FI - 05 - Sistemas Operacionais

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FUNDAMENTOS DA
INFORMÁTICA
Sistemas Operacionais
Conceitos Básicos
OBJETIVOS DA AULA
04/04/2017 IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO 2
 Explicar os fundamentos do sistema operacional de um computador;
 Descrever as funções de um sistema operacional;
 Explanar sobre as vantagens de um sistema operacional gráfico;
 Estabelecer a diferença entre diferentes versões do Microsoft Windows;
 Explicar a necessidade dos sistemas operacionais de rede;
 Descrever os métodos de alocação de recursos em computadores de grande porte;
 Descrever as diferenças entre multiprocessamento, multiprogramação e sistema de tempo
compartilhado.
 Explicar os princípios do gerenciamento da memória e do sistema de arquivos; e
 Relacionar diversas funções normalmente executadas por programas utilitários.
PARA DESCONTRAIR
04/04/2017 3IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
SISTEMAS OPERACIONAIS: SOFTWARE OCULTO
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• Sistema operacional é um programa ou um conjunto de programas cuja função é
gerenciar os recursos do sistema: definir qual programa recebe a atenção do
processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos além de fornecer uma
interface entre o computador e o usuário.
• Ele é o software fundamental que controla o acesso a todos os recursos de hardware e
software.
• O sistema operacional é um programa muito especial, talvez o mais complexo e
importante para um sistema de computação.
• O kernel (núcleo) é a parte mais importante de um sistema operacional.
• O processo de carregar o sistema operacional para a memória é chamado de
inicialização (bootstrapping) ou booting do sistema.
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FUNÇÕES DO SISTEMA OPERACIONAL
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• O sistema operacional pode ser visto como um programa de grande complexidade,
responsável por todo o funcionamento de uma máquina, desde o software até o
hardware instalado.
• Um sistema operacional possui as seguintes funções:
o Gerenciamento de Processos;
o Gerenciamento de Memória;
o Sistema de Arquivos; e
o Entrada e Saída de Dados.
• Destacam-se hoje em dia os sistemas operacionais domésticos: Windows, Linux e
Mac OS X.
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GERENCIAMENTO DE PROCESSOS
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• Um sistema operacional multitarefa é preparado para dar ao usuário a
ilusão de que o número de processos em execução simultânea no computador
é maior que o número de processos em execução.
• Cada processo recebe uma fatia de tempo, e a alternância entre vários
processos é tão rápida, que o usuário pensa que sua execução é simultânea.
• São utilizados algoritmos para determinar qual processo será executado em
determinado momento e por quanto tempo.
• O sistema operacional, normalmente, deve possibilitar o multiprocessamento.
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GERENCIAMENTO DE MEMÓRIA
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• O sistema operacional tem acesso completo à memória do sistema e deve
permitir que os processos dos usuários tenham acesso seguro à memória
quando o requisitam. Vários sistemas operacionais usam memória virtual, que
possui três funções básicas:
 assegurar que cada processo tenha seu próprio espaço de endereçamento,
começando em zero, para evitar ou resolver o problema de realocação;
 prover proteção da memória para impedir que um processo utilize um
endereço de memória que não lhe pertença; e
 possibilitar que uma aplicação utilize mais memória do que a fisicamente
existente.
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SISTEMA DE ARQUIVOS
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• A memória principal do computador é volátil, e seu tamanho é limitado pelo
custo do hardware. Assim, os usuários necessitam de algum método para
armazenar e recuperar informações de modo permanente.
• Um arquivo é um conjunto de bytes, normalmente armazenado em um dispositivo
periférico não volátil como, por exemplo, um disco, que pode ser lido e gravado
por um ou mais processos.
• Os sistemas operacionais fornecem a abstração de hardware para que seus
recursos possam ser usados de maneira correta e padronizada além de fornecer
uma interface para operar o computador.
• Há dois tipos de interfaces: GUI (Graphical User Interface) e CLI (Command-Line
Interface).
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CLASSIFICAÇÃO DOS SISTEMAS OPERACIONAIS
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Em relação ao seu projeto (arquitetura)
o Núcleo monolítico ou monobloco
o Micronúcleo ou modelo cliente-servidor
o Sistema em camadas
o Monitor de máquinas virtuais
Em relação ao gerenciamento de processos
o Monotarefa
o Multitarefa
o Multiprocessamento
o Multiprogramação
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Quanto à quantidade de usuário que
podem utilizar o sistema simultaneamente
o Monousuário
o Multiusuário
RELAÇÃO DE SISTEMAS OPERACIONAIS
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A seguir, uma lista de sistemas operacionais ativos:
- Linux - FreeBSD - Unix - NetBSD - Windows 8
- Mac OS X - Haiku - System V - DragonflyBSD - Windows Vista
- Windows XP - eComStation - MINIX - MenuetOS - Ubuntu
- Solaris - FreeDOS - OpenBSD - Google Chrome OS - Windows 10
Importantes sistemas operacionais descontinuados:
- MS-DOS - OS/2 - BeOS - NeXTStep
- CP/M - Windows 2000 - Windows 98
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UMA PASSADA DE OLHOS NO MS-DOS
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• Introduzido na década de 80.
• Utiliza uma interface com o usuário de linha de comando;
• O prompt é um símbolo que indica que o sistema está à espera de alguma
instrução.
• É necessário dar alguma instrução, ou comando, ao sistema operacional.
• Para executar determinado programa do DOS, é necessário digitar um
comando, um nome que chama um programa específico do DOS.
• Você pode executar comandos do DOS dentro do Windows.
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UMA PASSADA DE OLHOS NO MS-DOS
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Exemplos de comandos do MS-DOS
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Comando Descrição
C:\> DIR D: Relaciona os arquivos contidos na unidade D.
C:\> CLS Significa “Clear Screen”. Limpa a tela de comandos.
C:\> COPY ABC.TXT D: Copia o arquivo ABC.TEXT contido na unidade C para a unidade D.
C:\> RENAME ABC.TXT XYZ.TXT Renomeia o arquivo ABC.TXT contido na unidade C: como XYZ.TXT.
C:\> DEL D:ABC.TXT Exclui o arquivo ABC.TXT da unidade D.
MICROSOFT WINDOWS
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• O Microsoft Windows usa uma interface gráfica colorida que, entre outras coisas,
facilita o acesso ao sistema operacional.
• A maioria dos computadores pessoais vem com Windows já instalado.
• A sua última versão é o Windows 10.
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MICROSOFT WINDOWS
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• O Windows se iniciou como um ambiente operacional para MS-DOS.
• Com o Windows 95, o Windows tornou-se um sistema operacional independente.
• O recurso que torna o Windows tão fácil de usar é sua interface gráfica (GUI).
• Os usuários trabalham com imagens na tela denominadas ícones e com menus, em vez
de comandos digitados.
• Clicar em ícones ou itens de menu ativa um comando ou função.
• O Windows aceita nomes de arquivos longos, com no máximo 255 caracteres.
• O Windows suporta o conceito de Plug and Play.
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MICROSOFT WINDOWS - VERSÕES
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AS PRIMEIRAS VERSÕES DO WINDOWS
• O Windows 1.0 era mais uma interface
gráfica bidimensional para o MS-DOS e foi
lançado em 20 de Novembro de 1985.
• Era necessário o MS-DOS 2.0, 256 KB RAM e
um disco rígido.
• Naquela estrutura, o MS-DOS só conseguia
suportar 1 MB de aplicações.
• Era uma primeiratentativa de criar um sistema
multitarefa.
• Foi lançada em 24 de Agosto de 1995.
• Ele era um Windows completamente novo, e de 
nada lembra os Windows da família 3.xx.
• O salto do Windows 3.0 ao Windows 95 era 
muito grande e ocorreu uma mudança radical 
na forma da apresentação do interface.
• Introduziu o Menu Iniciar e a Barra de Tarefas.
• Utilizava o sistema de arquivos FAT-16.
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WINDOWS 95
Windows 98
• Recursos de navegação na Internet
• Suporte para hardware de última geração
• Suporte para unidades de disco de multigigabytes
• Visualizador de TV e recursos de radiodifusão
• Assistentes
Windows ME
• Suporte para multimídia
• Recursos de confiabilidade
• Suporte para rede doméstica
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WINDOWS 98 E ME
WINDOWS NT
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• O sistema operacional denominado Windows NT (NT significa “new technology”
– nova tecnologia) destina-se principalmente a ambiente de rede corporativos.
• A versão 4.0, a última com a designação NT, tem exatamente a mesma
aparência do Windows 98 e executa a maioria dos softwares executados no
Windows 98.
• Ele foi projetado para ter estabilidade, e, como é apropriado ao ambiente de
rede, conta com recursos de segurança muito mais sólidos.
• Raramente ele é usado em computadores pessoais que não estejam conectados
em rede.
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WINDOWS 2000
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• O Windows 2000 é a última geração da série Windows NT.
• Ele mantém a estabilidade e os recursos de segurança que são a marca dos NT
e incorpora a facilidade de configuração e reconhecimento de hardware do
Windows 98.
• O recurso mais notável do Windows 2000 é a sua capacidade de saber quem
você é.
• Ele possui suporte para a estrutura de arquivos do Windows 98, recursos de
Plug and Play e um suporte bem melhor para laptops.
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WINDOWS XP
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• O Windows XP reúne os sistemas operacionais da Microsoft para o consumidor e para
usuários corporativos em um único produto.
• Ele incorpora e estende os recursos do Windows ME orientados ao consumidor ao
ambiente estável e confiável do Windows 2000.
• Os novos recursos da versão doméstica orientada ao consumidor incluem os seguintes:
• Interface com o usuário aperfeiçoada;
• Suporte aperfeiçoado para multimídia;
• Personalização mais abrangente;
• Suporte para vários usuários; e
• Recursos de suporte para Internet.
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WINDOWS CE
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• Windows CE (CE é a sigla de “consumer eletronics” ou eletrônicos de consumo) é um
sistema operacional modular baseado no Windows, projetado para o mercado de
sistemas embutidos (embedded systems) e dispositivos de Internet.
• O Windows CE é um subconjunto do Windows; ele é reduzido para funcionar com
menos memória em telas menores e sem muito ou nenhum armazenamento de arquivos.
• Os sistemas embutidos são dispositivos de computação integrados a outros produtos.
• Ao longo do tempo inúmeros sistemas operacionais para dispositivos móveis foram
desenvolvidos pela empresa.
• A versão mais atual do sistema operacional da Microsoft para dispositivos móveis é o
Windows 10 Mobile.
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WINDOWS VISTA
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• Foi lançado em novembro de 2006.
• Ele tem uma interface intitulada Windows
Aero, com recursos de transparência, sistema
de alternância 3D de janelas chamado Flip
3D e visualização de miniaturas ao passar o
mouse sobre um item na barra de tarefas.
• Trouxe diversas ferramentas integradas
para segurança, como o Windows Defender
e o Windows Firewall.
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WINDOWS 7
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• Lançado em 2009 e foi o sucessor do Windows
Vista. Inclui uma série de novos recursos e
melhorias.
• Recebeu inovações na interface gráfica,
utilizando ícones maiores na barra de tarefas,
com maior nível de transparente em relação ao
Windows Vista.
• Na nova barra de tarefas o usuário pode fixar
programas.
• O Windows 7 deixou de ser oferecido para
vendas em 2012.
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WINDOWS 8 E 8.1
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• Lançado em 2012, Windows 8 é um sistema
operacional da Microsoft para computadores
pessoais, portáteis, netbooks e tablets.
• Segundo a empresa, este sistema operacional é
um sistema para qualquer dispositivo, com uma
interface totalmente nova, adaptada para
dispositivos sensíveis ao toque.
• O Windows 8.1 traz aprimoramentos em
recursos de personalização e de pesquisa, em
aplicativos, na Windows Store e na
conectividade em nuvem além de recursos de
segurança e confiabilidade.
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WINDOWS 10
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• Foi lançado pela Microsoft em 29 de Julho de
2015.
• Entre as principais novidades do novo sistema
operacional estão a volta do Menu Iniciar, a
assistente pessoal Cortana, a integração com
tablets e smartphones (Windows 10 Mobile) e
Xbox One.
• Trouxe o sucessor do Internet Explorer, o
Microsoft Edge e a volta do Aero Glass.
• Esse sistema é considerado por muitos usuários
o melhor Windows da história.
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MAC OS
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• O sistema operacional Macintosh da Apple (Mac OS) foi introduzido juntamente
com o microcomputador Macintosh, em 1984.
• Sua primeira GUI foi um sucesso de vendas, e rapidamente ganhou reputação
por ser amigável.
• A GUI do Mac OS serviu de modelo para a maioria das interfaces gráficas
desenvolvidas a partir isso.
• OS X Sierra é a última versão do sistema operacional da Apple para
computadores da família Mac.
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MAC OS
04/04/2017 28IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
UNIX
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• O Unix é um sistema operacional multiusuário com sistema de tempo compartilhado.
• Ele foi desenvolvido em 1971 por Ken Thompson e Dennis Ritchie no Bell Laboratories
da AT&T para ser usado em seus computadores DEC.
• Em seu nível básico, o Unix é um sistema baseado em caracteres com uma interface de
linha de comando.
• Ele pode ser usado em praticamente todo tipo de computador, de microcomputadores a
mainframes, de qualquer fabricante.
• Nenhuma empresa controla o Unix, e diversas versões estão disponíveis.
• Ele é muito usado em servidores da Internet.
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UNIX
04/04/2017 30IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
LINUX
04/04/2017 31
• Em 1991, Linus Torvalds, um estudante da Universidade de Helsinki, na Finlândia, criou
o kernel de um sistema operacional semelhante ao Unix, denominado Linux (pronuncia-
se “Linn-uks”).
• Ele disponibilizou o código-fonte ao público, gratuitamente, sob um conceito conhecido
por software de código-fonte aberto.
• Os usuários podem baixar o Linux gratuitamente, fazer qualquer alteração que
desejarem e distribuir cópias de graça.
• Muitos usuários instalam o Linux optando pela configuração de boot duplo (dual boot)
com o Windows.
• O Linux é extremamente estável - raras vezes ele é interrompido.
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LINUX
04/04/2017 32IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
SISTEMAS OPERACIONAIS MÓVEIS
04/04/2017 33
• Sistema operacional móvel é um tipo de sistema
operacional desenvolvido especificamente para
smartphones, tablets, PDAs ou outros dispositivos
móveis.
• Sistemas operacionais móveis combinam
características de um sistema operacional do
computador pessoal com outros recursos úteis
para uso móvel ou portátil, como tela sensívelao
toque, celular, Bluetooth, Wi-Fi, GPS de
navegação móvel, câmera fotográfica, câmera de
vídeo, reconhecimento de voz, leitor de música,
etc.
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SISTEMAS OPERACIONAIS PARA REDES
04/04/2017 34
• Um sistema operacional de rede é projetado para possibilitar que os
computadores de uma rede compartilhem recursos como discos rígidos e
impressoras.
• Ele reside em um servidor de rede e manipula funções de rede.
• Uma das principais tarefas do sistema operacional de rede é fazer com que os
recursos sejam percebidos como se tivessem sendo executados no computador do
cliente.
• O papel desse sistema é fazer com que os serviços desejados pareçam locais
ao computador do cliente.
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SISTEMAS OPERACIONAIS PARA REDES
04/04/2017 35
Exemplos de Sistemas Operacionais de Redes
 Windows NT Server
 Windows 2000 Server
 Windows 2003 Server
 Windows 2008 Server
 Netware (Novell)
 Unix
 Linux
 Solaris
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SISTEMAS OPERACIONAIS PARA COMPUTADORES DE GRANDE PORTE
04/04/2017 36
• O tempo de existência dos computadores de grande porte - mainframes – é quase
duas vezes maior do que o dos computadores pessoais.
• Eles podem ser usados por muitos usuários ao mesmo tempo. Isso apresenta alguns
problemas específicos, os quais devem ser solucionados pelo sistema operacional.
• Em determinado momento, qual programa usa a CPU?
• Se diversos programas estão na memória ao mesmo tempo, o que impede os
programas de se misturarem mutuamente?
• Como funciona o armazenamento quando diversos programas obtêm dados do disco e
enviam dados processados para o disco simultaneamente?
• Por que a saída de impressora de diversos programas não fica toda emaranhada?
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PROGRAMAS UTILITÁRIOS
04/04/2017 37
 Os programas utilitários executam muitas tarefas secundárias, como cópias de
segurança e recuperação de arquivos, compactação de arquivos e de todo o disco
rígido, localização de arquivos e detecção de vírus de computador.
 O utilitário gerenciador de arquivos permite que os arquivos sejam armazenados
em uma estrutura de diretório hierárquica, organizada de uma maneira que faça
sentido para o usuário.
 Um diretório é uma área identificada do armazenamento que pode conter
arquivos e outros diretórios. O termo pasta é usado pelo Windows no lugar de
diretório.
 Por meio dos utilitários de backup e restauração é possível fazer cópias de
segurança de todo o disco rígido ou de diretórios específicos.
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PROGRAMAS UTILITÁRIOS
04/04/2017 38
 O utilitário de compactação de arquivos reduz a quantidade de espaço
necessário a um arquivo.
 O desfragmentador de disco reorganiza os arquivo no disco para que todos os
arquivos sejam armazenados em locais contíguos.
 Os drivers de dispositivo aceita comandos-padrão do sistema operacional e os
converte no formato apropriado ao dispositivo ao qual oferece suporte.
 O utilitário de particionamento de disco permite realizar a divisão lógica de um
disco em várias unidades de armazenamento.
 Esta aula examinou o software usado para controlar o hardware e possibilitar que
você e os programas aplicativos interajam com o computador.
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SOFTWARES
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Uma relação de softwares para realizar a emulação de um sistema operacional:
 VMware Workstation
http://www.vmware.com/br/products/workstation.html
 Microsoft Windows Virtual PC
https://www.microsoft.com/pt-br/download/details.aspx?id=3702
 Oracle VM Virtual Box
https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
http://www.vmware.com/br/products/workstation.html
https://www.microsoft.com/pt-br/download/details.aspx?id=3702
https://www.virtualbox.org/wiki/Downloads
04/04/2017 40IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
o Internet Archive
https://archive.org/
o Emulador de Sistemas Operacionais
http://copy.sh/v86/
PÁGINAS NA INTERNET
https://archive.org/
http://copy.sh/v86/
04/04/2017 41IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO
o Sistema Operacional - Animação
https://www.youtube.com/watch?v=nt0P8ZAYuUo
o Qual é o melhor sistema operacional da atualidade?
https://www.youtube.com/watch?v=tFVF_RtHakk
o Olhar Digital - Conheça mais sobre os sistemas operacionais no mercado
https://www.youtube.com/watch?v=nCppsePAFMw
o Olhar Digital - Retrospectiva Android - Relembre a história do sistema operacional do Google
https://www.youtube.com/watch?v=eANNap3lgp4
o Olhar Digital: A história do sistema operacional Mac :)
https://www.youtube.com/watch?v=OhOVP9Etvwo
o Olhar Digital: A história do Linux :)
https://www.youtube.com/watch?v=k2Bb-1zNBYg
o Olhar Digital: Conheça a história do Microsoft Windows :)
https://www.youtube.com/watch?v=VpSfhFH4-3Q
VÍDEOS NA INTERNET
https://www.youtube.com/watch?v=nt0P8ZAYuUo
https://www.youtube.com/watch?v=tFVF_RtHakk
https://www.youtube.com/watch?v=nCppsePAFMw
https://www.youtube.com/watch?v=eANNap3lgp4
https://www.youtube.com/watch?v=OhOVP9Etvwo
https://www.youtube.com/watch?v=k2Bb-1zNBYg
https://www.youtube.com/watch?v=VpSfhFH4-3Q
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
 CAPRON, H. L.; JOHNSON, J. A. Introdução à Informática. 8. ed. São Paulo: Prentice
Hall Brasil, 2004. 368 p.
 VELOSSO, R. C. Informática: Conceitos Básicos. 9. ed. Rio de Janeiro: Elsevier, 2014.
392 p.
04/04/2017 42IFPR QUEDAS DO IGUAÇU – FUNDAMENTOS DA INFORMÁTICA - DANILO GIACOBO