Trabalho Sistemas Operacionais

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UNIVERSIDADE REGIONAL INTEGRADA DO ALTO URUGUAI E DAS MISSÕES
PRÓ-REITORIA DE ENSINO, PESQUISA, EXTENSÃO E PÓS-GRADUAÇÃO CÂMPUS ERECHIM – RS
CURSO DE CIÊNCIAS DA COMPUTAÇÃO
BRUNO SIMIONATO
LAURA RAMISCH
LÍVIA VERLINDO
RICARDO DEQUI
 
 
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE POWERSHELL E BASH
ERECHIM - RS
2022
BRUNO SIMIONATO
 LAURA RAMISCH
LÍVIA VERLINDO 
RICARDO DEQUI
ESTUDO COMPARATIVO ENTRE POWERSHELL E BASH
Trabalho de conclusão de semestre da matéria Sistemas Operacionais da Turma 2022/01 da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – Câmpus de Erechim/RS. 
Professor: Marcos André Lucas.
ERECHIM - RS
2022
RESUMO
O presente trabalho propõe-se a analisar os interpretadores de comandos embarcados em dois sistemas operacionais bastante difundidos na atualidade, o PowerShell embarcado no Windows e o BASH, presente, sobretudo, no Linux. A partir desta premissa, o estudo comparativo foi pautado entre as semelhanças e diferenças, abrangendo o funcionamento e comandos centrais entre ambos os sistemas.
Palavras-chave: interatividade; aplicabilidade; complexibilidade.
ABSTRACT
The present work proposes to analyze the command interpreters embedded in two operating systems that are quite widespread today, PowerShell embedded in Windows and BASH, present, above all, in Linux. From this premise, the comparative study was based on similarities and differences, covering the operation and central commands between both systems.
Keywords: interactivity; applicability; complexity.
SUMÁRIO
1.	FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA	6
1.2	O que são sistemas Operacionais	6
1.3	Sistema UNIX	6
1.3.1	Histórico do Unix	6
1.3.2	O que é	7
1.3.3	Como funciona	7
1.4	Sistema Windows	7
1.4.1	Histórico do Windows	8
1.4.2	O que é	8
1.4.3	Como funciona	8
1.5	Shell	9
1.6	PowerShell	9
1.6.1	Histórico	9
1.6.2	O que é	9
1.6.3	Como funciona	10
1.7	BASH	10
1.7.1	Histórico do BASH	10
1.7.2	O que é	10
1.7.3	Como funciona	11
2.	COMPARAÇÃO ENTRE O POWERSHELL E O BASH	12
2.1	Semelhanças	12
2.1.1	Funcionamento	12
2.1.2	Comandos	12
2.2	Diferenças	13
2.2.1	Funcionamento	13
2.2.2	Comandos	14
2.3	Testes	14
2.3.1	Comandos	15
3.	CONCLUSÃO	19
REFERÊNCIAS	20
ÍNDICE DE FIGURAS 
Figura 1 - ps no PowerShell	15
Figura 2 - ps no BASH	16
Figura 3 - cd no PowerShell	16
Figura 4 - cd no BASH	16
Figura 5 - ls no PowerShell	17
Figura 6 - ls no BASH	17
Figura 7 - top no BASH	18
Figura 8 - get-process no PowerShell	18
1. FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A seguir, daremos ênfase no referencial teórico, abordando todos os assuntos pertinentes para o completo entendimento do trabalho.
1.2 O que são sistemas Operacionais
Para os escritores Tanenbaum e Woodhull (2009), a função mais importante dos sistemas operacionais é diminuir a complexidade da linguagem que a máquina utiliza e fornece um conjunto de instruções mais lógicas e fáceis para o profissional trabalhar. Eles são historicamente ligados à arquitetura de computadores, se adequando ao modelo das máquinas ao decorrer do tempo.
Podemos definir sistema operacional como o conjunto de um ou mais softwares que exercem a função de gerenciar e administrar os recursos presentes no sistema, envolvendo desde o hardware da máquina até arquivos e programas de terceiros existentes, fazendo a comunicação entre o usuário e a máquina e seus recursos. Existem vários tipos de sistemas operacionais, dos quais podemos citar o Windows e o Linux.
1.3 Sistema UNIX
	É caracterizado, sobretudo, por ser um sistema operativo portável, multitarefa e multiusuário.
1.3.1 Histórico do Unix
O Unix foi lançado oficialmente em 1969, porém sua história começa no início de 1960. Nessa década, os computadores eram utilizados, especialmente, por pesquisadores para a realização de estudos científicos e também no ramo comercial. Contudo, encontravam-se impasses devido a inexistência de recursos de rede e ausência de multitarefa. 
A iniciativa para a criação do Unix partiu da empresa Americana AT&T, responsável por reunir um grupo de pesquisadores, como Ken Thompson e Dennis Ritchie, nos laboratórios da Bell, subsidiária da empresa finlandesa Nokia.
A primeira versão estável do sistema foi lançada oficialmente em 1969, tendo como linguagem de programação básica, o Assembly, o que, futuramente inviabilizaria a distribuição do Unix em larga escala. Para corrigir esse problema, em 1973, o sistema foi reescrito, mas desta vez utilizando a linguagem C, expandindo a sua disseminação. Assim, o Unix apresenta a maioria de sua estrutura lógica em C e apenas uma parte em Assembly.
1.3.2 O que é
O Unix é um sistema operacional portável, ou seja, pode ser adaptado para os mais diversos sistemas computacionais, por conta da linguagem C multitarefa e multiusuário, permitindo mais de um usuário ao mesmo tempo. 
É considerado o pai dos sistemas operacionais, pois serviu de base para vários sistemas subsequentes, como o GNU/Linux, Mac OS X e o Solaris.
1.3.3 Como funciona
	Como características do Unix, além de múltiplos usuários e tarefas, o sistema é canalizado, permitindo que os processos troquem informações através de pipes, fazendo referência à própria tradução da palavra para o português, “canos”.
	Ademais, todas as operações de entrada e saída do sistema são feitas com o uso de descritores de arquivo e das chamadas de sistema read and write, as mesmas que são usadas para ler e escrever informações em arquivos.
O Unix possui uma organização própria, englobando dois grandes elementos principais: o Kernel e o Shell, juntamente com os aplicativos, ou seja, os códigos utilizados.
O Kernel é o núcleo do sistema, invisível ao usuário, responsável pelas funções internas do sistema, enquanto que o Shell é a interface entre sistema operacional, usuário e o núcleo do sistema (Kernel).
1.4 Sistema Windows
	Considerado também um sistema operacional de interface gráfica multitarefa e multiusuário desenvolvido pela Microsoft.
1.4.1 Histórico do Windows
O Sistema Operacional Windows foi iniciado, em 1981, pela Empresa Microsoft, sob o comando de Bill Gates e Paul Allen, apresentado inicialmente como uma interface gráfica bidimensional para o MS-DOS (sistema operacional licenciado pela Microsoft para uso em microcomputadores de diversos fabricantes na época) (TECHTUDO,2022).
Após um tempo o Windows foi ganhando versões mais complexas e hoje é o sistema operacional mais utilizado no mundo. Grande parte dessa glória deve-se ao sistema "facilitar" a vida do usuário, como programas que dispensam a instalação de drivers de forma manual, menus mais interativos e de fácil interpretação, entre outros exemplos.
1.4.2 O que é
Resumidamente, podemos definir o Windows como um Sistema Operacional Gráfico multiusuário e multitarefa, desenvolvido em linguagem C e variantes da mesma.
O seu desenvolvimento e suas diversas versões foram pensadas para atender os diversos setores da indústria computacional, como o Windows Server (projetada para uso em servidores) e o Windows Phone (uso para smartphones), além do Windows de uso doméstico.
1.4.3 Como funciona
A estrutura do Windows é capaz de executar vários processos em segundo plano, dando ao usuário a possibilidade de executar mais de uma tarefa ao mesmo tempo. Ele também permite que o usuário faça a customização da interface gráfica e gerencie as tarefas a serem executadas pela própria interface, podendo encerrar, delimitar um tempo para execução, entre outras funções (SPADARI,2017).
Além de poder utilizar a interface gráfica para se comunicar com o Shell da máquina, o usuário pode contar com o prompt de comando do Windows (CMD). Ele é capaz de fazer a entrada e saída de arquivos por meio de linhas de comando para solucionar certos tipos de problemas (DELL,2021). 
Porém, ele acaba deixando a desejar quando queremos executar alguma tarefa mais sofisticada. Para isso os usuários tendem a utilizar, principalmente, uma interface de linhas de comando mais sofisticada, como o PowerShell.
1.5 Shell
Um Shell (concha) é um programa que permite o usuáriointeragir com o computador através de alguma interface, permitindo a execução dos mesmos. Shells mais sofisticados permitem que você faça as operações de programas mais complexos (SUSO. 2009).
Podemos definir Shell como a interface existente entre o Sistema Operacional, usuário e o núcleo do sistema. Ele é responsável pela comunicação entre os recursos do sistema e as requisições que o usuário deseja realizar através da interface gráfica ou por interfaces de linhas de comando (como o PowerShell e o BASH, por exemplo). O Shell pode possuir função seletiva, de modo que é permitido que somente alguns usuários possam realizar certas ações. 
Existem dois grupos de Shells, o CLI (Command Line Interface), sendo este os que usam uma interface baseada em linha de comando, e os GUI (Graphical User Interface) que usufruem de uma interface gráfica para realizar qualquer ação (HOSTMÍDIA,2022).
 Porém, nem tudo o que podemos fazer no Shell pela interface de linhas de comando é possível realizar pela interface gráfica. Exemplos disso são os scripts que permitem que os processos possam ser realizados através de rotinas dentro de um servidor. Também podemos realizar o gerenciamento de qualquer atividade de um usuário ou mais, dentre outras coisas. 
1.6 PowerShell
	Abaixo descreveremos características sobre o PowerShell, seu histórico e funcionamento. 
1.6.1 Histórico
O PowerShell surgiu primeiramente em 2006, incorporado ao Windows XP, servindo como um substituto para o até então usado CMD, que remetia ao DOS na época. Porém, foi somente no Windows 10, após grandes evoluções em sua arquitetura, que o PowerShell se tornou a interface padrão de linhas de comando do Windows.
1.6.2 O que é
	O PowerShell é um mecanismo de automação orientado a objetos e a plataforma de script da Microsoft. É uma linguagem de script e um ambiente de comando interativo criado no .NET Framework (um ambiente de execução gerenciado para Windows que fornece serviços para seus aplicativos em execução).
1.6.3 Como funciona
Para usar o PowerShell temos que primeiramente abrir o menu Iniciar do Windows e, na barra de pesquisa, digitar por “PowerShell”. Nisso, aparecerá uma opção com o nome “Windows PowerShell''. Clicando nele já irá abrir a tela para utilização do mesmo.
1.7 BASH
	Abaixo descreveremos características sobre o BASH, bem como seu histórico e funcionamento. 
1.7.1 Histórico do BASH
O direito autoral do BASH pertence à Free Software Foundation, que a pública desde o lançamento como software livre, porém, foi idealizado por Steven Bourne, em 1977. Foi liberado em 1989, sendo o Shell padrão desenvolvido para o projeto GNU, que se tornou padrão nas várias distribuições Linux. 
O projeto GNU desenvolve uma plataforma de softwares livres voltados às mais diversas tarefas que, em conjunção com o Kernel desenvolvido por Linus Torvalds, define a maioria das distribuições GNU/Linux conhecidas. 
Pode ser usado também com outros sistemas operacionais, como o Unix. Há versões para o sistema Microsoft Windows, algumas com as bibliotecas necessárias embutidas no binário, tornando desnecessário instalar o ambiente POSIX inteiro para ter apenas o BASH. 
1.7.2 O que é
O BASH é um interpretador de comandos, um entre os diversos tradutores entre o usuário e o sistema operacional. Ele é, ao mesmo tempo, um Shell Unix e um interpretador de linguagem de comando.
Acrônimo para "Bourne-Again SHell", o BASH é a evolução retrocompatível muito mais interativa do Bourne Shell. Os Shells Bourne permitem a execução de sequências de comandos inseridos diretamente na linha de comandos ou ainda lidos de arquivos de texto conhecidos como Shell Scripts.
Ele apresenta recursos e características de uma linguagem de programação de alto nível. É compatível por configuração com as normas POSIX, de forma que os scripts BASH podem ser executados em diversos sistemas baseados em UNIX.
Sua linguagem de programação pode ser considerada um processador que executa comandos. Isso porque os desenvolvedores costumam utilizar o BASH para emitir comandos simples e diretos que auxiliam na automação de tarefas cotidianas. 
1.7.3 Como funciona
O BASH, permite que softwares-pai sejam constantemente aprimorados. Além disso, ele permite realizar diversas configurações de software e extrair dados. Para se ter uma ideia, a configuração da sequência de boot do UNIX é realizada com scripts Shell. 
Em suma, as principais aplicações da linguagem Linux BASH são manipulação de arquivos, monitoramento de sistema, automação dos processos de compilação de código, execução de backups de rotina, vinculação de programas existentes, realização de lotes de conclusão e execução de programas, além da criação de um ambiente para programas. 
Um ponto interessante para quem quer programar em BASH é a utilização de variáveis, que nada mais são que tags ou nomes utilizados em vez de números para executar uma chamada. Outro ponto positivo é que variáveis em Shell não precisam ser “declaradas” antes de serem utilizadas, ou seja, basta atribuir um valor para criá-las. 
Outro benefício é que as variáveis em Shell podem receber qualquer tipo de conteúdo, desde texto até status de saída de um comando. 
O conteúdo de uma variável deve ter o símbolo $ antes do nome dela. Os nomes das variáveis são em maiúsculas para se distinguirem das variáveis definidas nos scripts (que normalmente são em minúsculas).
2. COMPARAÇÃO ENTRE O POWERSHELL E O BASH
	Tanto o BASH no Linux quanto o PowerShell no Windows podem ser entendidos como interfaces de linhas de comando (CLI) que tem como objetivo fazer a comunicação entre o Shell do Sistema Operacional e o usuário de forma que ele não dependa da interface gráfica para realizar certas funcionalidades. Através destas interfaces, o usuário pode acessar a internet, criar e excluir diretórios, pastas, usuários e afins.
Essas duas CLIs foram desenvolvidas por marcas e em conceitos diferentes para um mesmo propósito. Enquanto o BASH foi projetado para o uso em diversos sistemas que têm o Unix como base, o PowerShell foi um Framework feito pela Microsoft para se comunicar com o .NET Framework que é a plataforma de desenvolvimento criada pela mesma empresa, composta por uma biblioteca padrão, um compilador e uma máquina virtual (TEODORO, 2020).
Sabendo disso, é de se supor que os dois têm grandes semelhanças e diferenças na sua estrutura e funcionamento, das quais levantaremos com o decorrer do presente artigo.
2.1 Semelhanças
	A seguir, será descrito as semelhanças do funcionamento e comados em comum entre os dois shells.
2.1.1 Funcionamento
Ambas as interfaces são utilizadas para promover a comunicação entre o usuário e os recursos do Sistema Operacional por linhas de comando, ou seja, na falta de uma interface gráfica, como no uso de servidores, o usuário pode utilizar estas interfaces para executar as ações desejadas.
2.1.2 Comandos
Existem alguns comandos que, se executados tanto no BASH quanto PowerShell, exercitam a mesma funcionalidade. Dentre estes comandos é cabível citar: 
· ls: listar arquivos de uma pasta;
· mkdir: cria uma pasta no diretório atual;
· cd: muda o diretório ativo no momento;
· rm: remove arquivos ou pastas de um diretório;
· diff : lista a diferença entre 2 arquivos;
· ps: mostrar os processos atuais;
· kill: mata um processo;
· man: exibe o manual de um comando ou programa;
· cat: exibe o conteúdo de um documento de texto ou script;
· cp: copia um arquivo ou pasta de um diretório a outro;
· echo: mostra o texto na saída do console.
2.2 Diferenças
	A seguir, será descrito as divergências do funcionamento e comados diferentes entre os dois shells.
2.2.1 Funcionamento
Tratando-se de Funcionalidades disponíveis, o BASH possui um catálogo de aplicações que funcionam por linhas de comando mais abrangentes quando o comparamos com o PowerShell. Funcionalidades como exibição de imagens, reprodução de multimídia e navegação pela internet estão disponíveis no BASH.
Já o PowerShell detém mais suporte para programadores quando comparamos como BASH. Isso acontece principalmente porque o PowerShell tira proveito dos Frameworks da Microsoft, com destaque ao .NET, o que acaba auxiliando e agilizando o processo de programação e gerenciamento do sistema.
	Por exemplo, no PowerShell, quando queremos obter um ou mais objetos do diretório ativo e determinar quais propriedades devem ser carregadas desses objetos e atribuir isso dentro de uma variável. Posteriormente, quando realizamos ações diretamente na variável, todos os objetos dentro dela também são tratados. Se quiséssemos fazer algo parecido no BASH, precisaríamos criar uma matriz, um loop e tratar as propriedades, após validar com algum tipo de if, o que seria um pouco mais complicado. 	
	O PowerShell também possui vantagens em relação ao BASH para programadores que trabalham diretamente com os Frameworks criados pela Microsoft, tendo em vista a compatibilidade, já que ambos são da mesma empresa. 
Porém para aplicações instaladas na máquina fora desta dependência da Microsoft, o BASH costuma ser mais vantajoso para o usuário, já que não possui um “alvo” de compatibilidade, dando mais mobilidade no controle do sistema.
2.2.2 Comandos
	Aqui estão listados alguns comandos que executam a mesma funcionalidade tanto no BASH quanto no PowerShell, sendo alterado apenas a sintaxe da escrita dos comandos.
Tabela 1 – Comandos Semelhantes entre BASH e PowerShell
	BASH
	PowerShell
	Funcionalidade
	chmod
	attrib
	Modifica funções/atributos
	chown
	icacls
	Modifica usuário
	du
	measure
	Mostra o consumo de disco
	find
	gci
	Busca por um arquivo
	df
	gdr
	Exibe os volumes montados
	which
	gcm
	Procura um programa específico
	unzip
	Expand-Archive
	Descompacta um arquivo
	top
	get-process
	Exibe processos no sistema
	whereis
	where
	Exibe o caminho completo de um comando
Fonte: elaborada pelo autor.
2.3 Testes
Para evidenciar o que foi descrito no presente artigo e comparar as diferenças e semelhanças ao realizar os mesmos comandos nas duas CLI’s, foram realizados testes do funcionamento dos comandos em duas máquinas de mesma configuração, também com a interface gráfica embarcada.
Para testar o BASH, utilizamos a distribuição Ubuntu do Linux, na versão 22.04, com 2048 Megabytes de Memória Principal, 2 processadores. 128 Megabytes de Memória de Vídeo e 15 Gigabytes de memória de armazenamento.
Já para testar o PowerShell, utilizamos uma máquina virtual com exatamente as mesmas configurações. A versão do Windows que utilizamos foi o Windows 10 de 64 bits.
2.3.1 Comandos
	Abaixo, segue alguns dos comandos comparados em ambos os sistemas operacionais.
· ps
O comando lista os processos rodando na máquina no momento. Nota-se que este comando lista mais processos no Windows do que no Linux, mesmo sem nenhum dos sistemas terem outro programa em aberto, a não ser a própria CLI.
Figura 1 - ps no PowerShell
Fonte: figura do autor.
Fonte: figura do autor.
Figura 2 - ps no BASH
· cd
Embora nos dois CLI’s o comando execute a mesma coisa, quando queremos ir para o diretório pai no PowerShell não conseguimos isso apenas digitando ‘cd’, a interface nos obriga a utilizar "..".
Figura 3 - cd no PowerShell
Fonte: figura do autor.
Figura 4 - cd no BASH
Fonte: figura do autor.
· ls
Este comando lista os arquivos e diretórios da pasta atual. Quando executado no PowerShell ele nos mostra em formato de tópicos, trazendo informações referentes ao diretório atual. Já no Linux, sem utilizar a extensão “-la” ele nos mostra somente o nome (no Windows não existe a extensão “-la” e algumas outras também).
Figura 5 - ls no PowerShell
Fonte: figura do autor.
Figura 6 - ls no BASH
Fonte: figura do autor.
· top / get-process
Ao executar “top” no Linux, ele lista os processos que estão correndo no sistema e atualiza em um certo intervalo de tempo se permanecermos sem digitar um novo comando, além de informar um status sobre algumas informações da máquina.
Já no Windows ele nos traz esses itens de forma mais organizada, porém é uma lista estática e não possui as informações de cabeçalho como no Linux.
Figura 7 - top no BASH
Fonte: figura do autor.
Figura 8 - get-process no PowerShell
Fonte: figura do autor.
3. CONCLUSÃO
	A partir do presente trabalho podemos concluir e entender a performance do BASH e do PowerShell, embarcados nos seus respectivos sistemas operacionais, bem como o funcionamento, semelhanças e diferenças entre ambos.
Diante do exposto, é possível concluir que, tanto o PowerShell quanto o BASH facilitam a organização e a maneira como o usuário avançado interage com o sistema operacional, cada qual com suas vantagens e desvantagens, cabendo ao utilizador escolher o recurso que mais lhe atende.
Além disso, o estudo destas plataformas é uma boa forma de introduzir a linguagem de programação e conhecimento de variáveis e comandos para usuários iniciantes e leigos.
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