Resumo prova 4 - Sistemas Operacionais

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Explique oque é RAID, definindo também: RAID 0 (espalhamento), RAID 1 (espalhamento) e RAID 1+0.
RAID é um meio de se criar um sub-sistema de armazenamento composto por vários discos individuais, com a finalidade de ganhar integridade e desempenho. 
RAID 0 (espalhamento): necessita de pelo menos 2 discos, onde os dados são espalhados tanto no primeiro quanto no segundo disco. 
Vantagens: Ganho de performance 
Desvantagem: Se algum disco falhar, o sistema todo está comprometido.
RAID 1 (espelhamento): Necessita de pelo menos 2 discos, onde os dados são duplicados, criando uma cópia fiel para o segundo disco. 
Vantagens: Caso um disco falhe, o sistema troca para o outro disco que esteja funcionando. 
Desvantagens: Caso tenho dois discos com 500GB cada um, o tamanho final será apenas 1 disco com o tamanho de 500GB.
RAID 1 + 0: O RAID 1+0, ou 10, exige ao menos 4 discos rígidos. Cada par será espelhado, garantindo redundância, e os pares serão distribuídos, melhorando desempenho
Vantagens: segurança contra perda de dados; Pode falhar um ou dois dos HDs ao mesmo tempo, dependendo de qual avaria.
Desvantagens:
Alto custo de expansão de hardware (custo mínimo = 4N HDs);
Os drivers devem ficar em sincronismo de velocidade para obter a máxima performance
Explique com exemplos, ao menos ao menos dois métodos de alocação de espaço em disco para arquivos (contigua, ligada ou indexada)
R: Alocação contigua requer que cada arquivo oculpe um conjunto de blocos contíguos no disco. Os endereços de disco define uma ordenação linear no disco. Suporta tanto o acesso direto quanto o sequencial. Para o acesso sequencial, o sistema de arquivos recupera o endereço em disco do ultimo bloco referenciado e quando necessário le o próximo bloco. Para o acesso direto ao bloco i de um arquivo que se inicia no bloco b, podemos acessar imediatamente o bloco b+i. Ex: Temos um diretório com arquivos distintos onde, o primeiro arquivo L inicia em 0 e tem tamanho 3 e um segundo arquivo k inicia em 8 e tem tamanho 7. Esse espaço livre entre o fim do arquivo l e o inicio do arquivo k, acarreta um problema de fragmentação externa.
Alocação indexada suporta acesso direto, sem fragmentação externa, porque qualquer bloco livre no disco pode atender uma solicitação de mais espaço. Entretanto ela causa desperdício de espaço. O custo de ponteiros de bloco de índice é geralmente maior que o custo dos ponteiros da alocação encadeada.
Explique como se dá o acesso do sistema operacional ao HW, Utilize para isso, os conceitos de portas, barramentos, controladoras de dispositivos e interrupções.
Portas: Cada dispositivo possui pelo menos 1 porta para comunicação.
Barramentos: Seria onde ocorre o fluxo de bits.
Controladora de dispositivo: Caso exista mais de um dispositivo, por exemplo de impressão, o sistema deverá cuidar onde ele deverá imprimir, fornecendo recursos como, está Ocupado(), numeroDispositivoImpressora(), etc.
Interrupção: Alertaria o sistema operacional ou ao dispositivo caso estaria sendo processado algum dado ou para informar que está aguardando alguém procedimento.
Vamos dar um exemplo que que você queria fazer uma impressão: O sistema operacional envia uma interrupção para a controladora de impressão através do seu barramento ligada á uma porta. 
Explique os métodos de tratamento de I/O em um SO: Bloqueante e não-bloqueante?
Quando uma aplicação emite uma chamada de sistema com bloqueio, a execução da aplicação é suspensa. A aplicação é transferida da fila de execução do so para uma fila de espera. Após a chamda de sistema ter completado, a aplicação e movida de volta para a fila de execução, onde se torna elegível para retomar a execução. Quando retomar a execução, recebera os valores retomados pela chamada de sistema. Utilizado para interfaces de aplicações, porque o código com as aplicações com bloqueio é mais fácil de entender do que o código das aplivações sem bloqueio. 
Quando uma aplicação emite uma chamada não bloqueante, o processo de nível de usuário precisa de i/o sem bloqueio. Um exemplo e uma interface de usuário que recebe entradas do teclado e do mouse enquanto processa e exibe os dados na tela.
Bloqueante: Processo é suspenso até a conclusão da operação. O “controle” retorna a camada de aplicação somente após a conclusão da operação de entrada e saída.
Não bloqueante: Retorna imediatamente com os dados disponíveis no momento. O controle” retorna a camada de aplicação com os dados disponíveis no momento.
Assíncrona: Processo continua sua execução enquanto a O/I é realizada. O “controle” retorna a camada de aplicação sem que a operação de entrada e saída tenha sido concluída.
Seria possível simular uma estrutura de diretório multiníveis com uma estrutura de diretório de um único nível, em que nomes muitos longos de arquivos podem ser utilizados? Argumente sua resposta.
Se nomes arbitrariamente longos podem ser usados, então é possível simular uma estrutura de diretórios multinível. Isso pode ser feito, por exemplo, usando-se o caractere “.” para indicar o final de um subdiretório. Assim, por exemplo, o nomejim.java.F1especifica que F1 é um arquivono subdiretóriojava, que, por sua vez, está no diretório raizjim.
Se os nomes de arquivo fossem limitados a sete caracteres, então esse esquema não poderia ser utilizado e, portanto, em geral, a resposta énão. A segunda melhor técnica nessa situação seria usar um arquivo específico como uma tabela de símbolos (diretório) para mapear nomes arbitrariamente longos (comojim.java.F1) para nomes arbitrariamente mais curtos (comoXX00743), que são então utilizados para o acesso real ao arquivo.
Defina NAS e SAN, apresentando as principais diferenças desses recursos de conexão de disco. Use exemplo para melhor apresentar os conceitos. 
NAS: Na conexão usando NAS. O usuário irá acessar um computador cliente e esse computador irá acessar o servidor. Para essa conexão pasta ter rede local configurada. 
Exemplo: Sistema de arquivos NFS: Supomos que você tenha uma rede local com 3 computadores e somente um deles tem acesso via USB e uma impressora. Os arquivos dos outros computadores são mandados para esse computador com acesso a impressora para serem impressos via rede. Isso é uma rede NAS.
SAN: É geralmente usado em empresas de grande porte. Ele prove uma camada entre os storeges e os servers. Com isso o cliente não tem acesso direto aos storages, como é o caso do NAS.
Exemplo: Supomos que uma empresa de grande porte tenha um Banco de Dados muito grande. Esse BD está nos Estados Unidos e a empresa está localizada no Brasil. Os servidores dessa empresa tem acesso direto aos arquivos, porém a aplicação que essa empresa disponibilizou para os seus clientes, primeiro tem que passar pelos servidores da empresa para depois passar pelos storages que estão nos EUA. 
No contexto de gerenciamento de dispositivo, o que é para que serve um spooler? Qual o motivo da existência desse recurso?
Um spool é um buffer que mantém saídas para um dispositivo, como uma impressora, que não pode aceitar cadeias de dados intercalados. Serve para interceptar a saída da impressora, a saída de cada uma das aplicações é armazenada no buffer tipo spool para um arquivo de disco separado. Quando a aplicação termina de imprimir o sistema de spooling enfileira o aqrquivo spool correspondente para a saída na impressora. O sistema de spooling copia um a um os arquivos spools enfileirados na impressora. O motivo de sua existência é coordenar saídas concorrentes. 
Uma característica que permite diferenciar dois dispositivos é o modo de transferência. Alguns dispositivos transferem dados em bloco (como uma unidade de disco), enquanto outros dispositivos transferem dados serialmente, caracter a caracter (como um modem). Apresente duas outras características que permitam classificar os dispositivos, dando exemplos. 
Uma característica que permite classificar os dispositivos seria a forma de acesso do dispositivo: sequencial ou aleatória. Um dispositivo sequencial transfereos dados em uma ordem fixa que é determinada pelo dispositivo, como os modems, por exemplo. Um usuário de um dispositivo de acesso aleatório pode instruir o dispositivo a buscar qualquer uma das posições disponíveis de armazenamento de dados, como no CD-ROM, por exemplo. 
Explique o que é File Control Block (Bloco de Controle de arquivos) e apresente os principais componentes dessa estrutura. 
Um bloco de controle de arquivo (FCB) é uma estrutura do sistema de arquivos no qual o estado de um arquivo aberto é mantido. O FCB é gerenciado pelo sistema operacional, mas ela reside na memória do programa que utiliza o arquivo, e não na memória do sistema operacional. Isso permite que um programa tem tantos arquivos abertos ao mesmo tempo como ele quer, desde que possa poupar memória suficiente para um FCB por arquivo
Explique, no contexto de dispositivos de armazenamento, o que é latência, tempo de acesso (random-access time) e tempo de posicionamento (seek time). Explique ual o impacto dessas medidas para o acesso a disco. 
Latência: Dentro do HD, os discos magnéticos giram continuamente. Por isso, dificilmente os setores a serem lidos estarão sob a cabeça de leitura/gravação no exato momento de executar a operação, podendo, no pior dos casos, ser necessário uma volta completa do disco até o setor desejado passar novamente sob a cabeça de leitura.
Tempo de Acesso (Access Time): O tempo de acesso, é o tempo médio que o disco demora para acessar um setor localizado em um local aleatório do disco. Este tempo é um misto do tempo de busca e do tempo de latência do disco rígido, significando o tempo que o braço de leitura demora para chegar a uma determinada trilha somado com o tempo que o disco demora para girar e chegar ao setor certo.
Tempo de posicionamento (seek time): O tempo de posicionamento indica o tempo que a cabeça de leitura demora para ir de uma trilha à outra do disco. O tempo de busca é importante, pois ele é o fator que mais influencia no tempo de acesso e conseqüentemente na performance geral do HD.
O desempenho do HD é um fator que influencia muito no desempenho global do sistema, determinando o tempo de carregamento dos aplicativos e arquivos grandes e até mesmo a velocidade de acesso ao arquivo de troca. Para ser carregado um programa ou acessado qualquer outro dado, é preciso primeiramente transferi-lo do disco rígido para a memória.
Explique DMA. Porque ele facilita a multitarefa ?
A tecninca de DMA permite que um bloco de dados seja transferido entre a memoria principal e o dispositivo de i/o, sem a intervenção do processador, exceto no inicio e no fim da transferência. Quando o sistema deseja ou gravar bloco de dados, o processador informa ao contolador sua localização, o dispositivo de i/o, a posição inicial da memoria de onde os dados serão lidos ou gravados e o tamanho do bloco. Com essas informações o controlador realiza a transferência entre o periférico e a memoria principal, e o processador somente e interrompido no final da operação. O fato do processador ser pouco utilizado nesse processo o torna livre para realização de outras tarefas.
Múltipla escolha
No contexto de gerência de disco, um dos maiores problema com a alocação indexada é o acesso direto a arquivos. 
Falso!
No contexto de gerência de disco, um dos maiores problema com a alocação encadeada é a dificuldade para acesso direto a arquivos.
Verdadeiro!	
No contexto de gerência de disco, um dos maiores problema com a alocação contígua é a dificuldade para acesso direto a arquivos.
Falso!
Sobre extents (ou extensões) é possível afirmar que:
R: É um recurso surgido na alocação contigua, permitindo a divisão do arquivo em várias pedaços de tamanhos diferentes. 
Sobre características de dispositivo, é possível afirmar que:
R: Dispositivos de caracteres são aqueles em que o acesso é feito byte a byte, como um teclado. 
Sobre sistemas de arquivos é possível afirma que:
R: É possível simular uma estrutura de diretórios multiníveis com uma estrutura de diretório de um único nível, usando nomes longos de arquivos.
Sobre montagem de dispositivo, é possível afirmar que:
R: Montagem é o processo de associar um dispositivo, ou parte dele, a uma entrada no sistema de arquivos. 
Sobre os métodos de tratamento de I/O, é possível afirmar que:
R: Métodos não-bloqueantes são assíncronos, permitindo que o usuário envie comando ao dispositivo e continua o processamento. 
Os sistemas op. modernos obtém flexibilidade significativa dos múltiplos estágios de tabela de pesquisa no caminho entre um pedido e uma controladora de dispositivo físico. 
- A.Contígua => requer que cada arquivo ocupe um conjunto de blocos contíguos no disco. Os endereços de disco definem uma ordenação linear no disco. É definida pelo endereço de disco do primeiro bloco e tamanho em unidades de bloco. Um problema é determinar quanto espaço é necessário para um arquivo
A.Indexada => suporta o acesso direto, sem sofrer de fragmentação externa, porque qualquer bloco livre no disco pode satisfazer um pedido por mais espaço. Porém sofre de desperdício de espaço. O custo de ponteiros de bloco de indice é geralmente maior que o custo dos ponteiros da alocação encadeada.