Lista 01 - SISTEMAS OPERACIONAIS

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Questão 01. Defina sistema operacional e liste cinco serviços oferecidos por um 
sistema operacional moderno. 
Definição: Máquina estendida e simplificada. 
Opera em modo núcleo fornecendo aos programadores um conjunto de recursos abstratos 
de hardware e gerenciando esses recursos de hardware. 
Serviços oferecidos: Processadores, memória, temporizadores, discos e interface de rede. 
 
Questão 02. O sistema operacional pode ser visto como um gerenciador de recursos 
ou como uma máquina estendida. Explique o que são estas diferentes visões e dê 
características de cada uma. 
Gerenciador de recursos​: O sistema operacional tem como tarefa principal manter o 
controle sobre quem está usando qual recurso, garantindo suas requisições de recursos, 
controlando as contas e mediando conflitos de requisições entre diferentes programas e 
usuários. 
Máquina estendida:​ O sistema operacional é responsável por criar abstrações e, em 
seguida, implementar e gerenciar os objetos abstratos criados. 
 
Questão 03. Os primeiros sistemas operacionais eram monoprogramáveis. Dê 
características desse tipo de sistema e explique o motivo destes terem sido os 
primeiros a serem desenvolvidos. 
O sistema operacional só irá permitir que apenas um programa/tarefa seja executado por 
vez. Ou seja, enquanto um programa aguarda por um evento, o processador permanece 
ocioso, sem realizar qualquer tipo de processamento. 
 
Questão 04. O que são sistemas multiprogramáveis? Dê características desse tipo de 
sistema. 
O sistema operacional permite que enquanto um programa espera determinada operação, 
outros programas podem estar sendo processados neste mesmo intervalo de tempo. 
Nesse caso, existe o compartilhamento da memória e do processador. 
O sistema operacional se preocupa em gerenciar o acesso concorrente aos seus diversos 
recursos de forma ordenada e protegida. 
 
Questão 05. Como sistemas multiprogramáveis podem ser classificados? Dê 
características de cada um desses tipos. 
Sistemas Batch: ​ Consiste em submeter ao computador um batch(lote) de programas de 
uma só vez. Os jobs (script com lote de programas) dos usuários são submetidos em ordem 
sequencial para a execução. 
Os programas, nesse tipo de sistema operacional, eram submetidos para a execução por 
meio de cartões perfurados e armazenados em disco ou fito, onde aguardavam para ser 
processados. Posteriormente, em função da disponibilidade de espaço na memória 
principal, os programas são executados, produzindo uma saída em disco ou fita. 
O processamento batch não exige interação do usuário com a aplicação. 
Sistemas de Tempo Compartilhado:​ Permitem que diversos programas sejam executados 
a partir da divisão do tempo do processador em pequenos intervalos, denominados fatias de 
tempo. Caso a fatia de tempo não seja suficiente para a conclusão do programa, ele é 
interrompido pelo sistema operacional e substituído por um outro, enquanto fica aguardando 
por uma nova fatia de tempo. 
Sistemas de Tempo Real: ​Permitem que diversos programas sejam executados a partir da 
prioridade da execução do programa, que é definida pela própria aplicação. 
É bastante semelhante aos Sistemas de Tempo Compartilhado. O que caracteriza a 
diferença entre os dois tipos de sistemas é o tempo exigido no processamento das 
aplicações. Nos sistemas de Tempo Real não existe as fatias de tempo. Enquanto em 
Sistemas de Tempo Compartilhado o tempo de processamento pode variar sem afetar as 
aplicações em execução, nos Sistemas de Tempo Real os tempos de processamento 
devem estar dentro de limites rígidos. 
 
Questão 06. Atualmente, a maioria dos computadores possui processadores com 
mais de um núcleo. Quais as vantagens que um sistema operacional, que explore 
esta característica, pode ter sobre um sistema multiprogramável comum? 
A vantagem deste tipo de sistema é permitir que vários programas sejam executados ao 
mesmo tempo ou que um mesmo programa seja subdividido em partes para serem 
executadas simultaneamente em mais de um processador. Além disso, possui algumas 
vantagens específicas sobre os sistemas multiprogramáveis, tais como, escalabilidade, 
disponibilidade e balanceamento de carga. 
Escalabilidade: ​capacidade de aumentar o poder computacional do sistema apenas 
adicionando novos processadores. 
Disponibilidade: ​capacidade de manter o sistema em operação mesmo em caso de falhas. 
Balanceamento de carga: ​possibilidade de distribuir o processamento entre os diversos 
processadores da configuração, a partir da carga de trabalho de cada processador 
melhorando o desempenho do sistema como um todo. 
 
Questão 07. Qual a diferença entre sistemas fortemente acoplados e sistemas 
fracamente acoplados? 
Nos sistemas fortemente acoplados existem vários processadores compartilhando uma 
única memória física e dispositivos de E/S sendo gerenciados por um único sistema 
operacional. 
Nos sistemas fracamente acoplados existem dois ou mais sistemas computacionais 
conectados através de linhas de comunicação. Cada sistema funciona de forma 
independente possuindo seu próprio sistema operacional e gerenciando seus próprios 
recursos. 
 
Questão 08. O que são chamadas de sistemas? Cite 4 exemplos. 
São funções que solicitam um serviço do núcleo do sistema operacional sobre o qual ele 
está sendo executado. 
Exemplos: read(); fork(); printf(); exit(). 
 
Questão 09. Um processador opera sobre modo núcleo e modo usuário. Explique a 
diferença entre estes dois modos e por que eles existem. 
No modo Kernel é possível acesso irrestrito ao conjunto de instruções da máquina. Um 
processo deixa de executar em modo usuário e passa a executar em modo Kernel quando 
executa uma chamada de sistema. 
Para passar do modo usuário ao modo kernel, não é suficiente que um processo precise ou 
queira fazer acesso privilegiado ao hardware. É necessário que ele execute uma chamada de 
sistema. 
Com essa infraestrutura os programas em modo usuário não acessam toda a memória e, 
desta forma, previne que, por exemplo, programas sobrescrevam o sistema operacional. 
 
Questão 10. Descreva resumidamente o procedimento que ocorre quando uma 
chamada de sistema é realizada por um processo de usuário qualquer. 
Se um processo estiver executando um programa de usuário em modo usuário e precisar 
de um serviço do sistema, terá de executar uma instrução TRAP para transferir o controle 
ao sistema operacional. Este verifica os parâmetros para, então, descobrir o que quer o 
processo que está chamando. 
 
 
 
Questão 11. Os sistemas operacionais podem ser construídos de diferentes maneiras. 
Descreva as principais características de: 
a) Sistemas Monolíticos: ​O sistema operacional inteiro é executado como um único 
programa no modo núcleo; é escrito como uma coleção de rotinas, ligadas a um 
único grande problema binário executável; cada rotina tem uma interface bem 
definida quanto a parâmetros e resultados e cada uma delas é livre para chamar 
qualquer outra, se esta oferecer alguma computação útil de que a primeira 
necessite. 
b) Sistemas de camadas: ​Organização do sistema operacional como uma hierarquia 
de camadas, cada uma delas construída sobre a camada imediatamente inferior. 
 0. Alocação do processador e multiprogramação; 
1. Memória e gerenciamento de tambor; 
2. Comunicação operador-processo; 
3. Gerenciamento de entrada/saída; 
4. Programas do usuário; 
5. O operador. 
c) Micronúcleos: ​O sistema operacional é dividido em módulos pequenos, bem 
definidos, e apenas um desses módulos - o micronúcleo - é executado no modo 
núcleo e o restante é executado como processos do usuário comuns relativamente 
sem potência. 
d) Modelo cliente-servidor: ​Variação da ideia do Micronúcleo. Há duas classes de 
processos, os servidores, que prestam algum serviço, e os clientes, que usam esses 
serviços. 
 
Questão 12. O que uma máquina virtualfaz? 
Executa diferentes sistemas operacionais. 
 
Questão 13. Máquinas virtuais, ou hipervisores, podem ser classificadas em dois 
tipos: tipo 1 e tipo 2. Explique a diferença entre elas. 
Hipervisores tipo 1 são instalados diretamente sobre o hardware. 
Hipervisores tipo 2 são implementados para funcionarem como se fossem uma aplicação do 
sistema operacional hospedeiro operando em modo usuário, onde serão criadas as 
máquinas virtuais. Ou seja, um programa do sistema hospedeiro que oferece um ambiente 
para simular máquinas reais. 
 
Questão 14. Compare sistemas operacionais estruturados em exonúcleos com 
máquinas virtuais. 
Utilizando-se exonúcleo é poupado uma camada de mapeamento, pois é necessário 
apenas manter o registro de para qual máquina virtual foi atribuído qual recurso. Nos outros 
projetos, cada Máquina Virtual pena que tem seu próprio disco, com blocos indo de 0 a um 
valor máximo, de modo que o monitor de máquina virtual deve manter tabelas para 
remapear os endereços de disco.