Comandos e Armazenamento em Sistemas Operacionais

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Sistemas Operacionais I - France Ricardo Marques Gonzaga - UNIGRAN
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LINHAS DE COMANDOS
Os sistemas operacionais possibilitam que sejam utilizados alguns comandos. 
Digitados pelo próprio usuário, esses comandos possuem uma forma simples que lhe permite 
comunicar-se com o sistema operacional. Com os comandos é possível que o usuário crie, 
apague, liste arquivos existentes em disco e faça alguns comandos de reparo de arquivos. 
Com os avanços dos sistemas operacionais, as interfaces têm os ícones e botões que podem 
substituir alguns comandos.
Aula 03
ALGUNS COMANDOS, 
ESTRUTURA DE 
ARMAZENAMENTO E UMA 
ABORDAGEM DE CAMADAS
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No sistema operacional MS DOS utilizava-se somente linhas de comando. O 
usuário tinha que conhecer a maioria dos comandos para visualizar, excluir, criar diretórios, 
que hoje são chamados pastas. E para ativar, para executar algum aplicativo, como não se 
tinha o ambiente gráfi co, ele precisava saber o nome do arquivo executável, a fi m de iniciar 
o uso do aplicativo. Veja na tabela 3 alguns comandos de linha utilizados.
Comando Descrição
Dir Lista o conteúdo de um diretório.
Cd Altera o diretório default.
Type Exibe o conteúdo de um arquivo.
Del Elimina arquivos.
Mdkdir Cria um diretório.
Hoje a maioria dos sistemas operacionais está mais sofi sticada, utilizando-se de 
interface gráfi ca, com janelas e ícones, a exemplo do sistema MS Windows, fi cando mais 
amigável e fácil de manusear.
ESTRUTURAS DE ARMAZENAMENTO
Em nossa aula 1, vimos um pouco sobre memória principal. Já sabemos que é uma 
memória na qual não é possível armazenar todos os arquivos existentes no computador e que 
é volátil, pois quando se desliga o computador ou a energia, perde-se totalmente a memória. 
Mas para conservar os arquivos salvos, temos outros tipos de armazenamento como os Cds, 
DVDs e os Discos magnéticos. Os discos magnéticos são simples de entender, são formados 
de bandejas cilíndricas e suas duas faces são cobertas por materiais magnéticos; seu 
formato é semelhante ao de um cd, com tamanho mais comum de 4,6 a 13,3 centímetros de 
diâmetro; as informações, ou seja, os arquivos são gravados magneticamente nas bandejas 
cilíndricas. Na estrutura dos discos rígidos tem-se os braços de disco e os cabeçotes de 
leitura e gravação. Os braços fazem com que o cabeçote de leitura e gravação “fl utue” sobre 
a parte magnética dos discos, para realizar a tarefa de leitura e gravação. As bandejas de 
disco são divididas em trilhas circulares e setores. O conjunto de trilhas que está em uma 
posição do braço forma um cilindro. Podem existir milhares de cilindros concêntricos em 
um drive de disco e cada uma das trilhas pode conter centenas de setores. Os discos têm 
uma capacidade de armazenamento em medidas de gigabytes e alguns têm a capacidade 
que chega a terabyte. A sua velocidade de giro do motor é de alta velocidade; a maioria dos 
drives gira em torno de 7200 RPM1.
Tabela 1
1RPM – Rotação por minuto
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A velocidade do disco tem dois fatores, primeiro a taxa de transferência e o tempo 
de posicionamento, muitas vezes chamado de tempo de acesso randômico. A taxa de 
transferência e o tempo em que os dados são transferidos entre o drive e o computador; o 
tempo de posicionamento, também chamado de tempo de acesso randômico, é composto 
do tempo que o braço do disco leva para mover-se até o cilindro, é chamado de tempo de 
busca; e o tempo para que o setor gire até o cabeçote, é chamado de latência rotacional.
Como já vimos, o cabeçote do disco “fl utua” sobre a superfície da badeja magnética. 
Pode haver o risco de o cabeçote entrar em contato com a parte magnética, apesar de o 
cabeçote possuir uma fi na camada de almofada de ar. Caso isso ocorra, signifi ca que todo 
o disco foi danifi cado. A única solução é substituí-lo
 No início, as fi tas magnéticas foram muito utilizadas como memória secundária. 
Mas como o seu acesso é muito mais lento que o acesso do disco, o uso das fi tas como 
memória secundária foi sendo deixado de lado. Como as fi tas têm uma grande capacidade 
de armazenamento, são mais utilizadas para cópias de segurança, “backup”.
ABORDAGEM EM CAMADAS
O desenvolvimento de um sistema operacional pode ser feito de várias maneiras. 
Um dos métodos é o de camadas. As camadas também podem ser chamadas de níveis, e 
uma das camadas que podemos dizer que é baixa é o hardware, que pode ser chamado de 
camada base ou camada 0 (zero). A camada N podemos considerar como a camada mais 
alta da interface do usuário. Uma camada do sistema operacional, como a interface, é como 
se fosse um objeto, que com algumas operações ou ações, pode manipular camadas mais 
baixas. Um exemplo é quando clicamos um ícone para executar um aplicativo que está em 
uma camada mais baixa, ou seja, o ícone faz parte da interface e o aplicativo pertence a 
outra camada, Assim, o sistema operacional pode ser organizado em camadas.
Uma das vantagens das camadas é que são selecionadas de tal modo que cada 
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uma delas use apenas funções ou operações. A sua modularidade proporciona a vantagem 
de, quando depura a primeira camada, não há necessidade de se preocupar com o restante 
do sistema. A camada se utiliza apenas do hardware que necessita para implementar suas 
funções. Quando a primeira camada estiver depurada, o seu funcionamento correto pode 
ser assumido quando a segunda camada estiver sendo depurada, e assim por diante. A 
camada por si é implementada apontando apenas para as operações que são auxiliadas 
pelas camadas de nível mais baixo. Essas camada não têm a necessidade de saber como as 
camadas de níveis mais baixo são implementadas. Elas precisam saber apenas o que essas 
operações executam. Assim, cada camada esconde o que a camada de nível mais baixo 
tem, como a existência de estrutura de dados e operações de hardware. Deve-se ter muito 
cuidado na defi nição de camadas, porque a camada só pode utilizar as que estão abaixo 
dela. Por exemplo, o drive de dispositivo para o gerenciamento de espaço de disco deve 
fi car em nível inferior ao de rotinas de gerenciamento de memória, porque o gerenciamento 
de memória tem que usar o espaço em disco. 
No entanto, as camadas podem ser menos efi cientes em vista de outras opções 
como, por exemplo, quando se quer desenvolver uma operação de I/O (E/S), é executada 
uma camada que trabalha como exceção para a camada de I/O, que chama uma outra 
camada de gerenciamento de memória. O resultado fi nal disso é que a chamada de sistema 
consome mais tempo do que em um sistema não estruturado em camadas. Para isso, tem-se 
desenvolvido sistemas com estrutura de camadas com maior número de funções. Isso reduz 
o número de chamadas às camadas, tornando o sistema mais rápido.
MÁQUINA VIRTUAL
Máquina virtual é um nível intermediário entre o hardware e o sistema operacional. 
Pode ser chamada de gerência de máquinas virtuais. São criadas várias máquinas virtuais 
independentes e cada uma tem uma cópia virtual dos dispositivos de hardware, entre os 
quais estão incluídos modos de acesso, interrupções, dispositivos de I/O e outros.
Cada máquina virtual é independente uma da outra. Com isso, é possível que cada 
Figura 2
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VM (virtual machine) tenha o seu próprio sistema operacional e cada um de seus usuários 
execute tarefas como se cada um tivesse dedicação exclusiva. As máquinas virtuais 
permitem que sejam usados sistemas operacionais diferentes no mesmo computador. Com 
esse modelo é criado um isolamento total entre cada máquina virtual, o que dá uma grande 
segurança para cada máquina. Um exemplo é que se uma máquina virtual executar uma 
tarefa que comprometa o funcionamento do sistema operacional, as outras máquinas não 
sofrerão nenhum problema. A grande desvantagemdessa arquitetura é que ela e muito 
complexa e há necessidade de compartilhar e gerenciar os recursos de hardware entre 
diversas máquinas virtuais.
Uma das tendências dos sistemas operacionais é o microkernel, em que os núcleos 
vão se tornando mais simples e menores. A ideia é a seguinte: os serviços do sistema 
são disponibilizados através de processos, e cada processo é responsável por oferecer um 
conjunto específi co de funções. Sempre que é executado algo, uma solicitação é requerida 
ao processo responsável.
No início, os sistemas operacionais permitiam apenas a execução de um processo 
de cada vez. Assim, esse processo tinha total controle sobre o hardware e todos os recursos, 
inclusive de I/O. Logo, para se realizar outro processo, o usuário tinha que aguardar 
o término deste para iniciar outro. Quando se tinha um trabalho sendo impresso, por 
exemplo, era necessário esperar o término para iniciar outro. Hoje estamos com os sistemas 
multiprogramáveis, em que se pode realizar várias tarefas ao mesmo tempo, o que exige 
uma gerência maior na compartimentalização dos vários programas e o compartilhamento 
de tempo de processos. A gerência de um ambiente multiprogramável é função exclusiva do 
sistema operacional e é ele que controla a execução dos diversos programas. Os processos 
podem ser executados concorrentemente na CPU e essa concorrência entre os processos 
também é controlada pelo sistema operacional. Já em estruturas com multiprocessadores há a 
possibilidade da execução simultânea de processos em diversos processadores, como também 
a concorrência de processos, como acontece em estrutura que utiliza um processador.
O processador pega as instruções a serem executadas na memória principal e 
armazena no registrador de instruções, para que sejam decodifi cados seus bits e, assim, 
realizar a execução. Tudo registrado, sua função é armazenar sempre o endereço da 
próxima instrução a ser executada. O processador executa as instruções sem distinguir 
qual aplicativo está no momento em processamento. A responsabilidade de concorrência 
entre os aplicativos, o gerenciamento e alternância da execução de instruções na CPU fi ca 
a cargo do sistema operacional, para que de maneira controlada e segura cumpra sua tarefa 
junto ao processador.
PROCESSOS
Computadores realizam várias atividades ao mesmo tempo, ou é essa a impressão 
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que temos quando executamos vários programas ao mesmo tempo. Processo é o programa 
em si sendo executado. Quando temos a impressão que o processador está realizando várias 
tarefas ao mesmo tempo é que, na verdade, ele está trabalhando, fazendo os processos no 
momento em paralelo. Isto é, ele realiza os processos concorrentemente, dando a impressão 
que está processando todos os programas ao mesmo tempo. 
Nos sistemas multiusuários parece que todo o processador está dedicado ao 
processo que foi pedido, o que não é verdade. Na realidade, os processos são executados 
em intervalos de tempo e, em instantes, começa a processar outro programa. Assim, todos 
os dispositivos e o processador são compartilhados.
A definição de processo segundo Deitel et al. (2005) é a seguinte: O termo 
‘processo’ no contexto de sistemas operacionais foi usado pela primeira vez pelos 
projetistas do sistema Multics na década de 60. Desde aquela época, o termo processo, 
de certo modo usado intercambiavelmente como tarefa, já tinha ganhado muitas outras 
definições como: um programa em execução, uma atividade assíncrona; o “espírito 
animado” de um procedimento; o “locus de controle” de um procedimento em execução; 
aquilo que é manifestado pela existência de uma estrutura de quais processadores são 
designados; e uma unidade de “despacho”. Um programa é para o processo o que a 
partitura é para a orquestra sinfônica.
O processo pode estar em estados diferentes de execução; o estado do processo 
defi ne o momento de sua execução como, por exemplo:
• Novo: Momento em que o processo está sendo criado.
• Em execução: O processo está sendo executado.
• Em espera ou bloqueado: O processo está esperando pela ocorrência de algum evento.
• Pronto: O processo está esperando para ser mandado a um processador.
• Terminado: O processo terminou sua execução.
Esses nomes variam conforme o sistema operacional, mas os estados aqui citados 
fazem parte de todos os sistemas operacionais.
Os sistemas operacionais são, muitas vezes, organizados em vários processos. 
Cada processo deve ter assegurado pelo sistema operacional, um tempo sufi ciente para 
encerrar. Em geral, há um número maior de processos em relação ao de processadores. 
Por isso, a qualquer momento alguns processos podem ser executados e outros não. Em 
um sistema uniprocessador podemos defi nir que um processo pode ser executado, mas 
outros processos podem estar em estados diferentes, como prontos e bloqueados. E a lista 
de prontos é organizada por ordem de prioridade, de modo que o processo com prioridade 
maior é o próximo a receber o processador. O sistema operacional intercala os processos. 
Ele deve gerenciar cuidadosamente o término de um processo e o início de outro para que 
não ocorra nenhum erro quando são interrompidos ou retomados.
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ATIVIDADES 
As atividades referentes a esta aula estão disponibilizadas na ferramenta 
“Atividades”. Após respondê-las, envie-nas por meio do Portfólio- ferramenta do 
ambiente de aprendizagem UNIGRAN Virtual. Em caso de dúvidas, utilize as ferramentas 
apropriadas para se comunicar com o professor.
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