ATIVIDADE 3 - ESOFT - SISTEMAS OPERACIONAIS - 54 2022

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ATIVIDADE 3 - ESOFT - SISTEMAS OPERACIONAIS - 54/2022
A partir da situação apresentada responda as questões.
1 – Quando falamos do gerenciamento das requisições de processos envolvendo entrada e saída, o sistema operacional determina quais periféricos você pode usar. Com relação a esse tema, explique o que são drivers de dispositivo e qual a função deles no gerenciamento das requisições de processos envolvendo entrada e saída. Dê um exemplo de driver.
Resposta:
Existem quatro camadas para que um dispositivo (representado pela base hardware na imagem) se comunique com o sistema operacional. Os tratadores de interrupção têm a função de bloquear o driver que começou uma operação de entrada/saída até que esta seja concluída. Com isto, existe a garantia de interrupção controlada.
A segunda camada é a que trabalha com os drivers. O ideal seria o sistema operacional fornecer acesso a todos os tipos de dispositivos de entrada/saída, mas a diversidade destes é muito alta. Maziero (2011) exemplifica que 60% das 12 milhões de linha do código do Linux 2.6.31 (kernel) pertencem ao código de drivers de dispositivo de entrada/saída. Por isto a cada novo dispositivo de entrada/saída o computador precisa de algum código específico do dispositivo para controlá-lo, e estes códigos são chamados de drivers.
A terceira camada representa os softwares de entrada/saída independente do dispositivo. Um driver é específico para cada dispositivo, mas algumas funções de entrada/saída são comuns em todos os dispositivos. Nesta camada é fornecida uma interface para funções: como armazenar no buffer, reportar erros e alocar e liberar dispositivos dedicados.
A quarta e última camada são os softwares de entrada/saída do espaço do usuário. Enquanto o driver está vinculado, em sua grande maioria das vezes, ao núcleo (kernel) do sistema operacional, esta camada trabalha diretamente no nível do usuário. Para diferenciarmos um driver desta quarta camada, devemos analisar se o software está usando bibliotecas personalizadas, ou seja, um conjunto de códigos que é específico para aquele software de entrada/saída. Um driver costuma utilizar as bibliotecas do próprio sistema operacional, instaladas no núcleo.
Drivers de dispositivo são pequenos programas que funcionam para integrar o sistema operacional ao novo dispositivo.
 Exemplos de drivers para: placas de vídeo, impressoras, teclado, mouse, caixa de som, microfone, HD externo.
2- Os dispositivos de entrada e saída estão conectados a placa-mãe por meio de barramentos. Os barramentos são formados por um conjunto de linhas de comunicação e fazem a interligação do dispositivo com o processador, memória e demais itens do hardware que forem necessários utilizar. Explique como funciona a coordenação do fluxo destas informações entre dispositivos de entrada e saída e a placa-mãe. Na sua explicação, comente sobre as características distintas dos chipsets da placa-mãe.
Resposta:
Para coordenar o fluxo destas informações na placa-mãe, dois controladores fazem o papel de gerenciamento. São a ponte norte (northbridge) e a ponte sul (southbrigde). Estes controladores, também chamados de chipsets, trabalham em conjunto, mas com características distintas. A ponte norte trabalha com dispositivos de alta velocidade e com acesso a memória RAM e processador, tanto que ela está localizada próxima a estes dois itens. Já a ponte sul trabalha com dispositivos de média ou baixa velocidade. Então na ponte norte temos os barramentos dedicados a vídeo e a PCI-Express. Na ponte sul temos a USB e a PCI padrão, por exemplo. A maneira como os dispositivos se comunicam com o processador é mediante um controlador de interrupção. Uma requisição de interrupção (IRQ – Interrupt Request) serve para notificar algo ao processador. Cada interrupção está associada a um número e a partir deste número é possível identificar qual dispositivo solicitou a interrupção.
Graças a ponte norte e ponte sul, o controle do que foi solicitado chega até o processador e as memórias principais e secundárias. Sem estes chipsets o sistema operacional iria ter uma sobrecarga de trabalho, pois além de gerenciar processos e a memória, iria ter que cuidar das diversas requisições dos dispositivos e todo o percurso na placa-mãe. Com estes chipsets o SO fica somente responsável por monitorar as requisições de entrada e de saída dos diversos dispositivos conectados no computador.