Introdução aos Sistemas Operativos
O que é um Sistema Operativo?
O SO define funcionalmente o uso do computador. É o SO que caracteriza a "máquina informática" que usamos e a "operação" baseia-se numa interface que a o SO disponibiliza.
O Sistema Operativo cria uma máquina virtual totalmente independente do hardware onde se executa que:
- Virtualiza praticamente todos os mecanismos de hardware;
- Gere os recursos: Seria difícil às aplicações controlar todos os aspetos da máquina física (interrupções, organização da memória, dispositivos, ...). O SO abstrai então os recursos físicos, oferecendo às aplicações um conjunto de recursos lógicos;
- As aplicações com os seus dados são o que realmente tem valor para as organizações;
- As grandes vantagens de ter uma aplicações que "corre" em Unix/Linux/Windows/MacOS:
- Temos a certeza de a conseguir manter e fazer evoluir neste SO
- O SO cria uma máquina virtual segura, fiável e otimizada
- Os sistemas disponibilizam uma interface que permite a qualquer programador estender o seu ambiente de programação permitindo-lhe criar aplicações muito sofisticadas, que beneficiam de:
- Paralelismo
- Otimização da memória
- Persistência
- Comunicação entre processos, local ou distribuída
- Tratamento de erros
- Novos periféricos, protocolos, etc.
Recursos Lógicos vs Físicos
| Recursos Lógicos | Recursos Físicos Virtualizados |
|---|---|
| Processos | CPU |
| Espaços de endereçamento virtuais | Memória RAM, Unidade de Gestão de Memória |
| Ficheiros | Discos e dispositivo de memória de massa |
| Periféricos virtuais | Periféricos físicos |
| Comunicação entre processos | Partilha de memória, redes de dados |
| Utilizadores, permissões, privilégios | Mecanismos de segurança físicos do hardware |
"Interfaces" do Sistema Operativo
Interface Operacional
Destinada a ser utilizada pelo utilizador, quer seja uma interface gráfica como uma interface de texto (i.e. terminal).
Interface Programática
Bibliotecas de funções do sistema.
A sua documentação pode ser consultada com o comando man <nome da função/biblioteca>
Critérios de Qualidade do SO
Para um sistema operativo ser útil e ser considerado de qualidade, necessita de ser bom nos seguintes aspetos:
- Desempenho
- Gestão eficiente dos recursos físicos que suportam os recursos lógicos.
- Pequeno tempo de resposta, Débito, Previsibilidade, Justiça (distribuir os recursos justamente).
- Segurança
- Isolamento dos Utilizadores
- Permitir partilha segura de recursos lógicos
- Fiabilidade e Disponibilidade
- Detetar um conjunto de faltas
- Tolerar um conjunto de erros
- Interface de programação completa e simples
- Facilitar a conceção das aplicações, a sua manutenção e portabilidade
- Interface de operação e gestão dos recursos lógicos fácil de utilizar
- Portabilidade
- Das aplicações e do próprio SO
- Adoção
Unix/Linux
Abaixo encontra-se a "árvore genealógica" da família de sistemas operativos Unix (clica na imagem para ver com mais detalhe).
O Unix foi um sistema fundamental em toda a evolução da informática:
- O Unix é simples - interfaces simples, centradas no conceito de ficheiro
- O Unix e os seus programas utilitários estão escritos em C
- Exemplo de como se consegue conceber um programa que com, muitas evoluções, vive há 4 décadas
Slides: