitiva no mercado global.
83
Política de Segurança
 Uma Política de Segurança visa detetar as vulnerabilidades dos
sistemas através da criação de mecanismos de segurança que
dificultem ou impossibilitem determinados ataques, para que seja
possível manter segura a informação das empresas/organizações e
administrar de forma centralizada a sua segurança.
84
Política de Segurança
 Algumas regras para a definição de uma Política de Segurança:
 Ser acessível a todos os membros da organização;
 Definir objetivos de segurança;
 Definir as circunstâncias em que é aplicada cada uma das regras;
 Especificar as consequências do não cumprimento das regras.
85
Política de Segurança – Aspectos a
considerar
 Autenticação – garantir que as entidades intervenientes são quem
afirmam ser;
 Confidencialidade – permitir o acesso à informação apenas às
entidades autorizadas;
 Integridade – garantir que a informação a ser armazenada ou
processada seja autêntica;
86
Política de Segurança – Aspectos a
considerar
 Controlo de acesso – capacidade de impedir o acesso não
autorizado a um determinado recurso;
 Não repudiação – funções que impedem que uma determinada
entidade negue a execução de uma determinada ação;
 Disponibilidade – garantir que os recursos essenciais estão
disponíveis aos utilizadores.
87
Ameaças à Segurança
 Acesso não autorizado – ocorre quando um utilizador descobre a
informação de autenticação de um outro utilizador e a utiliza para
aceder aos recursos desse utilizador;
 Ataques por imitação – consiste em fazer com que um dado
utilizador ou sistema se comporte como um outro.
 Disrupção de serviços – é uma forma de ataque cujo objetivo é a
interrupção ou a perturbação de um serviço devido a danos
causados nos sistemas que os suportam.
88
Mecanismos de segurança
 Autenticação de utilizadores;
 Encriptação ou mecanismos de cifragem;
 Firewall;
 Assinatura digital;
 Logs;
 Antivírus;
89
Autenticação de utilizadores
 Existem vários métodos de autenticação sendo o uso de
passwords o mais vulgarizado.
90
Encriptação ou mecanismos de cifragem
 A encriptação é um processo que codifica os dados através de
uma chave secreta, conhecida apenas pelas entidades envolvidas.
 O processo de modificação da mensagem chama-se cifragem e
transforma-a num criptograma.
 O processo de recuperação da mensagem original denomina-se
por decifragem.
91
Firewall
 A firewall é utilizada para proteger o computador ou rede local de
acessos não autorizados provenientes da internet.
92
Assinatura digital
 A assinatura digital garante a integridade do documento ao qual
estão associadas e a entidade que o envia.
93
Logs
 São registos gerados pelos sistemas ou aplicações com
informações dos eventos ocorridos.
94
Antivírus
 Software que verifica a existência de vírus e tenta removê-los.
95
Alguns crimes informáticos puníveis em Portugal
 Crime de dano relativo a dados ou programas informáticos;
 Sabotagem informática;
 Crime de acesso ilegítimo;
 Crime de interceção ilegítima;
 Crime de reprodução ilegítima.
96
Partilha de informação e comunicação entre
computadores.
 A partilha de informação e comunicação entre computadores é
estabelecida através de redes de computadores.
 Designa-se por rede de computadores o grupo constituído por
dois ou mais computadores ligados entre si, através de meios
eletrónicos, com o objetivo de trocarem informação de forma rápida e
fácil, permitindo a partilha de equipamentos e de recursos.
97
Vantagens e objetivos das redes de computadores
 Partilha de recursos de hardware;
 Por exemplo: impressoras;
 Partilha de recursos de software;
 Por exemplo:
 Partilha de dados e de programas distribuídos pelos discos rígidos dos vários computadores da rede;
 Troca de mensagens e de informação entre utilizadores sem que estejam presencialmente face a
face.
98
«O que sabemos é uma gota de água,
o que ignoramos é um oceano.»
Sir Isaac Newton (1643-1727)
Físico e Matemático Inglês
99
«A educação visa melhorar a natureza do homem, o
que nem sempre é aceite pelo interessado.»
Carlos Drummond de Andrade (1902-1987)
Poeta e escritor Brasileiro
100
«A essência do saber, tendo-o, consiste em aplicá-lo.»
Confúcio (551 a.C.- 479 a.C.)
Pensador, Mestre e Filósofo Chinês
101
Fim - Módulo 1
Próximo módulo M2 - Sistema Operativo Cliente
102

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  • 1. Sistemas Operativos 11º ano – 2020 / 2021 Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos
  • 2. Conteúdos programáticos MÓDULO 1 – Introdução aos Sistemas Operativos (25 aulas ) • Funções e características de um Sistema Operativo • Evolução dos Sistemas Operativos • Processos concorrentes • O núcleo de um Sistema Operativo • Gestão de memória • Entrada e Saída de dados • Sistema de ficheiros • Gestão de recursos • Proteção • Fiabilidade • Noção de «Job control» • Tipos de funções dos Sistemas Operativos • Conceito de Multitarefa • Partilha de informação e comunicação entre computadores 2
  • 3. Conteúdos programáticos  MÓDULO 2 – Sistema Operativo Cliente (36 aulas) • Instalação e configuração de um Sistema Operativo: Particionamento; Formatação; Opções de instalação; Otimização de recursos; Instalação de dispositivos e device drivers; • Múltiplas configurações de sistema. • Resolução de problemas. • Programação de ficheiros de comandos. SISTEMAS OPERATIVOS 3
  • 4. MÓDULO 1 – Introdução aos Sistemas Operativos  objetivos de aprendizagem  Definir e caracterizar Sistema Operativo  Enunciar e caracterizar as funções de um Sistema Operativo  Descrever a evolução histórica dos Sistemas Operativos  Definir e caracterizar os diferentes tipos de Sistemas Operativos  Definir e caracterizar sistemas multiprocessador  Definir e caracterizar sincronização e escalonamento  Definir e caracterizar sistemas distribuídos 4
  • 5. Sistema Operativo O Sistema Operativo é um programa responsável pela gestão de todos os recursos de um computador, tanto a nível de software(recursos lógicos) como de hardware.  Partilha e protege os recursos a serem utilizados pelas aplicações do utilizador, servindo de interface entre este e a máquina. 5
  • 7. objetivos  Executar comandos e programas do utilizador  Facilitar o uso da máquina  Utilizar o hardware da máquina de uma forma eficiente (disco, placa gráfica, memória, etc)  Gerir recursos  Controlar a execução de programas e as respetivas operações de I / O (Entrada / Saída) 7 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 8. Exemplo de Sistemas Operativos  Windows (XP, Vista, 7, Server,…)  Linux (Ubuntu, caixa Mágica, Fedora, …)  MacOS (X, Leopard,…)
  • 10. Anos 40 (séc. XX) Máquinas simples sem qualquer tipo de sistema operativo.  Os programas eram introduzidos pelo utilizador e depois executados pela máquina.  Input através de cartões perfurados. 10 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 11. Anos 40 … Baixa produtividade – era sempre necessário introduzir todos os dados à mão.  Todas as operações tinham que ser definidas pelos programadores.  Hardware baseado em válvulas a vácuo. 11 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 12. Curiosidade … O primeiro computador eletrónico foi o ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Calculator ) construído por John W. Mauchly e J. Prester Eckert Jr., na Universidade da Pensilvânia, o qual entrou em funcionamento em 1945.  Era um projeto militar americano para o cálculo da trajetória de morteiros através de tabelas. 12 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 13. Curiosidade … Volume – Aproximadamente a área de um ginásio  Peso – 30 toneladas  Altura – 5,50 metros; Comprimento – 25 metros  17468 válvulas a vácuo 13 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 14. Evolução Histórica dos Sistemas Operativos Monitor de controlo  Tratamento em Lotes (batch)  Multiprogramação  Sistemas Interativos  Memória Virtual  Sistemas de secretária (Desktop)  Sistemas Multiprocessador  Sistemas distribuídos  Clusters  Sistemas de Tempo-real  Sistemas de bolso 14 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 15. Monitor de controlo  Programa utilitário.  Atribuição a cada utilizador de quotas de tempo de utilização da máquina, dispondo da máquina como um todo.  Permitia ao utilizador carregar os seus programas em memória, editá-los e verificar a sua execução.  Execução das operações necessárias através de comandos do monitor. 15 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 16. Monitor de controlo  No final de cada sessão, guardavam-se os programas e resultados sob a forma de listagens, fitas de papel perfuradas ou, nos sistemas mais evoluídos, em fita magnética.  Rotinas utilitárias para o controlo de periféricos, por exemplo, leitor de cartões. 16 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 17. Monitor de controlo  Ineficiente  Durante a maior parte do tempo o processador está inativo, à espera de um comando ou a efetuar uma operação de Entrada / Saída.  O tempo de execução de um programa é gasto essencialmente nas operações de I/O. 17 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 18. Tratamento em Lotes (Batch)  Otimizaram a sequência de operações que envolvem a execução de um programa, da seguinte forma:  O programa é enviado ao operador do computador.  O operador junta o programa ao conjunto de programas existentes, criando um lote.  Cada lote de programas é executado sequencialmente pelo computador.  Os resultados são fornecidos ao operador à medida que os programas vão terminando. 18
  • 19. Tratamento em Lotes (Batch)  Problemas:  Não é possível a interação entre um programa e o utilizador.  O tempo de execução de um programa é predominantemente determinado pelas operações de I/O.  No entanto os dispositivos de Entrada/Saída são muito lentos 19 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 20. Tratamento em Lotes (Batch)  Solução:  Para otimizar a utilização da Unidade Central de Processamento passou a fazer-se a recolha dos dados num computador auxiliar, onde eram lidos, para uma banda, os cartões dos diversos trabalhos.  A banda era colocada no computador central e executados os programas, produzindo igualmente os ficheiros de saída para outra banda que, por sua vez, era tratada pelo computador mais pequeno para otimizar o tempo de impressão. 20
  • 21. Tratamento em Lotes (Batch) 21 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 22. Tratamento em Lotes (Batch)  Solução:  Periféricos passaram a poder executar operações autónomas, avisando o processador do fim da sua execução através do mecanismo de interrupções.  Possibilidade de notificar assincronamente o processador de que uma dada operação terminou.  As operações de I/O podem prosseguir em paralelo com a execução de um programa que apenas é interrompido para iniciá-las e para tratar a sua terminação. 22
  • 23. Tratamento em Lotes (Batch)  Solução:  Paralelamente, os periféricos de armazenamento de dados sofreram uma evolução significativa, deixando de ser meros dispositivos sequenciais (bandas) para se tornarem verdadeiras memórias secundárias com possibilidade de endereçamento aleatório (tambores e discos). 23 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 24. Multiprogramação  Vários programas / processos (jobs) são carregados para a memória central, e o tempo da CPU é repartido por eles.  Esta solução torna os sistemas multiprogramados permitindo que diversos programas estejam simultaneamente activos.  Os diversos programas necessitam de estar na memória central para facilmente se mudar de contexto. 24 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 26. Multiprogramação  Funções controladas pelo Sistema Operativo.  Entradas/Saídas através de rotinas  Escalonamento da CPU  Decidir que programa/processo vai entrar em funcionamento  Gestão da memória  Alocar memória para os vários programas/processos 26 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 27. Multiprogramação  Problemas:  Os primeiros sistemas de multiprogramação não permitiam a interação com o utilizador 27 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 28. Sistemas interactivos  Extensão dos sistemas multiprogramados de modo a permitir a partilha do sistema entre vários utilizadores, assim como, a interação entre o utilizador e o programa.  A comutação entre processos passa a ser realizada periodicamente ou quando os processos necessitam realizar tarefas de Entrada/Saída. 28 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 29. Sistemas de secretária (Desktop)  objetivos:  Permitir a um utilizador isolado o acesso a um sistema de computação.  Maximizar a conveniência de utilização  Primeira geração  Mono-utilizador  Sem multitarefa  Ex: MS-DOS 29 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 30. Sistemas de secretária (Desktop)  Geração 1.5  Mono-utilizador  Sem multitarefa  Ex: Windows 3.0 e 3.1  Segunda geração (Windows 95,NT,XP; Linux; Mac OS)  Multi-utilizador  Multitarefa  Conexão à rede 30 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 31. Barramento central de uma motherboard 31 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 32. Sistemas multiprocessador  O computador pode utilizar dois ou mais CPU´s partilhando:  o barramento  o relógio  a memória  os periféricos  o disco  etc. 32 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 33. Sistemas multiprocessador  Symmetric multiprocessing (SMP):  Cada processador executa uma cópia idêntica do sistema operativo.  Podem executar em simultâneo vários processos sem existir degradação no desempenho. 33 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 34. Sistemas multiprocessador  Asymmetric multiprocessing (SMP):  Processador-mestre executa o sistema operativo e escalona o trabalho dos processadores-escravos.  Processadores-escravos executam aplicações, sendo atribuída uma tarefa a cada um; é comum em sistemas de grandes dimensões.  Não é aconselhado para sistemas com vários processadores, porque rapidamente pode congestionar o processador-mestre. 34 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 35. Memória virtual  Permite a criação de um espaço de endereçamento virtual.  Permite eliminar as restrições sobre o tamanho dos programas e facilitar a gestão da memória física. 35 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 36. Sistemas distribuídos  Sistema em que a comunicação entre máquinas (CPU´s) cooperantes é feita através de uma rede de comunicação.  Um sistema distribuído segundo a definição de Andrew Tanenbaum é uma “coleção de computadores independentes que se apresenta ao utilizador como um sistema único e consistente.” 36 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 37. Sistemas distribuídos  Sistemas Cliente-Servidor  O servidor fornece funcionalidades a outras máquinas (clientes).  O servidor fornece recursos e o cliente consome recursos. 1- O Cliente envia um pedido ao Servidor. 2- O Servidor executa a pesquisa na Base de Dados. 3- A Base de Dados devolve a resposta ao Servidor. 4- O Servidor abre a página Web requerida pelo Cliente. 37 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 38. Sistemas distribuídos  Sistemas Peer-to-Peer  Cada máquina existente na rede disponibiliza os seus recursos aos outros postos dessa rede, sem que tenha que existir um servidor central.  Os postos de trabalho são simultaneamente fornecedores e consumidores de recursos. 38 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 39. Sistemas distribuídos  Um exemplo clássico de computação distribuída é o projecto Seti at home que visa procurar em sinais de rádio interplanetários algum vestígio de vida extraterrestre.  Outro exemplo pode ser o processamento do genoma humano.  Exemplos:  SETI@Home, ClimatePrediction.net, Einstein@Home e PrimeGrid. 39 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 40. Clusters As máquinas estão ligadas entre si utilizando uma rede local.  Um cluster de máquinas poderá ser visto pelo utilizador como uma “máquina grande”, isto é, um tipo de super- computador criado a partir da cooperação de vários computadores convencionais. NERSC Franklin Cray XT4s - supercomputer cluster 40 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 41. Sistemas de Tempo Real  Cada tarefa do sistema tem associadas restrições temporais (deadlines). 41 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 42. Sistemas de bolso  Características  memória em pequena quantidade  processador lento  ecrã pequeno  sistemas de I/O limitados  Exemplos:  PDA´s  telemóveis 42 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 43. Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos  DOS  MS-DOS – 1º Sistema Operativo para PC  Monotarefa  CLI (Command Line Interface)  Pouco utilizado hoje em dia  Unix  Surgiu no início da década de 60  Multitarefa  Linux  Surgiu nos anos 90  Multitarefa  Inicialmente CLI, agora GUI (Graphical User Interface) 43 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 44. Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos  Windows  Surgiu em 1985  Multitarefa  GUI (Graphical User Interface) Windows Vista  Surgiu em 2007  Multitarefa  GUI (Graphical User Interface) - Aero  MacOS (Macintosh Operating System)  Surgiu em 1984  GUI (Graphical User Interface) 44 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 45. Alguns dos Sistemas Operativos mais difundidos  IBM AS/400 – OS/400  Surgiu em 1988  Multitarefa e multiutilizador  CL (Command Language) 45 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 46. Tipos de Sistemas Operativos  Sistemas Operativos para mainframes  Sistemas Operativos para servidores  Sistemas Operativos para multiprocessadores  Sistemas Operativos para computadores pessoais  Sistemas Operativos de Tempo Real  Sistemas Operativos embebidos  Sistemas Operativos para Smart Card 46 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 47. Sistemas Operativos para mainframes  Desenvolvidos para computadores de grande porte existentes em grandes empresas.  Orientados para o processamento simultâneo de inúmeras tarefas, muitas das quais requerem bastantes entradas e saídas. 47 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 48. Sistemas Operativos para servidores  Destinam-se aos servidores.  Servem múltiplos utilizadores através da rede e permitem a partilha de hardware ou recursos de software. 48 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 49. Sistemas Operativos para multiprocessadores  Computadores constituídos por vários CPU num único sistema.  Neste grupo incluem-se também os sistemas operativos distribuídos. 49 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 50. Sistemas Operativos para computadores pessoais  Têm por objetivo servir de interface para um único utilizador.  Neste grupo incluem-se também os sistemas operativos distribuídos. 50 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 51. Sistemas Operativos de tempo real  Têm por objetivo conseguir garantir que o computador produza uma resposta a um acontecimento externo ao fim de um intervalo de tempo limitado e previamente especificado.  As consequências do não cumprimento desses requisitos, podem causar prejuízos nefastos, como a segurança das pessoas, a interrupção de processos de fabrico ou a produção defeituosa de produtos em processos industriais. 51 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 52. Sistemas Operativos embebidos  Destinam-se a sistemas pequenos, tais como os telemóveis e PDA (Personal Digital Assistant)  Executam um conjunto reduzido de tarefas em comparação com os outros sistemas operativos.  Exemplos: PalmOS e WindowsCE (Consumer Electronics) 52 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 53. Sistemas Operativos para Smart Card  São executados em cartões de crédito.  Muitos sistemas deste tipo executam apenas uma tarefa, pagamento eletrónico, mas existem outros que permitem ainda a execução de outras tarefas tais como o acesso a áreas reservadas. 53 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 54. Estrutura dos Sistemas Operativos  Monolítica  Hierárquica (Dijkstra)  Máquina Virtual  Cliente-Servidor (Microkernel) 54 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 55. Estrutura dos Sistemas Operativos  Monolítica  Estrutura típica dos primeiros Sistemas Operativos  Constituídos fundamentalmente por um único programa 55 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 56. Estrutura dos Sistemas Operativos  Hierárquica  Estrutura baseada numa hierarquia por níveis 56 Nível Função 5 Operador 4 Programas do utilizador 3 Entrada e saída 2 Comunicação dos processos do utilizador 1 Gestão de memória 0 Gestão da CPU (alocação de processos e multiprogramação) SISTEMAS OPERATIVOS
  • 57. Estrutura dos Sistemas Operativos  Máquina Virtual  Trata-se de um tipo de Sistema Operativo que disponibiliza uma interface a cada processo, mostrando ao utilizador uma máquina idêntica ao hardware existente.  O objetivo dos Sistemas Operativos de máquina virtual é o de integrar diferentes Sistemas Operativos, dando ao utilizador a sensação de estar a trabalhar com várias máquinas diferentes. 57 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 58. Estrutura dos Sistemas Operativos  Cliente-Servidor (Microkernel)  Pode ser executado na maioria dos computadores.  Tem grande flexibilidade de serviços fornecidos ao utilizador, uma vez que o núcleo serve apenas para funções básicas de memória, I/O e processos.  O núcleo tem como missão estabelecer a comunicação entre os processos clientes e os processos servidores. 58 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 59. Núcleo do Sistema Operativo  O Sistema Operativo é formado por um conjunto de rotinas (procedimentos) que oferecem serviços aos utilizadores do sistema, e suas aplicações, bem como a outras rotinas do próprio sistema.  Esse conjunto de rotinas é designado por núcleo do sistema ou kernel. 59 SISTEMAS OPERATIVOS Utilizador + Aplicações Sistema Operativo Interface ou Shell de Comandos Núcleo ou Kernel Hardware
  • 60. Funções do Núcleo do Sistema Operativo Tratamento de interrupções;  Criação e eliminação de processos;  Sincronização e eliminação de processos;  Escalonamento e controlo de processos;  Gestão de memória;  Gestão do Sistema de Ficheiros;  Operações de Entrada e Saída (I/O);  Segurança do sistema. 60 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 61. Processo  É um programa que se encontra em execução;  Associado a cada processo existe um espaço de endereçamento em memória e também alguns registos. 61 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 62. Escalonamento  Processo de decisão sobre qual o próximo processo a ser executado em função dos seus parâmetros.  Atenção que num Sistema Operativo do tipo monoprocessador apenas pode ser executado um processo de cada vez. 62
  • 63. Escalonamento  objetivos do escalonamento  Otimizar o desempenho do sistema de acordo com um critério.  Dividir a capacidade de processamento da CPU entre os vários processos.  Diminuir o tempo de resposta (sistemas de Tempo-Real). 63 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 64. Processos concorrentes  Processos que competem pela obtenção de um recurso único ou limitado. Problemas  Starvation;  Deadlock;  Inconsistência / Corrupção de dados. 64 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 65. Starvation  Alguns processos permanecem indefinidamente à espera.  Exemplo: em consequência da política de escalonamento da CPU, um recurso pode ser utilizado por um processo P1 e posteriormente por um outro processo P2, deixando um terceiro processo P3 indefinidamente bloqueado sem acesso ao recurso. 65 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 66. Deadlock  Quando dois processos se bloqueiam mutuamente.  Exemplo: o processo P1 acede ao recurso R1, e o processo P2 acede ao recurso R2. Todavia, num determinado momento, o processo P1 necessita do recurso R2 e o processo P2 necessita do recurso R1, mas estes não se encontram disponíveis. 66 SISTEMAS OPERATIVOS
  • 68. Inconsistência/Corrupção de dados - Solução  Mecanismos de sincronização.  Mecanismos de proteção (implementados na maioria dos sistemas multiprogramáveis), denominados por modos de acesso. 68
  • 69. Job Control  Funcionalidade que permite ao utilizador iniciar programas e executá-los em background, enquanto executa outros programas em foreground. 69
  • 70. Funções do Sistema Operativo  Gestão do processador ao nível da sua planificação;  Gestão da memória;  Gestão de I/O;  Gestão de armazenamento secundário;  Segurança da informação. 70
  • 71. Gestão do processador ao nível da sua planificação  A Unidade Central de Processamento (CPU ou Central Processing Unit) é responsável pela execução de todos os programas do sistema, que, obrigatoriamente, deverão estar armazenados na memória principal.  Cada processador é constituído por:  Unidade de Controlo – responsável por gerir as atividades de todos os componentes do computador;  Unidade Aritmética e Lógica – responsável pela realização de operações aritméticas e lógicas;  Registos – dispositivos com a função de armazenar dados temporariamente. 71
  • 72. Gestão do processador ao nível da sua planificação  Um programa é composto por várias instruções que são executadas pela CPU através de operações básicas;  O processador é um recurso crítico do sistema pelo que o escalonamento tenta otimizar a sua utilização. 72
  • 73. Gestão da memória  Memória principal ou memória primária – o acesso ao conteúdo é realizado através de endereços.  Memória RAM (Random Access Memory) – volátil;  Memória ROM (Read Only Memory) – não volátil;  Memória Cache – memória volátil mas cujo tempo de acesso é muito menor que o da memória principal. 73
  • 74. Gestão da memória  Memória Secundária – não volátil.  Os sistemas multitarefa ou multiprogramáveis permitem ao utilizador executar várias tarefas em simultâneo. 74
  • 75. Gestão de I/O  Os dispositivos de Entrada/Saída são utilizados para permitir a comunicação entre o computador e o mundo exterior.  Nos sistemas mais antigos, a comunicação entre a CPU e os periféricos era controlada por um conjunto de instruções especiais, denominadas de instruções de I/O. 75
  • 76. Gestão de I/O  Essas instruções continham detalhes específicos de cada periférico.  A implementação de um dispositivo designado por controlador, permitiu à CPU agir de forma independente dos dispositivos de I/O.  A CPU já não necessita de estabelecer comunicações diretas com os periféricos, pois esta tarefa é realizada pelo controlador. 76
  • 77. Gestão de I/O  Os drivers dos dispositivos são responsáveis pela comunicação com o hardware, através de controladores. 77
  • 78. Gestão de armazenamento secundário  Suporte físico da informação  Suporte lógico 78
  • 79. Suporte físico  Fitas magnéticas (início dos anos 60,séc. XX)  Dispositivos removíveis Zip disk (anos 90, séc. XX) Disquetes  Discos rígidos  Unidades óticas CD / DVD  Pen drive 79
  • 80. Suporte lógico  Sistema de ficheiros – conjunto de ficheiros, directórios, descritores e estruturas de dados auxiliares, geridos por um módulo do sistema operativo (sistema de gestão de ficheiros)  Proteção – o sistema operativo guarda no descritor do ficheiro o identificador do utilizador que o criou e os direitos (permissões) de acesso. 80
  • 81. Segurança da informação  As cópias de segurança dos dados armazenados num computador são imprescindíveis nos casos em que ocorram falhas do sistema, infeção por vírus ou uma invasão.  O utilizador deve criar a sua própria política para a realização de cópias de segurança. 81
  • 82. Segurança da informação  Segurança nos Sistemas Operativos  Políticas de segurança  Partilha de informação e comunicação entre computadores 82
  • 83. Segurança nos Sistemas Operativos  As Políticas de Segurança têm origem nos sistemas militares.  Atualmente, as empresas e outras organizações necessitam de garantir a segurança no tratamento e transação de informações, de modo a viabilizar a integridade dos sistemas informáticos, assim como, assegurar a sua vantagem competitiva no mercado global. 83
  • 84. Política de Segurança  Uma Política de Segurança visa detetar as vulnerabilidades dos sistemas através da criação de mecanismos de segurança que dificultem ou impossibilitem determinados ataques, para que seja possível manter segura a informação das empresas/organizações e administrar de forma centralizada a sua segurança. 84
  • 85. Política de Segurança  Algumas regras para a definição de uma Política de Segurança:  Ser acessível a todos os membros da organização;  Definir objetivos de segurança;  Definir as circunstâncias em que é aplicada cada uma das regras;  Especificar as consequências do não cumprimento das regras. 85
  • 86. Política de Segurança – Aspectos a considerar  Autenticação – garantir que as entidades intervenientes são quem afirmam ser;  Confidencialidade – permitir o acesso à informação apenas às entidades autorizadas;  Integridade – garantir que a informação a ser armazenada ou processada seja autêntica; 86
  • 87. Política de Segurança – Aspectos a considerar  Controlo de acesso – capacidade de impedir o acesso não autorizado a um determinado recurso;  Não repudiação – funções que impedem que uma determinada entidade negue a execução de uma determinada ação;  Disponibilidade – garantir que os recursos essenciais estão disponíveis aos utilizadores. 87
  • 88. Ameaças à Segurança  Acesso não autorizado – ocorre quando um utilizador descobre a informação de autenticação de um outro utilizador e a utiliza para aceder aos recursos desse utilizador;  Ataques por imitação – consiste em fazer com que um dado utilizador ou sistema se comporte como um outro.  Disrupção de serviços – é uma forma de ataque cujo objetivo é a interrupção ou a perturbação de um serviço devido a danos causados nos sistemas que os suportam. 88
  • 89. Mecanismos de segurança  Autenticação de utilizadores;  Encriptação ou mecanismos de cifragem;  Firewall;  Assinatura digital;  Logs;  Antivírus; 89
  • 90. Autenticação de utilizadores  Existem vários métodos de autenticação sendo o uso de passwords o mais vulgarizado. 90
  • 91. Encriptação ou mecanismos de cifragem  A encriptação é um processo que codifica os dados através de uma chave secreta, conhecida apenas pelas entidades envolvidas.  O processo de modificação da mensagem chama-se cifragem e transforma-a num criptograma.  O processo de recuperação da mensagem original denomina-se por decifragem. 91
  • 92. Firewall  A firewall é utilizada para proteger o computador ou rede local de acessos não autorizados provenientes da internet. 92
  • 93. Assinatura digital  A assinatura digital garante a integridade do documento ao qual estão associadas e a entidade que o envia. 93
  • 94. Logs  São registos gerados pelos sistemas ou aplicações com informações dos eventos ocorridos. 94
  • 95. Antivírus  Software que verifica a existência de vírus e tenta removê-los. 95
  • 96. Alguns crimes informáticos puníveis em Portugal  Crime de dano relativo a dados ou programas informáticos;  Sabotagem informática;  Crime de acesso ilegítimo;  Crime de interceção ilegítima;  Crime de reprodução ilegítima. 96
  • 97. Partilha de informação e comunicação entre computadores.  A partilha de informação e comunicação entre computadores é estabelecida através de redes de computadores.  Designa-se por rede de computadores o grupo constituído por dois ou mais computadores ligados entre si, através de meios eletrónicos, com o objetivo de trocarem informação de forma rápida e fácil, permitindo a partilha de equipamentos e de recursos. 97
  • 98. Vantagens e objetivos das redes de computadores  Partilha de recursos de hardware;  Por exemplo: impressoras;  Partilha de recursos de software;  Por exemplo:  Partilha de dados e de programas distribuídos pelos discos rígidos dos vários computadores da rede;  Troca de mensagens e de informação entre utilizadores sem que estejam presencialmente face a face. 98
  • 99. «O que sabemos é uma gota de água, o que ignoramos é um oceano.» Sir Isaac Newton (1643-1727) Físico e Matemático Inglês 99
  • 100. «A educação visa melhorar a natureza do homem, o que nem sempre é aceite pelo interessado.» Carlos Drummond de Andrade (1902-1987) Poeta e escritor Brasileiro 100
  • 101. «A essência do saber, tendo-o, consiste em aplicá-lo.» Confúcio (551 a.C.- 479 a.C.) Pensador, Mestre e Filósofo Chinês 101
  • 102. Fim - Módulo 1 Próximo módulo M2 - Sistema Operativo Cliente 102