06-Integração Driver S O

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O
Integração Driver/S.O.
que é um Sistema Operacional?
•
Um programa que atua como um intermediário entre os
usuários e o hardware;
•
Um conjunto de programas que controla os recursos do computador e
provê a base sobre a qual as aplicações são escritas.
O sistema operacional (ou simplesmente S.O. ou ainda S.O.) é o
programa responsável pelo controle e coordenação do hardware durante
a execução dos vários programas de aplicação para os usuários que
utilizam o sistema computacional. Desta forma, podemos afirmar que o
S.O. é um conjunto de módulos de software que regem os recursos do
sistema, resolvendo seus conflitos, simplificando o uso da máquina e
aperfeiçoando seu desempenho global.
Assim, o S.O. atua como mediador entre o hardware e os programas
(aplicativos) utilizados pelo usuário (Ver Figura 1).
Figura 1 – Estrutura de um sistema de computação típico.
Objetivos de um sistema Operacional
• Executar programas de usuário para solucionar seus problemas mais
facilmente;
• Tornar o computador conveniente ao uso;
• Utilizar o hardware de maneira eficiente;
• Compartilhar os recursos de um sistema computacional entre os vários
usuários.
 
Serviços do Sistema Operacional
Uma abordagem comum para definir o S.O. é aquela que entende que
este software é uma extensão da máquina, fornecendo mais serviços para
os aplicativos e outros programas básicos. Mas, além disso, ele também
pode ser considerado um “administrador” e “fornecedor de recursos”. Ele
cuida de todos os recursos que estão disponíveis no computador,
permitindo ao usuário utilizar a máquina (hardware + S.O.) de maneira
amigável. Isso é fundamental em qualquer S.O., tornando-se muito mais
crítico em S.O. que permite mais de um usuário (multi-usuário) ao mesmo
tempo.
 
Tipos de Serviços do Sistema Operacional
O S.O. fornece um ambiente para a execução de programas, através de
serviços para os programas e para os usuários desses programas. Alguns
serviços não se preocupam apenas em tornar a máquina mais amigável
para o usuário, mas também, mais eficiente e seguro. Esse é o caso dos
serviços oferecidos nos sistemas que permitem vários usuários
compartilhando todos os recursos da máquina. Apesar da forma como
esses serviços são oferecidos variarem de S.O. para S.O., existem
algumas classes de serviços que são comuns em todos eles. Exemplos:
Execução de programas - O S.O. é o responsável pelo carregamento
dos programas na memória principal da máquina e executá-los. O
programa é o responsável pelo término de sua própria execução;
Operações de entrada/saída - Durante a sua execução, um programa
pode ter necessidade de se comunicar com meios externos à máquina.
Esta operação recebe o nome de Entrada/Saída (E/S), ou Input/Output
(I/O), e pode envolver qualquer dispositivo de E/S (monitor, teclado etc.).
Como um programa não pode executar estas operações diretamente, o
S.O. é o responsável por fornecer meios para isso;
Manipulação de sistema de arquivos - Os usuários de uma máquina
precisam ter acessos a arquivos pelo nome para saber se eles existem,
para apagá-los ou até para nomeá-los. Um programa em execução
necessita realizar a leitura ou escrita de um arquivo qualquer. O S.O. é o
responsável por gerenciar o sistema de arquivos da máquina. Este
gerenciamento inclui a alocação de espaço no dispositivo de
armazenamento (disco rígido ou SSD), a busca otimizada a um
determinado arquivo e o armazenamento de todas as informações
necessárias sobre cada arquivo.
Detecção de erros - O S.O. é o responsável por detectar erros possíveis
que podem comprometer a execução de qualquer programa e a
segurança da máquina. Esses erros podem envolver o próprio
processador, a memória principal (acesso a uma área proibida), os
dispositivos de entrada/saída (falta de papel na impressora), ou até
mesmo o programa do usuário (uma divisão por zero). Para cada tipo de
erro, o sistema operacional tem uma ação apropriada para garantir a
exatidão e a consistência do processo de execução.
Alocação de recursos - O S.O. é o responsável pela alocação dos
diversos recursos em sistemas com um ou mais usuários. Esses recursos
incluem a memória principal, o próprio processador (CPU), arquivos e os
dispositivos de I/O. A alocação deve ser feita da forma mais eficiente
possível para não prejudicar o desempenho do sistema.
Proteção - O sistema operacional é o responsável pela proteção a todo o
sistema computacional. Essa proteção se torna necessária tanto em
sistemas monousuários quanto em sistemas multiusuários. A única
diferença é a sua complexidade. Quando vários usuários (sistema
multiusuário) estão usando o sistema, a execução de um programa não
pode interferir na execução de outro. Além disso, o próprio sistema
operacional deve ser protegido de erros cometidos pelos usuários.
 
Constituição de um Sistema Operacional
O S.O. é constituído por um Kernel, ou núcleo, e um conjunto de
Programas de sistema, que executam operações simples, mas que
juntos gerenciam todo o sistema computacional. Se não existisse o
Kernel, todo software desenvolvido deveria saber se comunicar com os
dispositivos do computador de que precisasse.
Quando temos um Sistema Operacional, é ele quem precisa saber lidar
com os dispositivos, sabendo "falar" com a placa de som, a internet etc.
Desta forma, um software que seja feito para funcionar neste sistema não
precisará de informações específicas do equipamento. Ao invés disso, ele
chamará Função do kernel e o S.O. é que fará a comunicação,
repassando os resultados.
 
Kernel
Kernel é o núcleo do S.O.. Ele representa a camada mais baixa de
interface com o Hardware, sendo responsável por gerenciar os recursos
do sistema computacional em sua totalidade.
Observe a Figura 2, nela vemos a representação gráfica da comunicação
dos componentes de um sistema de computação e a relação de
importância do Kernel.
É no Kernel que estão definidas funções para operação com periféricos
(mouse, teclado, caixa de som, impressoras, etc.), gerenciamento de
memória etc. Em resumo, o Kernel é um conjunto de programas que
fornece para os programas de usuário (aplicativos) uma interface para
utilizar os recursos do sistema.
Quanto à sua arquitetura, o kernel pode ser: a) monolítico - em um único
bloco, com todas as funcionalidades carregadas na memória; ou b)
modular - com os módulos específicos para cada tarefa carregados
opcionalmente, dinamicamente.
Como você já sabe, o Kernel é a parte mais importante do S.O., pois, sem
ele, a cada programa novo que é criado, seria necessário que o
programador se preocupasse em escrever as funções de entrada/saída,
de impressão etc., em baixo nível, causando um aumento do trabalho.
Mas, como o Kernel já fornece a interface para que os programas possam
acessar os recursos do sistema de um nível mais alto e de forma
transparente, fica resolvido o problema. Quando há periféricos ou
elementos de um sistema computacional que o Kernel não cobre, então
se faz necessário escrever a comunicação entre estes, os chamados
drivers.
 
Figura 2 – Representação de associação do Kernel com o
Sistema Computacional
Drivers: O driver é um programa que faz a comunicação do S.O. com o
Hardware, caso o Kernel não possua suporte para determinado
dispositivo de Hardware. Resumidamente, são módulos de código
específicos para acessar os dispositivos físicos. Existe um driver para
cada tipo de dispositivo, como discos rígidos IDE, SCSI, portas USB,
placas de vídeo, etc. Muitas vezes o driver é construído pelo próprio
fabricante do hardware e é fornecido em forma compilada (em linguagem
de máquina) para ser acoplado ao restante do sistema operacional.
Código de inicialização: a inicialização do hardware requer uma série de
tarefas complexas, como reconhecer os dispositivos instalados, testá-los e
configurá-los adequadamente para seu uso posterior. Outra tarefa
importante é carregar o núcleo do sistema operacional em memória e
iniciar sua execução.
Programas utilitários: são programas que facilitam o uso do sistema
computacional,fornecendo funcionalidades complementares ao núcleo,
como formatação de discos e mídias, configuração de dispositivos,
manipulação de arquivos (mover, copiar, apagar), interpretador de
comandos, terminal, interface gráfica, gerência de janelas, etc.
 
Principais tipos de sistemas operacionais
 
Mono e multitarefa: Um S.O. é multitarefa quando permite a execução
simultânea de vários programas ao mesmo tempo, caso contrário ele é do
tipo monotarefa.
Rede: um sistema operacional de rede deve possuir suporte à operação
em rede, ou seja, a capacidade de oferecer às aplicações locais recursos
que estejam localizados em outros computadores da rede, como arquivos
e impressoras.
Distribuído: em um sistema operacional distribuído, os recursos de cada
máquina estão disponíveis globalmente, de forma transparente aos
usuários.
Multi-usuário: um sistema operacional multi-usuário deve suportar a
identificação do “dono” de cada recurso dentro do sistema (arquivos,
processos, áreas de memória, conexões de rede) e impor regras de
controle de acesso para impedir o uso desses recursos por usuários não
autorizados.
Desktop: um sistema operacional “de mesa” é voltado ao atendimento do
usuário doméstico e corporativo para a realização de atividades
corriqueiras, como edição de textos e gráficos, navegação na Internet e
reprodução de mídias simples. Suas principais características são a
interface gráfica, o suporte à interatividade e a operação em rede.
Exemplos de sistemas desktop são o Windows XP, MacOS X e Linux.
Servidor: um sistema operacional servidor deve permitir a gestão
eficiente de grandes quantidades de recursos (disco, memória,
processadores), impondo prioridades e limites sobre o uso dos recursos
pelos usuários e seus aplicativos.
Embarcado: é construído para operar sobre um hardware com poucos
recursos de processamento, armazenamento e energia. Aplicações
típicas desse tipo de sistema aparecem em telefones celulares,
controladores industriais e automotivos, equipamentos eletrônicos de uso
doméstico (leitores de DVD, TVs, fornos-micro-ondas, centrais de alarme,
etc.). Como exemplos de S.O.s embarcados podemos citar o Android,
Linux (customizado para esta aplicação) e Windows 10 Core.
 
 
Atividade Extra
 
História do Sistema Operacional, vamos saber mais. Assista ao vídeo
disponível no link (https://www.youtube.com/watch?v=9rC9GilX1Io),
aproveite!
 
 
https://www.youtube.com/watch?v=9rC9GilX1Io
Referência Bibliográfica
 
STALLINGS, W. Arquitetura e Organização de Computadores. 10. ed. São