Listão sistemas operacionais

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LISTÃO DE REVISÃO – SISTEMAS OPERACIONAIS I
1. Explique o que você entende por “Sistema Operacional” (qual é sua função em um computador).
· O Sistema Operacional é um conjunto de partes integradas que atuam em cima de componentes computacionais para disponibilizá-lo à usuários e para programas feitos por esses usuários. Suas duas funções básicas são: gerenciar os recursos do sistema e compartilhar os recursos de forma organizada e protegida, ou seja, o Sistema Operacional disponibiliza acesso aos recursos computacionais. Ele é dividido em 4 partes: gerenciador de processos, gerenciador de memória, gerenciador de arquivos (armazenamento) e gerenciador de dispositivos.
2. Em uma “máquina de níveis ou camadas”, quanto mais acima, mais próximo de quem nos referimos?
· Em uma máquina de níveis, quanto mais acima, mais próximo do ser humano estamos nos referindo.
3. O que é a “Linguagem de Controle”?
· Também denominada a linguagem de comando, é uma linguagem que permite a comunicação do usuário com o sistema operacional para realizar tarefas, como ler arquivos ou consultar pastas (diretórios), ou seja, é a forma mais direta de um usuário se comunicar com o sistema operacional. Esta linguagem é oferecida por cada sistema operacional para que, através de comandos simples, o usuário possa ter acesso a rotinas especificas do sistema.
4. Qual é a função dos Barramentos de (a) dados, (b) endereços, (c) controle e
(d) processador-memória?
· (a) O barramento de dados é onde ocorre as trocas de dados no computador, tanto enviadas quanto recebidas, ou seja, é onde trafegam os bits referentes aos dados; 
· (b) O barramento de endereços se associa aos recursos referenciados pelo processador, coloca endereços de célula para leitura, ou seja, é o local onde os processos devem ser extraídos e para onde devem ser enviados após o processamento; 
· (c) O barramento de controle é a gerência do processador, o código de controle binário para leitura, ou seja, atua como um regulador das outras funções, podendo limitá-las ou expandí-las em razão de sua demanda; 
· (d) O barramento local ou processador- memória é onde o processador se comunica/interliga aos dispositivos essenciais da placa-mãe, tal como a memória.
5. A memória Cache baseia-se nos conceitos de "Localidade Espacial" e "Localidade Temporal". Explique-os e também explique o que estes têm a ver com o funcionamento da Cache, em termos da melhoria de desempenho na execução das aplicações.
· Localidade Temporal: se um item é referenciado, é provável que seja referenciado de novo. 
· Localidade Espacial: se um item é referenciado, é provável que seus vizinhos também sejam. 
· A memória Cache mantém uma cópia de um pequeno pedaço da RAM, e por ser mais rápida, a Cache diminui o tempo que o processador precisa ficar esperando para um dado ser processado.Por isso,toda vez que o processador fez referência a um dado armazenado na memória principal, ele "olha" antes na memória cache. Se o processador encontrar o dado na cache, não ha necessidade do acesso a memória principal; do contrário, o acesso e obrigatório. O tempo de transferência entre as memórias e pequeno, se comparado com o aumento do desempenho obtido com a utilização, ao desse tipo de memória.
6. Uma CPU é constituída, basicamente, por: ULA, UC e Registradores. Sabemos que estes últimos são memórias que se encontram no topo da pirâmide de hierarquia de memórias. Responda: (a) quais são suas características; (b) qual é sua função no processador; (c) qual é a diferença entre um registrador de uso geral e um de propósito específico, dando exemplo.
· (a) Os registradores são um tipo de memória com limites em termos de capacidade de armazenamento porém muito mais rápido no que se refere à velocidade de acesso aos dados. São usados para armazenar as informações necessárias de forma temporária para a execução das instruções pela CPU.
· (b) Por ser um local interno onde os dados que foram buscados na memória são armazenados, o registrador tem a finalidade de reter a curto prazo um conjunto de bits, armazenando as informações referentes a um MOMENTO de execução de um programa.
· (c) Os registradores de uso Geral como o próprio nome diz, são utilizados pelos programas para quaisquer objetivos gerais, como por exemplo, para as operações de movimentação de dados e operações lógicas e aritméticas. Acc (Acumulador) → Este registrador é especial porque ele é normalmente usado como fonte e destino de dados e costuma ser um operando implícito nas instruções. Os registradores de uso Específico são registradores com funções específicas para determinados fins e tarefas. Como por exemplo: PC (Program Control) - Possui o endereço e busca a próxima instrução a ser buscada; IR (Instruction Register) Guarda a Instrução e passa para o UCD; MAR (Memory Adress Register) Trabalha quando o dado está na memória e não no registrador e MBR (Memory Buffer Register) Resposta da Memória é gravada em MBR.
7. Um determinado computador possui em sua placa mãe dois processadores com quatro núcleos físicos cada, sendo que estes implementam a tecnologia HT. Quantos processos/threads poderão ser executados simultaneamente neste ambiente?
· A Tecnologia Hyper-Threading (HT), presente em alguns processadores, permite que cada um dos núcleos físicos seja detectado pelo sistema operacional como se fossem dois núcleos. Portanto dois processadores com quatro núcleos físicos cada e com a tecnologia Hyper-Threading vai ser identificado pelo sistema operacional como se tivesse 16 “threads” (processadores lógicos).
8. Um determinado processador possui registrador MAR de 32 bits. Qual será a quantidade de memória gerenciável por ele, considerando que cada célula armazena 8 bits de informação? (Deixe indicado).
· R: 2³² bits = 4.294.967.296 células.
· 4.294.967.296 x 8 = 34.359.738.368 ??
9. O que é um sistema operacional multiprogramável de tempo compartilhado?
· O sistema operacional multiprogramável de tempo compartilhado é um sistema operacional comercial multitarefa, ou seja, um sistema multiusuário.
10. Qual é a função um controlador ou interface?
· As controladoras fazem a interconexão do dispostivio de sistema, são elas que manipulam os dispositivos de I/O. Servem de comunicação do Sistema Operacional com os Dispositivos.
11. O que é e qual a utilidade da técnica de DMA? Quais são suas vantagens em relação à técnica PIO?
· A técnica de DMA é o acesso de memória direto, permite que os dispositivos de um computador acessem a memória RAM, sem o auxílio da CPU, aumentando o desempenho na transferência de dados. Dessa forma, os dados não precisam passar pelo processador, que fica disponível para outras tarefas.
12. Como o usuário interage com o Sistema Operacional?
· Através do Shell (interpretador de comandos), ele recebe o comando do usuário e chama os programas solicitados, é basicamente a interface entre o mouse/teclado e “cerebro” do computador.
13. As aplicações acessam diretamente o kernel do S.O. para requisitar serviços deste? Como isto funciona?
· Não, porque o kernel fica protegido pelo System Call. É através dos System Calls que as requisições ocorrem, é feita uma solicitação de serviços para o S.O.
14. O que são “Recursos” de um sistema computacional?
· Os Recursos de um sistema computacional são os componentes que dão funcionalidades ao computador, são eles: CPU ou UCP (Processador); Memória Principal ou Memória RAM; Dispositivos de I/O e o Barramento ou BUS.
15. Os dispositivos de um sistema computacional apresentam diferenças consideráveis de desempenho. Para amenizar estas diferenças, foi desenvolvida a técnica de "buffering". Explique o que é um buffer e quais seriam as consequências caso este conceito não existisse.
· O Buffer é uma área reservada na memória RAM entre as taxas recebidas (dados de entrada) e processadas, o buffer serve para resolver a velocidade da rede, pois o armazenamento dos dados na memória RAM tem um tempo de acesso rápido. Se ele não existisse teriamos muitos problemas de velocidade entre a CPU e osdispositivos de I/O.
16. Explique com detalhes o que é spolling?
· O Spooling é um processo de transferência de dados dedicados para a impressão, é útil porque os dispositivos acessam dados em diferentes velocidades. Nesse processo os dados são colocados em uma área de trabalho temporária onde outro programa pode acessá-lo para processá-lo em um outro momento.
17. Da página 77 a 81 do Livro “Introdução Ilustrada à Computação”, sugerido em aula, é explicada a contribuição de John Von Neumann à computação. Explique qual foi essa contribuição.
· O Von Neumann introduziu a noção de programação por software ao colocar um programa de memória no ENIAC, para isso ele utilizou a linguagem binária.
18. Qual é a diferença entre as linguagens de programação compiladas e interpretadas? Cite exemplos.
· Em uma linguagem compilada, a máquina de destino traduz o programa diretamente. Em uma linguagem interpretada, o código fonte não é traduzido diretamente pela máquina de destino. Exemplos: C, C++ (Compiladas); PHP, Python, JavaScript (Interpretadas).
19. Qual é a importância da técnica de Interrupção para os sistemas multiprogramáveis?
· O mecanismo de interrupção constitui a base para a implementação do esquema de paralelismo entre CPU e periféricos na multiprogramação. É um mecanismo usado para sinalizar à CPU a ocorrência de eventos importantes relacionados aos dispositivos periféricos e outros elementos do sistema.
	
20. Você carrega 3 programas em seu sistema, que implementa a técnica de reentrância. Um deles tem 16 Kb de tamanho o outro 4 e o terceiro, 12. Após isso, você carrega novamente o último programa (duas instâncias de execução de um mesmo programa!), o de 12 Kb. Quantos Kb, no total, serão gastos para armazenar estes quatro programas?
21. Em se tratando do tema Sistemas de Arquivos, defina Arquivo e seus Metadados.
· 	Arquivo: Os arquivos são constituído de informações logicamente relacionados, podendo representar programas ou dados, ou melhor, é um conjunto de registros definidos pelo sistema de arquivos.
· 	Metadados: Metadados são dados que servem para descrever a estrutura do conjunto de um dado principal, evidenciando a utilidade das informações dos dados. Informações como descrição de um documento, autor, data de criação, local de criação, são um metadado.
22. Qual é a diferença, em um sistema de arquivos, entre caminho absoluto e relativo?
· 	Caminho absoluto: toda a informação necessária para localizar o arquivo está contida no caminho.
· 	Caminho relativo: precisa ser combinado com outro caminho para que seja possível acessar um arquivo. Sem informação adicional não é possível localizar esse diretório no sistema de arquivos.
23. Um determinado sistema operacional trabalha com setores de 4Kb. Um cluster é formado por 10 setores. Ao gravar um arquivo de 62Kb, qual será o slack space resultante?
· 	O arquivo oculpará 100% de um cluster e 60% de outro cluster. O slack space resultante será de 16kb.
24. O que é um PCB e qual é sua relação com os Processos?
· 	PCB: Process control block.  É uma estrutura de dados no núcleo do sistema operacional que serve para armazenar a informação necessária para tratar um determinado processo.
25. Em um ambiente multithread, além do PCB há ainda o TCB. O que é TCB e qual sua relação com os Processos.
· 	TCB: Task Control Block. Associando-se tarefas a processos, o descritor (TCB) de cada tarefa pode ser bastante simplificado: para cada tarefa, basta armazenar seu identificador, os registradores do processador e uma referência ao processo onde a tarefa executa.
26. Em um ambiente multithread, quem é a unidade de escalonamento (muda de estado)? Justifique.
· 	Cada thread representa uma unidade de escalonamento independente e, neste caso, o sistema não seleciona um processo para a execução, mas sim um de seus threads
27. Em um sistema operacional multitarefa de tempo compartilhado, um processo pode executar somente um determinado tempo. Terminado esse tempo, o processo deve ser interrompido para que outro possa ganhar o uso do processador. Como é chamado esse tempo? Explique como o processo, ao ser interrompido e posteriormente retornar à CPU, consegue continuar executando exatamente do ponto onde parou.
28. O contexto de hardware do PCB é responsável por salvar basicamente o quê? E, para quê???
29. Quais são os cinco estados fundamentais de um processo? Explique cada um deles.
30. Quais são as seis mudanças possíveis de estado de um processo? Explique cada uma delas.
31. Por que um processo não pode sair do estado de espera e ir diretamente para o estado de execução?
32. Qual é a diferença entre um processo I/O-bound e um CPU-bound? Dê exemplos de cada um deles.
33. A programação concorrente pode ser útil mesmo sabendo-se que o número de processadores/núcleos seja menor do que a quantidade de threads geradas pelo processo? Explique e dê exemplos.
34. Um determinado processo é executado em um ambiente multithread. Ele executa a chamada de 7 subrotinas em modo concorrente, ou seja, gerando threads para cada uma delas. Qual será a quantidade total de threads geradas associadas a este processo?
35. Pode existir ganho na velocidade de execução de aplicações que disparam vários threads, caso sejam executadas em computadores cujos processadores tenham vários núcleos? Explique.