Gestão de Sistemas Operacionais-1

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G.S.O – I – Gestão de Sistemas Operacionais I 
Prof. Cássio M. Baraky 
Email.: prof.baraky@gmail.com 
 
 
 
 
Apostila de: 
 
 
Gestão de Sistemas Operacionais – I 
( G.S.O – I ) 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Cássio Mendes Baraky 
Email: prof.baraky@gmail.com 
 
 
 
 
 
 
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G.S.O – I – Gestão de Sistemas Operacionais I 
Prof. Cássio M. Baraky 
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1 Conceitos Básicos do Computador ........................................................................ 4 
2 As unidades de informação: bit e byte ................................................................... 6 
2.1 Por que 1 Kb equivale a 1024 bytes? ............................................................. 6 
3 Fases Históricas da Computação ........................................................................... 7 
3.1 Primeira Fase (1945-1955) ............................................................................ 7 
3.2 Segunda Fase (1956-1965) ............................................................................ 7 
3.3 Terceira Fase (1966-1980)............................................................................. 9 
3.4 Quarta Fase (1981-1990) ............................................................................. 10 
3.5 Quinta Fase (1991- ) .................................................................................... 10 
3.6 Tabela de Características de cada Fase......................................................... 12 
4 Histórico dos sistemas operacionais..................................................................... 14 
5 Sistemas Operacionais......................................................................................... 16 
5.1 O que é um sistema operacional? ................................................................. 16 
5.2 Tipos de sistemas operacionais .................................................................... 16 
5.2.1 Sistema operacional em lote (Batch) .................................................... 16 
5.2.2 Sistema de tempo compartilhado.......................................................... 16 
5.2.3 Sistemas de computadores pessoais (Desktop) ..................................... 17 
5.2.4 Sistemas paralelos................................................................................ 17 
5.2.5 Sistema de tempo real .......................................................................... 17 
5.2.6 Sistemas distribuídos ........................................................................... 18 
5.2.7 Sistemas Multi-usuário ........................................................................ 18 
5.2.8 Sistemas de servidor ............................................................................ 18 
5.2.9 Sistemas embutidos (embarcados)........................................................ 19 
5.3 Funcionalidades do sistema operacional ...................................................... 19 
5.3.1 Gerência do processador ...................................................................... 19 
5.3.2 Gerência de memória ........................................................................... 19 
5.3.3 Gerência de dispositivos ...................................................................... 19 
5.3.4 Gerência de arquivos ........................................................................... 20 
5.3.5 Gerência de proteção ........................................................................... 20 
5.4 Estrutura de um sistema operacional ............................................................ 21 
5.4.1 Núcleo ................................................................................................. 21 
5.4.2 Drivers................................................................................................. 22 
5.4.3 Código de inicialização........................................................................ 22 
5.4.4 Programas utilitários ............................................................................ 22 
5.5 Gerência de tarefas ...................................................................................... 23 
5.6 O conceito de tarefa..................................................................................... 23 
5.7 A gerência de tarefas ................................................................................... 25 
6 Sistema Operacional MS-DOS ............................................................................ 29 
6.1 HISTÓRIA DO MS-DOS............................................................................ 29 
6.1.1 O IBM PC............................................................................................ 29 
6.2 Eecutando os comandos do MS-DOS .......................................................... 31 
6.2.1 Comandos internos do MS-DOS ......................................................... 32 
6.2.1.1 Comando DATE .............................................................................. 32 
6.2.1.2 Comando TIME............................................................................... 32 
6.2.1.3 Comando VER................................................................................. 32 
6.2.1.4 Comando CLS ................................................................................. 33 
6.2.1.5 Comando MEM ............................................................................... 33 
6.2.1.6 Comando Dir ................................................................................... 34 
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6.2.1.7 Comando para mudar a unidade de trabalho ..................................... 35 
6.2.1.8 Comandos de diretório ..................................................................... 36 
6.2.1.8.1 Comando MKDIR ou MD.......................................................... 36 
6.2.1.8.2 Comando CHDIR ou CD............................................................ 36 
6.2.1.8.3 Comando RD ou RMDIR........................................................... 36 
6.2.1.9 Comando TYPE............................................................................... 37 
6.2.1.10 Comando MORE ......................................................................... 37 
6.2.1.11 Comando COPY .......................................................................... 37 
6.2.2 Comandos externos do MS-DOS ......................................................... 38 
6.2.2.1 Comando DISKCOPY ..................................................................... 38 
6.2.2.2 Comando XCOPY ........................................................................... 39 
6.2.2.3 Comando ATTRIB........................................................................... 39 
6.2.2.4 Comando TREE............................................................................... 39 
6.2.2.5 Comando MOVE ............................................................................. 40 
6.2.3 Formatando disquetes e Discos Rígidos, apagando arquivos, e diretórios 
com conteúdo dentro. .......................................................................................... 41 
6.2.3.1 Comando FORMAT ........................................................................ 41 
6.2.3.2 Comando DEL ou ERASE............................................................... 41 
6.2.3.3 Comando TREE............................................................................... 42 
7 Arquivo .BAT ( LOTE / BATCH)....................................................................... 43 
7.1 Para que serve um arquivo .BAT?................................................................43 
7.2 Comandos de arquivos .BAT....................................................................... 43 
7.2.1 Comando ECHO.................................................................................. 43 
7.2.2 Comando GOTO.................................................................................. 43 
7.2.3 Comando CALL .................................................................................. 43 
7.2.4 Comando START ................................................................................ 44 
7.2.5 Comando choice [texto] [opções]......................................................... 44 
8 Bibliografia ......................................................................................................... 45 
 
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Prof. Cássio M. Baraky 
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1 Conceitos Básicos do Computador 
 
Um sistema computacional pode ser dividido em três componentes básicos e 
fundamentais, onde o funcionamento errado ou a falta de um destes três elementos 
pode acarretar uma falha neste sistema. 
 
 
Um sistema computacional pode ser dividido em: 
 
 
Hardware – Parte física do equipamento ( monitores, peças internas, teclado, mouse, 
impressoras e outros. 
 
 
Software – A parte lógica de um sistema computacional que corresponde a todos os 
programas, aplicativos e sistemas instalados e ou utilizados em uma maquina. Ex. 
(Windows, Linux, PowerDVD, MS-Word e outros). 
 
 
Peopleware – A expressão peopleware, ou usuários, pessoas que utilizam um sistema 
computacional, é utilizada para mostrar que em um sistema computacional o homem 
tem e sempre terá um papel muito importante. 
 
 
O hardware ainda pode ser dividido em periféricos e componentes de processamento 
principal, onde os componentes de processamento principais estão agrupados dentro 
de uma caixa metálica muitas vezes chamada erroneamente de CPU, quando o nome 
correto seria gabinete, a CPU (processador) está dentro do gabinete acoplado a outros 
equipamentos que fazem parte deste centro de processamento de dados. Todos os 
outros hardwares acoplados a este gabinete são chamados de periféricos, assim 
temos como periféricos hardwares como: mouse, teclado, monitor, impressora, 
microfone, caixas de som, scaner e muitos outros. 
 
 
O homem interage com a maquina, inserindo nela dados, aguardando seu 
processamento e esperando dentro de um curto espaço de tempo uma resposta para 
seu cálculos comando e outras entradas de dados possíveis. 
 
 
Os periféricos e hardwares do computador, ainda podem ser divididos em quatro 
conjuntos de dispositivos sendo eles: 
 
 
• Dispositivos de Entrada. 
 
 
• Dispositivos de Processamento. 
 
 
• Dispositivos de Saída. 
 
 
• Dispositivos de Entrada e Saída. 
 
 
 
Veja o organograma abaixo: 
 
 
 
 
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Dispositivos de entrada são todos os equipamentos periféricos ou não que nos dão a 
possibilidade de entrar com dados em um sistema computacional, como os principais 
dispositivos de entrada de dados temos: Teclado, mouse, microfone, Drive de CD-
Rom e muitos outros. 
 
Dispositivos de processamento são todos os dispositivos responsáveis pelos cálculos 
e pelo processamento das informações, sejam elas matemáticas, lógicas ou qualquer 
outro tipo. Quando falamos em dispositivos de processamento nos vem a cabeça um 
único dispositivo, o processador, realmente o processador e responsável por 
processar milhões de cálculos em poucos segundos ou frações do mesmo, mas ele 
não esta sozinho com o único dispositivo de processamento, para que ele possa 
exercer seu trabalho, dispositivos como, placa mãe, memória e placa de vídeo devem 
estar funcionando perfeitamente e se comunicando uns com os outros, outros 
dispositivos também muito importantes são os hardwares de armazenamento como 
discos rígidos, unidades de fita e placas de multimídia como placas de áudio, rede e 
outros estes dispositivos porem auxiliam no processamento mas uma maquina pode 
funcionar sem a presença obrigatória deles. 
 
Os dispositivos de saída são todos aqueles que nos retornam uma resposta dos dados 
processados pela maquina, nos dispositivos de saída ou de entrega de dados da 
maquina para o usuário temos como principal o monitor de vídeo e a impressora, 
também temos como dispositivos de saída as caixas de som, tornos CNC, bordadeiras 
e escultores digitais entre outros. 
 
OS dispositivos de entrada e saída são dispositivo que possibilitam tanto o 
carregamento do sistema computacional com informações ou seja a entrada de dados 
no sistema como a entrega de respostas ou simplesmente a copia de dados do 
sistema para unidades externas, os equipamentos de entrada e saída são muitos, 
começando pelo simples e já praticamente obsoleto Drive de disquete, passando pelos 
Drives de Gravadores de CD e DVD ate dispositivos USB como pendrives, MP3 
Player, MP4 e vários outros dispasitivos. 
 
 
 
 
 
 
 
Dispositivos 
de 
Entrada 
Dispositivos 
de 
Processamento 
Dispositivos 
de 
Saída 
Dispositivos 
de 
Entrada e Saída 
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2 As unidades de informação: bit e byte 
Em Informática é muito importante considerar a capacidade de armazenamento, já que 
quando se faz algo no computador, trabalha-se com arquivos que podem ser 
guardados para uso posterior. Evidentemente, quando se armazena algo, isto ocupa 
um certo espaço de armazenamento. 
 
Assim como a água é medida em litros ou o açúcar é medido em quilos, os dados de 
um computador são medidos em bits e bytes. Cada valor do código binário foi 
denominado "bit" (binary digit), que é a menor unidade de informação. 
 
Cada conjunto de 8 bits forma o byte, o qual corresponde a um caracter, seguindo o 
código binário. 
 
2.1 Por que 1 Kb equivale a 1024 bytes? 
 
No caso do quilo e de outras medidas de nosso dia-a-dia, a estrutura numérica é 
construída sobre a base 10. O termo quilo representa a milhar constituída de alguma 
coisa. Nossa base de trabalho numérica, sendo 10, faz com que, quando a base é 
elevada à terceira potência, atinja a milhar exatamente com 1000 unidades. 
 
Mas, quando falamos em bytes, grupos de bits, não estamos falando em base 10, mas 
sim em uma estrutura fundamentada no código binário, ou seja, na base 2, nos 2 
modos que o computador detecta, geralmente chamados de 0 e 1. 
 
Assim, quando queremos um quilo de bytes, temos que elevar essa base a algum 
número inteiro, até conseguir atingir a milhar. 
 
Mas não há número inteiro possível que atinja exatamente o valor 1.000. Então, ao 
elevarmos a base 2 à décima potência, teremos 1024. 
 
Com esse raciocínio agora podemos entender a seguinte tabela: 
Unidade de medida Número de caracteres Espaço 
1 byte 1 8 bits 
1 Kilobyte (Kb) 1.024 1024 bytes 
1 Megabyte (Mb) 1.048.576 1024 Kb 
1 Gigabyte (Gb) 1.073.741.824 1024 Mb 
1 Terabyte (Tb) 1,099511628 x e12 1024 Gb 
Portanto, concluímos que, por exemplo, quando se diz que um disco rígido tem 
capacidade de armazenamento de 4,3 Gb, são armazenados aproximadamente 4 
milhões e 500 mil caracteres. 
 
 
 
 
 
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3 Fases Históricas da Computação 
A evolução dos sistemas operacionais está, em grande parte, relacionada ao 
desenvolvimento de equipamentos cada vez mais velozes, compactos e de custos 
baixos, e à necessidade de aproveitamento e controle desses recursos. 
 
Neste histórico dividimos essa evolução em fases, once destacamos, em cada uma, 
sues principals características de hardware, software, interação com o sistema e 
aspectos de conectividade. 
 
3.1 Primeira Fase (1945-1955) 
No início da Segunda Guerra Mundial, surgiram os primeiros computadores digitais, 
formados por milhares deválvulas, que ocupavam areas enormes, sendo de 
funcionamento lento e duvidoso. 
 
O ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer) foi o primeiro computador 
digital de propósito geral. Criado pare a realização de cálculos balísticos, sue estrutura 
possuía 18 mil válvulas, 10 mil capacitores, 70 mil resistores e pesava 30 toneladas. 
Quando em operação, consumia cerca de 140 quilowatts e era capaz de realizar 5 mil 
adições por segundo. 
 
Para trabalhar nessas máquinas, era necessário conhecer profundamente o 
funcionamento do hardware, pods a programação era feita em painéis, através de fios, 
utilizando linguagem de máquina. 
 
Nessa fase, ainda não existia o conceito de sistema operacional. 
Outros computadores foram construídos nessa mesma época, como o EDVAC 
(Electronic Discrete Variable Automatic Computer) e o IAS (Princeton Institute for 
Advanced Studies), mas eram utilizados, praticamente, apenas nas universidades e 
nos órgãos militares. 
 
Com o desenvolvimento da indústria de computadores, muitas empresas foram 
fundadas ou investiram no setor, como a Sperry e a IBM, o que levou a criação dos 
primeiros computadores pare aplicações comerciais. A primeira máquina fabricada 
com esse propósito e bem-sucedida foi o UNIVAC I (Universal Automatic Computer), 
criado especialmente pare o censo americano de 1950. 
 
3.2 Segunda Fase (1956-1965) 
A criação do transistor e das memórias magnéticas contribui pare o enorme avanço 
dos computadores da época. O transistor permitiu o aumento da velocidade e da 
confiabilidade do processamento, e as memórias magnéticas permitiram o acesso 
mais rápido aos dados, major capacidade de armazenamento e computadores 
menores. 
 
Com o surgimento das primeiras linguagens de programação, como Assembly e 
Fortran, os programas deixaram de ser feitos diretamente no hardware, o que facilitou 
enormemente o processo de desenvolvimento de programas. 
 
Já não era mais possível conviver com tantos procedimentos manuais como os 
anteriores, que não permitiam o uso eficiente do computador e de seus recursos. Os 
primeiros sistemas operacionais surgiram, justamente, pare tentar automatizar as 
tarefas manuais 
 
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Inicialmente, os programas passaram a ser perfurados em cartões, que, submetidos a 
uma leitora, eram gravados em uma fita de entrada (Figura 4a). A fita, então, era lida 
pelo computador, que executava um programa de cada vez, gravando o resultado do 
processamento em uma fita de saída (Figura 4b). Ao terminar de todos os programas, 
a fita de saída era lida e impressa (Figura 4c). A esse tipo de processamento, onde um 
lote (batch) de programas era submetido ao computador, deu-se o nome de 
processamento batch. 
 
Pode não parecer um avanço, mas anteriormente os programas eram submetidos pelo 
operador, um a um, fazendo com que o processador ficasse ocioso entre a execução, 
ao de um programa e outro. 
 
Com o processamento batch, um grupo de programas era submetido de uma só vez, o 
que diminuía o tempo existente entre a execução dos programas, permitindo, assim, 
melhor uso do processador. 
 
Os sistemas operacionais passaram a ter seu próprio conjunto de rotinas pare 
operações de entrada/saída (Input/Output Control System—IOCS), que veio facilitar 
bastante o processo de programação. O IOCS eliminou a necessidade de os 
programadores desenvolverem sues próprias rotinas de leitura/gravação específicas 
para cada dispositivo periférico. Essa facilidade de comunicação criou o conceito de 
independência de dispositivos. 
 
Importantes avanços, em nível de hardware, foram implementados no final dessa fase, 
principalmente na linha 7094 da IBM. Entre eles, destacamos o conceito de canal, que 
veio permitir a transferência de dados entre dispositivos de entrada/saída e memória 
principal de forma independente da UCP. Ainda nessa fase, destacamos os sistemas 
FMS (Fortran Monitor System) e IBSYS. 
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3.3 Terceira Fase (1966-1980) 
Através dos circuitos integrados (CIs) e, posteriormente, dos microprocessadores, foi 
possível viabilizar e difundir o uso de sistemas computacionais por empresas, devido a 
diminuição de seus custos de aquisição. Além disso, houve grande aumento do poder 
de processamento e diminuição no tamanho dos equipamentos. 
 
Com base nessa nova tecnologia, a IBM lançou em 1964 a Série 360. Esse 
lançamento causou uma revolução na indústria de informática, pois introduzia uma 
linha (família) de computadores pequena, poderosa e, principalmente, compatível. Isso 
permitiu que uma empresa adquirisse um modelo mais simples e barato e, conforme 
sues necessidades, mudasse pare modelos com mais recursos, sem comprometer 
sues aplicações já existentes. Para essa série, foi desenvolvido o sistema operacional 
OS/360, que tentava atender todos os tipos de aplicações e periféricos. Apesar de 
todos os problemas desse equipamento e de seu tamanho físico, a Série 360 
introduziu novas técnicas, utilizadas ate hoje. 
 
Na mesma época, a DEC lançou a linha PDP-8, também revolucionária, pois 
apresentava uma linha de computadores de porte pequeno e baixo custo, se 
comparada aos mainframes ate então comercializados, criando um novo mercado, o 
de minicomputadores. 
 
A evolução dos processadores de entrada/saída permitiu que, enquanto um programa 
esperasse por uma operação de leitura/gravação, o processador executasse um outro 
programa. Para tal, a memória foi dividida em partições, onde cada programa 
esperava sue vez pare ser processado. A essa técnica de compartilhamento da 
memória principal e processador deu-se o nome de multiprogramação. 
 
Com a substituição das fitas por discos no processo de submissão dos programas, o 
processamento batch tornou-se mais eficiente, pois permitia a alteração na ordem de 
execução das tarefas, ate então puramente seqüencial. A essa técnica de submissão 
de programas chamou-se spooling, que, mais tarde, também viria a ser utilizada no 
processo de impressão. 
 
Os sistemas operacionais, mesmo implementando o processamento batch e a 
multiprogramação, ao, ainda estavam limitados a processamentos que não exigiam 
comunicação com o usuário. Para permitir a interação rápida entre o usuário e o 
computador, foram adicionados terminais de vídeo e teclado (interação on-line). 
 
A multiprogramação evoluiu preocupada em oferecer aos usuários tempos de 
respostas razoáveis e uma interface cada vez mais amigável. Para tal, cada programa 
na memória utilizaria o processador em pequenos intervalos de tempo. A esse sistema 
de divisão de tempo do processador chamou-se timesharing (tempo compartilhado). 
Outro fato importante nessa fase foi o surgimento do sistema operacional Unix (1969). 
Concebido inicialmente em um minicomputador PDP-7, baseado no sistema MULTICS 
(Multiplexed Information and Computing Service), o Unix foi depois rescrito em uma 
linguagem de alto nível (linguagem C), tornando-se conhecido por sue portabilidade. 
 
No final dessa fase, com a evolução dos microprocessadores, surgiram os primeiros 
microcomputadores, muito mais baratos que qualquer um dos computadores ate então 
comercializados. 
 
Entre eles, destacamos os micros de 8 bits da Apple e o sistema operacional CP/M 
(Control Program Monitor). 
 
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3.4 Quarta Fase (1981-1990) 
A integração em large escala (Large Scale Integration-LSI) e a integração em muito 
large escala (Very Large Scale Integration-VLSI) levaram adiante o projeto de 
miniaturização e barateamento dos equipamentos. Os mini e superminicomputadores 
se firmaram no mercado e os microcomputadores ganharam um grande impulso. 
 
Nesse quadro surgiram os microcomputadores PC (Personal Computer) de 16 bits da 
IBM e o sistema operacionalDOS (Disk Operation System), criando a filosofia dos 
computadores pessoais. Na área dos minis e superminicomputadores ganharam 
impulso os sistemas multiusuário, com destaque pare os sistemas compatíveis com o 
Unix (Unix-like) e o VMS (Virtual Memory System) da DEC. Surgem as estações de 
trabalho (workstations) que, apesar de monousuárias, permitem que se executem 
diversas tarefas concorrentemente, criando o conceito de multitarefa. 
 
No final dos anos 80, os computadores tiveram um grande avanço, decorrente de 
aplicações que exigiam um enorme volume de cálculos. Para acelerar o 
processamento, foram adicionados outros processadores, exigindo dos sistemas 
operacionais novos mecanismos de controle e sincronismo. Com o 
multiprocessamento, foi possível a execução de mais de um programa 
simultaneamente, ou ate de um mesmo programa por mais de um processador. Além 
de equipamentos com múltiplos processadores, foram introduzidos processadores 
vetoriais e técnicas de paralelismo em diferentes níveis, fazendo com que os 
computadores se tornassem ainda mais poderosos. 
 
As redes distribuídas (Wide Area Network- WANs) se difundiram por todo o mundo, 
permitindo o acesso a outros sistemas de computação, independentemente de estado, 
país e, ate mesmo, fabricante. 
 
Nesse contexto são desenvolvidos inúmeros protocolos de rede, alguns proprietários, 
como o DECnet da DEC e o SNA (System Network Architecture) da IBM, e outros de 
domínio público, como o TCP/IP e o CCITT X.25. Surgem as primeiras redes locals 
(Local Area Network—LANs) interligando pequenas áreas. Os softwares de rede 
passaram a estar intimamente relacionados ao sistema operacional e surgem os 
sistemas operacionais de rede. 
 
3.5 Quinta Fase (1991- ) 
Grandes avanços em termos de hardware, software e telecomunicações podem ser 
esperados ate o final deste século. Essas mudanças são conseqüência da evolução 
das aplicações, que necessitam cada vez mais de capacidade de processamento e 
armazenamento de dados. Sistemas especialistas, sistemas multimídia, banco de 
dados distribuídos, inteligência artificial e redes neurais são apenas alguns exemplos 
da necessidade cada vez major. 
 
A evolução da microeletrônica permitirá o desenvolvimento de processadores e 
memórias cada vez mais velozes e baratos, Além de dispositivos menores, mais 
rápidos e com major capacidade de armazenamento. Os componentes baseados em 
tecnologia VLSI (Very Large Scale Integration) evoluem rapidamente pare o ULSI 
(Ultra Large Scale Integration). 
 
Os computadores da próxima geração têm de ser muito mais eficientes que os atuais, 
pare atender o volume cada vez major de processamento. Para isso, está ocorrendo 
uma mudança radical na filosofia de projeto de computadores. Arquiteturas paralelas, 
baseadas em organizações de multiprocessadores não convencionais, já se 
encontram em desenvolvimento em varies universidades e centros de pesquisa do 
mundo. 
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A evolução do hardware encadeará modificações profundas nas disciplines de 
programação pare fazer melhor uso das arquiteturas paralelas. Assim, novas 
linguagens e metodologias de programação concorrentes estão sendo desenvolvidas, 
em particular, fazendo uso extensivo de inteligência artificial e CAD (Computer-Aided 
Design). 
 
O conceito de processamento distribuído será explorado nos sistemas operacionais, 
de forma que sues funções estejam espalhadas por vários processadores através de 
redes de computadores. Isso só será possível devido a redução, ao dos custos de 
comunicação e ao aumento na taxa de transmissão de dados. 
 
A arquitetura cliente-servidor aplicada basicamente a redes locais passe a ser 
oferecida em redes distribuídas, permitindo que qualquer pessoa tenha acesso a todo 
tipo de informação, independentementede once esteja armazenada. Problemas de 
segurança, gerência e desempenho tornam-se fatores importantes relacionados ao 
sistema operacional e a rede. 
 
A década de 90 foi definitiva pare a consolidação dos sistemas operacionais baseados 
em interfaces gráficas. Apesar da evolução da interface, a forma de interação com os 
computadores sofrerá, talvez, uma das modificações mais visíveis. Novas interfaces 
homem-máquina serão utilizadas, como linguagens naturais, sons e imagens, fazendo 
essa comunicação mais inteligente, simples e eficiente. 
 
Os conceitos e implementações só vistos em sistemas considerados de grande porte 
estão sendo introduzidos na maioria dos sistemas desktop, como na família Windows 
da Microsoft, no Unix e no OS/2 da IBM. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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3.6 Tabela de Características de cada Fase 
 
 
Existe uma grande distância entre os circuitos eletrônicos e dispositivos de hardware e 
os programas aplicativos em software. Os circuitos são complexos, acessados através 
de interfaces de baixo nível (geralmente usando as portas e entrada/saída do 
processador) e muitas vezes suas características e seu comportamento dependem da 
tecnologia usada emsua construção. Por exemplo, a forma de acesso de baixo nível a 
discos rígidos IDE difere da forma de acesso a discos SCSI ou leitores de CD. Essa 
grande diversidade pode ser uma fonte de dores de cabeça para o desenvolvedor de 
aplicativos. Portanto, torna-se desejável oferecer aos programas aplicativos uma forma 
de acesso homogênea aos dispositivos físicos, que permita abstrair as diferenças 
tecnológicas entre eles. 
 
O sistema operacional é uma camada de software que opera entre o hardware e os 
programas aplicativos voltados ao usuário final. O sistema operacional é uma estrutura 
de software ampla,muitas vezes complexa, que incorpora aspectos de baixo nível 
(como drivers de dispositivos e gerência de memória física) e de alto nível (como 
programas utilitários e a própria interface gráfica). 
 
A figura 1 ilustra a arquitetura geral de um sistema de computação típico. Nela, 
podemos observar elementos de hardware, o sistema operacional e alguns programas 
aplicativos. 
 
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4 Histórico dos sistemas operacionais 
Os primeiros sistemas de computação, no final dos anos 40 e início dos anos 50, não 
possuíam sistema operacional. Por outro lado, os sistemas de computação atuais 
possuem sistemas operacionais grandes, complexos e em constante evolução. A 
seguir são apresentados alguns dos marcos mais relevantes na história dos sistemas 
operacionais: 
 
Anos 40: cada programa executava sozinho e tinha total controle do computador. 
 
A carga do programa em memória, a varredura dos periféricos de entrada para busca 
de dados, a computação propriamente dita e o envio dos resultados para os periférico 
de saída, byte a byte, tudo devia ser programado detalhadamente pelo desenvolvedor 
da aplicação. 
 
Anos 50: os sistemas de computação fornecem“bibliotecas de sistema” 
(systemlibraries) que encapsulam o acesso aos periféricos, para facilitar a 
programação de aplicações. 
 
Algumas vezes um programa “monitor” (system monitor) auxilia a carga e descarga de 
aplicações e/ou dados entre a memória e periféricos (geralmente 
leitoras de cartão perfurado, fitas magnéticas e impressoras de caracteres). 
 
1961 : o grupo do pesquisador Fernando Corbató, do MIT, anuncia o desenvolvimento 
do CTSS – Compatible Time-Sharing System[CDD62], o primeiro sistema operacional 
com compartilhamento de tempo. 
 
1965 : a IBMlança o OS/360, um sistema operacional avançado, com 
compartilhamento de tempo e excelente suporte a discos. 
 
1965 : um projeto conjunto entre MIT, GE e Bell Labs define o sistema operacional 
Multics, cujasidéias inovadoras irão influenciar novos sistemas durante décadas. 
 
1969 : Ken Thompson e Dennis Ritchie, pesquisadores dos Bell Labs, criam a primeira 
versão do UNIX. 
 
1981 : a Microsoft lança o MS-DOS, um sistema operacional comprado da empresa 
Seattle Computer Products em 1980. 
 
1984 : a Apple lança o sistema operacional Macintosh OS 1.0, o primeiro a ter uma 
interface gráfica totalmente incorporada ao sistema. 
 
1985 : primeira tentativa daMicrosoft no campo dos sistemas operacionais 
cominterface gráfica, através do MS-Windows 1.0. 
 
1987 : Andrew Tanenbaum, um professor de computação holandês, desenvolve um 
sistema operacional didático simplificado, mas respeitando a API do UNIX, que foi 
batizado como Minix. 
 
1987 : IBM e Microsoft apresentam a primeira versão do OS/2, um sistema multitarefa 
destinado a substituir o MS-DOS e o Windows. Mais tarde, as duas empresas rompem 
a parceria; a IBM continua no OS/2 e a Microsoft investe no ambiente Windows. 
 
1991 : Linus Torvalds, um estudante de graduação finlandês, inicia o desenvolvimento 
do Linux, lançando na rede Usenet o kernel 0.01, logo abraçado por centenas de 
programadores ao redor do mundo. 
 
1993 : a Microsoft lança oWindows NT, o primeiro sistema 32 bits da empresa. 
 
1993 : lançamento dos UNIX de código aberto FreeBSD e NetBSD. 
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Prof. Cássio M. Baraky 
Email.: prof.baraky@gmail.com 
 
2001 : a Apple lança o MacOS X, um sistema operacional derivado da família UNIX 
BSD. 
 
2001 : lançamento doWindows XP. 
 
2004 : lançamento do núcleo Linux 2.6. 
 
2006 : lançamento doWindows Vista. 
 
Esse histórico reflete apenas o surgimento de alguns sistemas operacionais 
relativamente populares; diversos sistemas acadêmicos ou industriais de grande 
importância pelas contribuições inovadoras, como Mach, Chorus, QNX e Plan 9, não 
estão representados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5 Sistemas Operacionais 
5.1 O que é um sistema operacional? 
O sistema operacional é o componente de um sistema computacional que faz o 
interfaceamento homem – maquina, o sistema operacional nos permite controlar todo 
o sistema de computação dês do hardware até o software. 
 
Podemos considerar um sistema operacional como um alocador de recursos. Um 
sistema de computação possui muitos recursos (hardware e software) que podem ser 
necessários para resolver um problema: tempo de CPU, espaço na memória, espaço 
de armazenamento de arquivos, dispositivos de entrada e saída entre outros. 
 
O sistema operacional atua como gerente de recursos e os aloca a programas e 
usuários específicos conforme o necessário para a execução das tarefas. 
 
O sistema operacional e um software que esta sempre em execução no computador. 
 
5.2 Tipos de sistemas operacionais 
 
Os sistemas operacionais podem ser classificados segundo diversos parâmetros e 
perspectivas, como tamanho, velocidade, suporte a recursos específicos, acesso à 
rede, etc. A seguir são apresentados alguns tipos de sistemas operacionais usuais 
(muitos sistemas operacionais se encaixam bem em mais de uma das categorias 
apresentadas): 
5.2.1 Sistema operacional em lote (Batch) 
os sistemas operacionais mais antigos trabalhavam “por lote”, ou seja, todos os 
programas a executar eram colocados em uma fila, com seus dados e demais 
informações para a execução. O processador recebia um programa após o outro, 
processando-os em seqüência, o que permitia um alto grau de utilização do sistema. 
Ainda hoje o termo “em lote” é usado para designar um conjunto de comandos que 
deve ser executado em seqüência, sem interferência do usuário. 
 
Exemplos desses sistemas incluem o OS/360 e VMS, entre outros. 
5.2.2 Sistema de tempo compartilhado 
O tempo compartilhado, ou multitarefa, é uma extensão lógica da multiprogramação. A 
CPU executa vários jobs alternando entre eles, mas as trocas ocorrem com tanta 
freqüência que os usuários podem interagir com cada programa durante sua 
execução. 
 
Um sistema interativo permite a comunicação direta entre o usuário e o sistema. O 
usuário passa informações ao sistema operacional ou a um programa diretamente, 
usando um teclado ou mouse, e espera resultados imediatos. 
 
Um sistema operacional de tempo compartilhado utiliza o escalonamento de CPU e a 
multiprogramação para oferecer a cada usuário uma pequena parte de um computador 
de tempo compartilhado. 
 
Um programa carregado na memória e executando é normalmente chamado de 
processo. 
 
Os sistema de tempo compartilhado são bem mais complexos que os 
multiprogramados. 
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A idéia de tempo compartilhado foi apresentada pela primeira vez em 1960, mas como 
os sistemas de tempo compartilhado são difíceis e caros de construir, só se tornaram 
comuns no inicio dos anos 70. 
5.2.3 Sistemas de computadores pessoais (Desktop) 
Os computadores pessoais apareceram nos anos 70. Durante a primeira década, a 
CPU ns PCs não tinha os recursos necessários para proteger um sistema operacional 
dos programas do usuário. Os sistemas operacionais para PC, protanto, não eram 
nem multiuruário nem multitarefa. 
 
A meta destes sistemas operacionais mudaram com o tempo; em vez de maximizar a 
utilização da CPU e periféricos, os sistemas optam por maximizar a conveniência e a 
capacidade de resposta ao usuário. 
 
um sistema operacional “de mesa” é voltado ao atendimento do usuário doméstico e 
corporativo para a realização de atividades corriqueiras, como edição de textos e 
gráficos, navegação na Internet e reprodução de mídias simples. Sua principais 
características são a interface gráfica, o suporte à interatividade e a operação em 
rede. Exemplos de sistemas desktop são o Windows XP, MacOS X e Linux. 
5.2.4 Sistemas paralelos 
A maioria dos sistemas existentes até hoje são sistema de um único processador, ou 
seja, só tem uma CPU principal. No entanto, existe uma tendência em direção aos 
sistemas de multiprocessador. Tais sistemas têm mais de um processador em 
comunicação ativa, compartilhando o barramento, o clock, e as vezes, a memória e os 
dispositivos periféricos. 
 
Uma vantagem e a maior produção. Aumentando o numero de processadores, espera-
se realizar mais trabalho em menos tempo. 
 
A taxa de aumento de velocidade com n processadores, entretanto, não é n, mas 
menor que n. 
 
Se houver dez processadores e um falhar, cada um dos nove processadores restantes 
deverá pegar uma parte do trabalho do processador que falhou. Assim o sistema 
inteiro executa apenas 10% mais lentamente, em vez de parar por completo. 
 
Existem dois tipos de multiprocessamento, o multiprocessamento assimétrico e o 
simétrico. 
 
No assimétrico a cada processador é atribuído uma tarefa específica. Um processador 
mestre controla o sistema; os outros processadores procuram o mestre para receber 
instruções ou tem tarefas predefinidas. Esse esquema define uma relação mestre-
escravo. O processador mestre escalona e aloca trabalho para os processadores 
escravos. 
 
No multiprocessamento simétrico, todos os processadores são iguais; não existindo a 
relação mestre-escravo entre eles. Cada processador executa uma copia do sistema 
operacional de forma concorrente. 
5.2.5 Sistema de tempo real 
Ao contrário da concepção usual, um sistema operacional de tempo real não precisa 
ser necessariamente ultra-rápido; sua característica essencial é ter um comportamento 
temporal previsível (ou seja, seu tempo de resposta deve ser conhecido no melhor e 
pior caso de operação). A estrutura interna de um sistema operacional de tempo real 
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deve ser construída de forma a minimizar esperas e latências imprevisíveis, como 
temposde acesso a disco e sincronizações excessivas. 
 
Um sistema de tempo real é usado quando existem requisitos rígidos de tempo na 
operação de um processador ou no fluxo de dados; assim ele geralmente e usado 
como um dispositivo de controle em uma aplicação dedicada. 
 
Os sensores levam dados ao computador. O computador deve analisar os dados e 
talvez ajustar os controles para modificar as características dos sensores. 
 
Os sistemas que controlam experimentos científicos, sistemas de imagens médicas, 
sistemas de controle industrial, alguns sistema de injeção de combustíveis de veículos, 
sistemas de armas e outros. 
 
Existem duas classificações de sistemas de tempo real: soft real-time systems, nos 
quais a perda de prazos implica na degradação do serviço prestado. 
 
Um exemplo seria o suporte à gravação de CDs ou à reprodução de músicas. Caso o 
sistema se atrase, pode ocorrer a perda da mídia em gravação ou falhas na música 
que está sendo tocada. 
 
Por outro lado, nos hard real-time systems a perda de prazos pelo sistema pode 
perturbar o objeto controlado, com graves conseqüências humanas, econômicas ou 
ambientais. 
 
Exemplos desse tipo de sistema seriam o controle de funcionamento de uma turbina 
de avião a jato ou de uma caldeira industrial. 
 
Exemplos de sistemas de tempo real incluemoQNX, RT-Linux e VxWorks. 
 
Muitos sistemas embutidos têm características de tempo real, e vice-versa. 
5.2.6 Sistemas distribuídos 
Em um sistema operacional distribuído, os recursos de cada máquina estão 
disponíveis globalmente, de forma transparente aos usuários. Ao lançar uma 
aplicação, o usuário interage com sua janela, mas não sabe onde ela está executando 
ou armazenando seus arquivos: o sistema é quem decide, de forma transparente. Os 
sistemas operacionais distribuídos já existem há tempos (Amoeba e Clouds, por 
exemplo),mas ainda não são uma realidade de mercado. 
5.2.7 Sistemas Multi-usuário 
Um sistema operacionalmulti-usuário deve suportar a identificação do “dono” de cada 
recurso dentro do sistema (arquivos, processos, áreas dememória, conexões de rede) 
e impor regras de controle de acesso para impedir o uso desses recursos por usuários 
não autorizados. Essa funcionalidade é fundamental para a segurança dos sistemas 
operacionais de rede e distribuídos. Grande parte dos sistemas atuais são multi-
usuários. 
5.2.8 Sistemas de servidor 
Um sistema operacional servidor deve permitir a gestão eficiente de grandes 
quantidades de recursos (disco, memória, processadores), impondo prioridades e 
limites sobre o uso dos recursos pelos usuários e seus aplicativos. Normalmente um 
sistema operacional servidor também tem suporte a rede e multi-usuários. 
 
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5.2.9 Sistemas embutidos (embarcados) 
Um sistema operacional é dito embutido (embedded) quando é construído para operar 
sobre um hardware com poucos recursos de processamento, armazenamento e 
energia. Aplicações típicas desse tipo de sistema aparecem em telefones celulares, 
controladores industriais e automotivos, equipamentos eletrônicos de uso doméstico 
(leitores de DVD, TVs, fornos-micro-ondas, centrais de alarme, etc.). Muitas vezes um 
sistema operacional embutido se apresenta na forma de uma biblioteca a ser ligada ao 
programa da aplicação (que é fixa). Exemplos de sistemas operacionais embutidos 
são o µC/OS, Xylinx, LynxOS e VxWorks. 
5.3 Funcionalidades do sistema operacional 
Para cumprir seus objetivos de abstração e gerência, o sistema operacional deve atuar 
em várias frentes. Cada um dos recursos do sistema possui suas particularidades, o 
que impõe exigências específicas para gerenciar e abstrair os mesmos. Sob esta 
perspectiva, as principais funcionalidades implementadas por um sistema operacional 
típico são: 
5.3.1 Gerência do processador 
Também conhecida como gerência de processos ou de atividades, esta funcionalidade 
visa distribuir a capacidade de processamento de forma justa1 entre as aplicações, 
evitando que uma aplicação monopolize esse recurso e respeitando as prioridades dos 
usuários. O sistema operacional provê a ilusão de que existe um processador 
independente para cada tarefa, o que facilita o trabalho dos programadores de 
aplicações e permite a construção de sistemas mais interativos. Também faz parte da 
gerência de atividades fornecer abstrações para sincronizar atividades inter-
dependentes e prover formas de comunicação entre elas. 
5.3.2 Gerência de memória 
Tem como objetivo fornecer a cada aplicação uma área de memória própria, 
independente e isolada das demais aplicações e inclusive do núcleo do sistema. O 
isolamento das áreas de memória das aplicações melhora a estabilidade e segurança 
do sistema como um todo, pois impede aplicações com erros (ou aplicações 
maliciosas) de interferir no funcionamento das demais aplicações. 
 
Além disso, caso a memória RAM existente seja insuficiente para as aplicações, o 
sistema operacional pode aumentá-la de forma transparente às aplicações, usando o 
espaço disponível em um meio de armazenamento secundário (como um disco rígido). 
Uma importante abstração construída pela gerência de memória é a noção de 
memória virtual, que desvincula os endereços de memória vistos por cada aplicação 
dos endereços acessados pelo processador na memória RAM. Com isso, uma 
aplicação pode ser carregada em qualquer posição livre da memória, sem que seu 
programador tenha de se preocupar com os endereços de memória onde ela irá 
executar. 
5.3.3 Gerência de dispositivos 
Cada periférico do computador possui suas peculiaridades; assim, o procedimento de 
interação com uma placa de rede é completamente diferente da interação comum 
disco rígido SCSI. Todavia, existem muitos problemas e abordagens em comum para 
o acesso aos periféricos. Por exemplo, é possível criar uma abstração única para a 
maioria dos dispositivos de armazenamento como pen-drives, discos SCSI ou IDE, 
disquetes, etc, na forma de um vetor de blocos de dados. A função da gerência de 
dispositivos (também conhecida como gerência de entrada/saída) é implementar a 
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interação com cada dispositivo por meio de drivers e criar modelos abstratos que 
permitam agrupar vários dispositivos distintos sob a mesma interface de acesso. 
5.3.4 Gerência de arquivos 
Esta funcionalidade é construída sobre a gerência de dispositivos e visa criar arquivos 
e diretórios, definindo sua interface de acesso e as regras para seu uso. É importante 
observar que os conceitos abstratos de arquivo e diretório são tão importantes e 
difundidos que muitos sistemas operacionais os usam para permitir o acesso a 
recursos que nada tem a ver com armazenamento. 
 
Exemplos disso são as conexões de rede (nos sistemas UNIX e Windows, cada socket 
TCP é visto como um descritor de arquivo no qual pode-se ler ou escrever dados) e as 
informações do núcleo do sistema (como o diretório /proc do UNIX). 
 
No sistema operacional experimental Plan 9, todos os recursos do sistema operacional 
são vistos como arquivos. 
5.3.5 Gerência de proteção 
Com computadores conectados em rede e compartilhados por vários usuários, é 
importante definir claramente os recursos que cada usuário pode acessar, as formas 
de acesso permitidas (leitura, escrita, etc) e garantir que essas definições sejam 
cumpridas. Para proteger os recursos do sistema contra acessos indevidos, é 
necessário: 
 
a) definir usuários e grupos de usuários; 
 
b) identificar os usuários que se conectam ao sistema, através de procedimentos de 
autenticação; 
 
c) definir e aplicar regras de controle de acesso aos recursos, relacionando todos os 
usuários, recursos e formas de acesso e aplicando essas regras através de 
procedimentos de autorização; e finalmente 
 
d) registrar o uso dos recursos pelos usuários, para fins de auditoria e contabilização.Além dessas funcionalidades básicas oferecidas pela maioria dos sistemas 
operacionais, várias outras vêm se agregar aos sistemas modernos, para cobrir 
aspectos complementares, como a interface gráfica, suporte de rede, fluxos 
multimídia, gerência de energia, etc. 
 
As funcionalidades do sistema operacional geralmente são inter-dependentes: por 
exemplo, a gerência do processador depende de aspectos da gerência dememória, 
assim como a gerência de memória depende da gerência de dispositivos e da 
gerência de proteção. 
 
Alguns autores representam a estrutura do sistema operacional conforme indicado na 
figura 2. Nela, o núcleo central implementa o acesso de baixo nível ao hardware, 
enquanto os módulos externos representam as várias funcionalidades do sistema. 
 
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Uma regra importante a ser observada na construção de um sistema operacional é a 
separação entre os conceitos de política e mecanismo. Como política consideram-se 
os aspectos de decisão mais abstratos, que podem ser resolvidos por algoritmos de 
nível mais alto, como por exemplo decidir a quantidade de memória que cada 
aplicação ativa deve receber, ou qual o próximo pacote de rede a enviar para 
satisfazer determinadas especificações de qualidade de serviço. 
 
Por outro lado, como mecanismo consideram-se os procedimentos de baixo nível 
usados para implementar as políticas, ou seja, atribuir ou retirarmemória de uma 
aplicação, enviar ou receber um pacote de rede, etc. Os mecanismos devem ser 
suficientemente genéricos para suportar mudanças de política sem necessidade de 
modificações. Essa separação entre os conceitos de política e mecanismo traz uma 
grande flexibilidade aos sistemas operacionais, permitindo alterar sua personalidade 
(sistemas mais interativos ou mais eficientes) sem ter de alterar o código que interage 
diretamente com o hardware. 
 
Alguns sistemas, como o InfoKernel, permitem que as aplicações escolham as 
políticas do sistema mais adequadas às suas necessidades. 
5.4 Estrutura de um sistema operacional 
Um sistema operacional não é um bloco único e fechado de software executando 
sobre o hardware. Na verdade, ele é composto de diversos componentes com 
objetivos e funcionalidades complementares. Alguns dos componentes mais 
relevantes de um sistema operacional típico são: 
5.4.1 Núcleo 
É o coração do sistema operacional, responsável pela gerência dos recursos do 
hardware usados pelas aplicações. Ele também implementa as principais abstrações 
utilizadas pelos programas aplicativos. 
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5.4.2 Drivers 
Módulos de código específicos para acessar os dispositivos físicos. Existe um driver 
para cada tipo de dispositivo, como discos rígidos IDE, SCSI, portas USB, placas de 
vídeo, etc. Muitas vezes o driver é construído pelo próprio fabricante do hardware e 
fornecido em forma compilada (em linguagem de máquina) para ser acoplado ao 
restante do sistema operacional. 
5.4.3 Código de inicialização 
A inicialização do hardware requer uma série de tarefas complexas, como reconhecer 
os dispositivos instalados, testá-los e configurá-los adequadamente para seu uso 
posterior. Outra tarefa importante é carregar o núcleo do sistema operacional em 
memória e iniciar sua execução. 
5.4.4 Programas utilitários 
São programas que facilitam o uso do sistema computacional, fornecendo 
funcionalidades complementares ao núcleo, como formatação de discos e mídias, 
configuração de dispositivos, manipulação de arquivos (mover, copiar, apagar), 
interpretador de comandos, terminal, interface gráfica, gerência de janelas, etc. 
 
As diversas partes do sistema operacional se relacionam entre si conforme 
apresentado na figura 3. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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5.5 Gerência de tarefas 
Em um sistema de computação, é freqüente a necessidade de executar várias tarefas 
distintas simultaneamente. Por exemplo: 
 
• O usuário de um computador pessoal pode estar editando uma imagem, 
imprimindo um relatório, ouvindo música e trazendo da Internet um novo 
software, tudo ao mesmo tempo. 
 
• Em um grande servidor de e-mails, centenas de usuários conectados 
remotamente enviam e recebem e-mails através da rede. 
 
• Um navegador Web precisa buscar os elementos da página a exibir, analisar e 
renderizar o códigoHTML e o gráficos recebidos, animar os elementos da 
interface e responder aos comandos do usuário. 
 
No entanto, um processador convencional somente trata um fluxo de instruções 
decada vez. Até mesmo computadores com vários processadores (máquinas Dual 
Pentium ou processadores com tecnologia hyper-threading, por exemplo) têm mais 
atividades a executar que o número de processadores disponíveis. Como fazer para 
atender simultaneamente as múltiplas necessidades de processamento dos usuários? 
Uma solução ingênua seria equipar o sistema com um processador para cada tarefa, 
mas essa solução ainda é inviável econômica e tecnicamente. Outra solução seria 
multiplexar o processador entre as várias tarefas que requerem processamento. Por 
multiplexar entendemos compartilhar o uso do processador entre as várias tarefas, de 
forma a atendê-las da melhor maneira possível. 
 
Os principais conceitos abordados nesta parte do capítulo compreendem: 
• Como as tarefas são definidas; 
• Quais os estados possíveis de uma tarefa; 
• Como e quando o processador muda de uma tarefa para outra; 
• Como ordenar (escalonar) as tarefas para usar o processador. 
5.6 O conceito de tarefa 
Uma tarefa é definida como sendo a execução de um fluxo seqüencial de instruções, 
construído para atender uma finalidade específica: realizar um cálculo complexo, a 
edição deumgráfico, a formatação deumdisco, etc. Assim, a execução deuma 
seqüência de instruções em linguagem de máquina, normalmente gerada pela 
compilação de um programa escrito em uma linguagem qualquer, é denominada 
“tarefa” ou “atividade” (do inglês task). 
É importante ressaltar as diferenças entre os conceitos de tarefa e de programa: 
 
Um programa é um conjunto de uma ou mais seqüências de instruções escritas para 
resolver um problema específico, constituindo assim uma aplicação ou utilitário. O 
programa representa um conceito estático, sem um estado interno definido (que 
represente uma situação específica da execução) e sem interações com outras 
entidades (o usuário ou outros programas). Por exemplo, os arquivos 
C:\Windows\notepad.exe e /usr/bin/nano são programas de edição de texto. 
 
Uma tarefa é a execução, pelo processador, das seqüências de instruções definidas 
em um programa para realizar seu objetivo. Trata-se de um conceito dinâmico, que 
possui um estado interno bem definido a cada instante (os valores das variáveis 
internas e a posição atual da execução) e interage comoutras entidades: o usuário, os 
periféricos e/ou outras tarefas. 
Fazendo uma analogia clássica, pode-se dizer que um programa é o equivalente de 
uma “receita de torta” dentro de um livro de receitas (um diretório) guardado em uma 
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estante (umdisco) na cozinha (o computador). Essa receita de torta define os 
ingredientes necessários e o modo de preparo da torta. Por sua vez, a ação de 
“executar” a receita, providenciando os ingredientes e seguindo os passos definidos na 
receita, é a tarefa propriamente dita. A cada momento, a cozinheira (o processador) 
está seguindo um passo da receita (posição da execução) e tem uma certa disposição 
dos ingredientes e utensílios em uso (as variáveis internas da tarefa). 
Assim como uma receita de torta pode definir várias atividades inter-dependentes para 
elaborar a torta (preparar a massa, fazer o recheio, decorar, etc), um programa 
tambémpodedefinir várias seqüências de execução inter-dependentes para atingir 
seus objetivos. Por exemplo, o programa do navegador Web ilustrado na figura abaixo 
define várias tarefas que uma janela de navegador deve executar simultaneamente, 
para que o usuário possa navegar na Internet: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Figura: Tarefas de um navegador Internet 
 
1. Buscar via rede os vários elementos que compõem a página Web; 
 
2. Receber, analisar e renderizar o código HTML e os gráficos recebidos; 
 
3. Animar os diferentes elementos que compõem a interface do navegador; 
 
4. Receber e tratar os eventos do usuário (clicks) nos botões do navegador; 
 
Dessa forma, o processador tem então de se multiplexar entre todas as tarefas 
definidas nessa “receita de torta” (e outras tarefas que possam estar sendo 
executadas pelos usuários) para atingir os objetivos esperados. Às vezes podemos ter 
mais de uma cozinheira trabalhando juntas na mesma cozinha, o que irá agilizar o 
trabalho, mas também tornará mais complexa a gerência das tarefas. 
 
4 
1 
2 
3 
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5.7 A gerência de tarefas 
Os primeiros sistemas de computação, nos anos 40, executavam apenas uma tarefa 
de cada vez. Nestes sistemas, cada programa binário era carregado do disco para a 
memória e executado até sua conclusão. Os dados de entrada da tarefa 
eramcarregados na memória juntamente com a mesma e os resultados obtidos no 
processamento eram descarregados de volta no disco após a conclusão da tarefa. 
Todas as operações de transferência de código e dados entre o disco e a memória 
eram coordenados por um operador humano. Esses sistemas primitivos eramusados 
sobretudo para aplicações de cálculo numérico,muitas vezes comfinsmilitares 
(problemas de trigonometria, balística, mecânica dos fluidos, etc). A figura a seguir 
ilustra um sistema desse tipo. 
 
 
 
Figura: Sistema mono-tarefa: 1) carga do código na memória, 2) carga dos dados 
na memória, 3) processamento, consumindo dados e produzindo resultados, 4) 
ao término da execução, a descarga dos resultados no disco. 
 
Nesse método de processamento de tarefas é possível delinear um diagrama de 
estados para cada tarefa executada pelo sistema, que está representado na figura 
abaixo. 
 
Coma evolução do hardware, as tarefas de carga e descarga de código entre memória 
e disco, coordenadas por um operador humano, passaram a se tornar críticas: mais 
 
 
Figura: Diagrama de estados de uma tarefa em um sistema mono-tarefa. 
 
 
tempo era perdido nesses procedimentos manuais que no processamento da tarefa 
em si. Para resolver esse problema foi construído um programa monitor, que era 
carregado namemória no início da operação do sistema coma função de coordenar a 
execução dos demais programas. O programa monitor executava basicamente os 
seguintes passos sobre uma fila de programas a executar, armazenada no disco: 
 
repetir 
carregar um programa do disco para a memória 
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carregar os dados de entrada do disco para a memória 
transferir a execução para o programa recém carregado 
aguardar o término da execução do programa 
escrever os resultados gerados pelo programa no disco 
até processar todos os programas da fila 
 
Percebe-se claramente que a função do monitor é gerenciar uma fila de programas a 
executar, mantida no disco. Na medida em que os programas são executados pelo 
processador, novos programas podem ser inseridos na fila pelo operador do sistema. 
Além de coordenar a execução dos demais programas, o monitor também colocava à 
disposição destes uma biblioteca de funções para simplificar o acesso aos dispositivos 
de hardware (teclado, leitora de cartões, disco, etc). Assim, o monitor de sistema 
constitui o precursor dos sistemas operacionais. 
 
O uso do programa monitor agilizou o uso do processador, mas outros problemas 
persistiam. Como a velocidade de processamento era muito maior que a velocidade de 
comunicação com os dispositivos de entrada e saída1, o processador ficava ocioso 
durante os períodos de transferência de informação entre disco ememória. Se a 
operação de entrada/saída envolvia fitas magnéticas, o processador podia ficar vários 
minutos parado, esperando. O custo dos computadores era elevado demais (e sua 
capacidade de processamento muito baixa) para permitir deixá-los ociosos por tanto 
tempo. 
 
A solução encontrada para resolver esse problema foi permitir ao processador 
suspender a execução da tarefa que espera dados externos e passar a executar outra 
tarefa. 
 
Mais tarde, quando os dados de que necessita estiverem disponíveis, a tarefa 
suspensa pode ser retomada no ponto onde parou. Para tal, é necessário ter mais 
memória (para poder carregar mais de um programa ao mesmo tempo) e definir 
procedimentos para suspender uma tarefa e retomá-la mais tarde. O ato de retirar um 
recurso de uma tarefa (neste caso o recurso é o processador) é denominado 
preempção. Sistemas que implementam esse conceito são chamados sistemas 
preemptivos. 
 
A adoção da preempção levou a sistemas mais produtivos (e complexos), nos quais 
várias tarefas podiam estar em andamento simultaneamente: uma estava ativa e as 
demais suspensas, esperando dados externos ou outras condições. Sistemas que 
suportavam essa funcionalidade foram denominados monitores multi-tarefas. O 
diagrama de estados da figura abaixo ilustra o comportamento de uma tarefa em um 
sistema desse tipo: 
 
Figura: Diagrama de estados de uma tarefa em um sistema multi-tarefas. 
 
 
1Essa diferença de velocidades permanece imensa nos sistemas atuais. Por exemplo, em um 
computador atual a velocidade de acesso à memória é de cerca de 10 nanossegundos (10 × 10−9s), 
enquanto a velocidade de acesso a dados em um disco rígido IDE é de cerca de 10 milissegundos (10 × 
10−3s), ou seja, um milhão de vezes mais lento! 
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Solucionado o problema de evitar a ociosidade do processador, restavam no entanto 
vários outros problemas a resolver. Por exemplo, um programa que contém um laço 
infinito jamais encerra; como fazer para abortar a tarefa, ou ao menos transferir o 
controle ao monitor para que ele decida o que fazer? Situações como essa podem 
ocorrer a qualquer momento, por erros de programação ou intencionalmente, como 
mostra o exemplo a seguir: 
 
 
 
Esse tipo de programa pode inviabilizar o sistema, pois a tarefa em execução nunca 
termina nem solicita operações de entrada/saída, monopolizando o processador e 
impedindo a execução das demais tarefas (pois o controle nunca volta ao monitor). 
Além disso, essa solução não era adequada para a criação de aplicações interativas. 
Por exemplo, um terminal de comandos pode ser suspenso a cada leitura de teclado, 
perdendo o processador. Se ele tiver de esperar muito para voltar ao processador, a 
interatividade com o usuário fica prejudicada. 
 
Para resolver essa questão, foi introduzido no início dos anos 60 um novo conceito: 
o compartilhamento de tempo, ou time-sharing, através do sistema CTSS – 
Compatible Time-Sharing System. Nessa solução, cada atividade que detém o 
processador recebe um limite de tempo de processamento, denominado quantum2. 
Esgotado seu quantum, a tarefa em execução perde o processador e volta para uma 
fila de tarefas “prontas”, que estão na memória aguardando sua oportunidade de 
executar. Essa “preempção por tempo de processamento” é implementada coma 
ajuda de temporizadores externos programáveis (implementados em hardware) que 
geram interrupções ao disparar. 
 
O diagrama de estados das tarefas deve ser reformulado para incluir a preempção por 
tempo que implementa a estratégia de tempo compartilhado. A figura abaixo apresenta 
esse novo diagrama, que é conhecido na literaturada área como diagrama de ciclo de 
vida das tarefas. 
 
Figura: Diagrama de estados de uma tarefa em um sistema de tempo compartilhado. 
 
 
2A duração atual do quantum depende muito do tipo de sistema operacional; no Linux ela varia de 10 
a 200 milissegundos, dependendo do tipo e prioridade da tarefa. 
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Os estados e transições do ciclo de vida apresentado na figura acima têm o seguinte 
significado: 
 
Nova : A tarefa está sendo criada, i.e. seu código está sendo carregado em memória, 
junto comas bibliotecas necessárias, e as estruturas de dados do núcleo estão sendo 
atualizadas para permitir sua execução. 
 
Pronta : A tarefa está em memória, pronta para executar (ou para continuar sua 
execução), apenas aguardando a disponibilidade do processador. Todas as tarefas 
prontas são organizadas em uma fila cuja ordem é determinada por algoritmos de 
escalonamento. 
 
Executando : O processador está dedicado à tarefa, executando suas instruções e 
fazendo avançar seu estado. 
 
Suspensa : A tarefa não pode executar porque depende de dados externos ainda não 
disponíveis (do disco ou da rede, por exemplo), aguarda algum tipo de sincronização 
(o fim de outra tarefa ou a liberação de algum recurso compartilhado) ou simplesmente 
espera o tempo passar (em uma operação sleeping, por exemplo). 
 
Terminada : O processamento da tarefa foi encerrado e ela pode ser removida da 
memória do sistema. 
 
Tão importantes quanto os estados das tarefas apresentados na figura 5 são as 
transições entre esses estados, que são explicadas a seguir: 
 
· · · !Nova : Esta transição ocorre quando uma nova tarefa é admitida no sistema e 
começa a ser preparada para executar. 
 
Nova!Pronta : ocorre quando a nova tarefa termina de ser carregada em memória, 
juntamente com suas bibliotecas e dados, estando pronta para executar. 
 
Pronta!Executando : esta transição ocorre quando a tarefa é escolhida pelo 
escalonador para ser executada, dentre as demais tarefas prontas. 
 
Executando!Pronta : esta transição ocorre quando se esgota a fatia de tempo 
destinada à tarefa (ou seja, o fimdo quantum); como nessemomento a tarefa não 
precisa de outros recursos além do processador, ela volta à fila de tarefas prontas, 
para esperar novamente o processador. 
 
Executando!Terminada : ocorre quando a tarefa encerra sua execução ou é abortada 
em conseqüência de algum erro (acesso inválido à memória, instrução ilegal, divisão 
por zero, etc). Na maioria dos sistemas a tarefa que deseja encerrar avisa o sistema 
operacional através de uma chamada de sistema (no Linux é usada a chamada exit). 
 
Terminada! · · · : Uma tarefa terminada é removida da memória e seus registros e 
estruturas de controle no núcleo são apagadas. 
 
Executando!Suspensa : caso a tarefa em execução solicite acesso a um recurso não 
disponível, como dados externos ou alguma sincronização, ela abandona o 
processador e fica suspensa até o recurso ficar disponível. 
 
Suspensa!Pronta : quando o recurso solicitado pela tarefa se torna disponível, ela 
pode voltar a executar, portanto volta ao estado de pronta. 
 
 
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6 Sistema Operacional MS-DOS 
Ao contrário do UNIX, que roda numa grande variedade de máquinas diferentes, o 
MS-DOS só roda em arquiteturas baseadas nos processadores Intel 8088 e seus 
sucessores. 
 
Quando foi lançado era considerado um sistema de fácil utilização e que trabalhava 
bem com os equipamentos existentes na época. 
 
O que veremos neste capitulo, é um pouco da história deste sistema operacional, 
como ele funcionava e em uma parte bem prática seu funcionamento e comandos de 
sistema. 
6.1 HISTÓRIA DO MS-DOS 
O primeiro computador pessoal foi o Altair, produzido em 1975 por uma companhia 
chamada MITS, de Albuquerque, Novo México, EUA. Ele era baseado no 
microprocessador 8080, de oito bits, fabricado pela Intel, e tinha 256 bytes de 
memória. O Altair, não tinha teclado, nem vídeo, muito menos dicos ou fitas, mas seu 
preço muito baixo, em torno de 400 dólares, tranformou-o num cult para eletrônicos 
amadores, que cresceram montando kits de rádio e televisões vendidos em bancas de 
jornal. Um jovem chamado Bill Gates escreveu uma versão BASIC para o Altair, que 
obteve um sucesso modesto junto ao usuários do microcomputador. Mais tarde este 
programa veio a fazer de Gates um bilionário. 
 
Em poucos anos muitas empresas começaram a produzir micro computadores 
baseados no chip 8080. Em quase todas essas máquinas, rodava um sistema 
operacional chamado CP/M, produzido por uma pequena empresa da Califórnia, a 
Digital Research. Todos os computadores pessoais (chamados microcomputadores) 
projetados de 1975 até o início da década de 80 nada mais eram do que brinquedos 
comprados e utilizados fundamentalmente pelas pessoas que tinham a eletrônica 
como hobby. 
6.1.1 O IBM PC 
No início dos anos 80, a IBM, que então dominava a indústria de computadores, 
deciciu entrar no negócio da computação pessoal. No entanto, como ela custou a 
tomar uma decisão sobre o assunto, já era tarde para desenvolver um projeto próprio. 
Por conta disso, seus executivos decidiram fazer algo que não era usual para a 
normalmente cautelosa e burocrática IBM. Enviaram um de seus gerentes, Philip 
Estridge, para Boca Raton, na Flórida, a dois mil quilômetros do quartel-general da 
corporação, situado no condado de Westchester, Nova Iorque, com uma mala cheia 
de dinheiro, com a recomendação de não voltar de Nova Iorque sem um projeto de 
computador pessoal no bolso. 
 
Estridge percebeu logo que a única maneira de se produzir rapidamente um 
computador pessoal era utilizando componentes-padrão, em vez dos projetados 
internamente, pela própeia IBM, como ela sempre fazia. Nesta época, a Intel já tinha 
produzido dois sucessores para o 8080, o 8086, de 16 bits, e o 8088, uma versão do 
8086, com barramento de 8 bits. Estridges escolheu, pois os chips que davam suporte 
a esse processador eram muito mais baratos que o dos 8086. Esta decisão baseou-se 
no fato de o preço de venda da máquina ser o ponto de maior importância no projeto. 
 
Além de não ter interesse em construir ela própria os chips para equipar seu 
computador pessoal, a IBM estava muito menos interessada em escrever um software 
para ele. Seus executivos sabiam que o BASIC era muito popular entre os usuários de 
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computadores pessoais, de modo que eles foram consultar Bill Gates, que nesta 
época já tinha fundado uma nova empresa, chamada Microsoft, afim de licensiar o 
interpretador BASIC para ser usado no IBM-PC. Pediram também que Gates 
desenvolvesse um sistema operacional para a nova máquina. 
 
A Microsoft, porém, estava dedicada ao projeto de vender o UNIX, sob licemsa de Bell 
Labs (AT & T). Ocorre que o UNIX originário do mundo dos mini computadores, 
precisava de 100Kb de memória só para o sistema operacional e também de um disco 
rígido. A máquina da IBM, tinha um total de 64k de memória e não era equipada com 
disco rígido. Em função disso, Gates sugeriu que a IBM usasse o CP/M – 86, 
desenvolveido pela Digital Research. A IBM consultou a Digital Research, que 
respondeu que o desenvolvimento dos CP/M – 86 estava atrasado em relação ao 
cronograma original, e a IBM não podia esperar. 
 
A Microsoft foi então mais uma vez procurada, desta vez consultada sobre a 
possibilidade de escrever um sistema operacional com as mesmas características do 
CP/M – 86. Os projetos de Gates o impediram de assumir a empreitada e realizá-la no 
prazo exigido pela IBM. Ele, porém, sabia que uma empresa vizinha da Microsoft, a 
Seattle Computer Products, havia desenvolvido um sistema operacional CP/M – like, 
denominado 86 – DOS , para testar as placas de memória que ela produzia e vendia. 
A Microsoftentão comprou o 86 – DOS, e em abril de 1981, contratou seu projetista, 
Tim Paterson, para torná-lo ainda menor. Eles mudaram o nome do sistema para MS-
DOS (Micro Soft – Disk Operating System), entregando-o a IBM dentro do prazo 
contratado. Quando o IBM PC foi anunciado com pompa de circunstância em agosto 
de 1981, o MS-DOS estava lá junto com ele. 
 
Na versão da IBM e de muitos outros fabricantes, a maior virtude do MS-DOS era a de 
permitir que softwares desenvolvidos para CP/M, que rodavam no processador 8080 
(o 8088 era compatível com o 8080 e podia rodar a maioria dos seus programas com 
pouquíssimas modificações), rodassem também sob o MS-DOS. Ninguém poderia 
imaginar que 10 anos depois este pequeno sistema, que surgiu no mercado quase que 
por acidente, pudesse estar controlando o funcionamento de 50 milhões de 
computadores espalhados pelo mundo inteiro. 
 
Além do mais, ninguém, nem mesmo a IBM, tinha a menor idéia do sucesso que o IBM 
PC iria alcançar. A IBM imaginava inicialmente que ele seria usado para jogos. Basta 
ver que a freqüência de 4,77MHz do seu clock, foi escolhida em função da 
compatibilidade com a usada nos sistemas de televisão americanas, de maneira a 
permitir que as pessoas usassem seus próprios aparelhos de TV com vídeo em vez de 
monitores específicos. O PC também vinha equipado com hardware para controlar 
aparelhos de gravação/reprodução de fitas cassete, que poderiam ser usadas como 
meio de armazenamento, e joysticks. Nenhum destes dois dispositivos, teve muito 
uso, em virtude da inexistência de softwares para eles. 
 
Provavelmente a melhor coisa que a IBM fez, foi tornar o PC um sistema aberto. O 
projeto completo, inclusive as listagem da ROM e os diagramas elétricos foram 
descrito em detalhes em um livro que estava disponível em todos os pontos de venda 
dos PCs. Isto fez com que fosse possível usar no PC tanto produtos de Hardware 
quanto de Software produzidos por terceiros, a exemplo do que foi feito por milhares 
de fabricantes no mundo inteiro. 
 
De fato, com os diagramas de circuitos disponíveis, e a máquina sendo composta 
exclusivamente por componentes não dedicados, que podiam ser comprados em 
qualquer loja de eletrônica, muitas empresas passaram a construir e a vender cópias 
do PC, conhecida como clones, entrando em competição direta com a própria IBM. Foi 
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devido a esta enorma carga de enrgia e criatividade que o PC teve tanto sucesso, e, a 
reboque dele, o MS-DOS. 
 
É interessante dizer alguma coisa sobre o hardware do PC. Apesar do 8088 dispor de 
um espaço de endereçamento de 1Mb, a IBM resolveu alocar os primeiros 640k deste 
espaço para RAM, e o resto para as roms, placas de vídeo e outras coisas. Como 
consequência, o MS-DOS, foi projetado para suportar programas com tamanho 
máximo de 640k. Em um primeiro momento, isto não era problema, uma vez que as 
máquinas só tinham 64 kb de RAM, mas a incapacidade do MS-DOS em rodar 
programas com mais de 640k , tornou-se um problema sério. E este problema está 
ajudando na sua quase extinção. 
 
Outra característica importante do IBM PC é o fato de ele não dispor de qualquer tipo 
de proteção por hardware. Os programas são livres para passar por cima do sistema 
operacional e acessar diretamente o hardware, usualmente com o intuito de obter uma 
performance melhor. Este estilo de programação resultou em um grande número de 
programas mal escritos e sem características que permitissem sua portabilidade. Tais 
programas constituiram-se numa assombração constante para seus criadores, que 
não raro os recebem de volta. 
 
Com a certa complexidade do DOS em termos de comandos, foi criado um ambiente 
gráfico para ele, o Windows. No Windows, além de ser mais fácil "navegar" entre os 
programas devido ao sua interface simples de ser interpretada (pastas a diretórios, 
figuras para o arquivos, cliques do mouse), já era possível rodar dois programas ao 
mesmo tempo, coisa que o DOS não permitia, porém o acesso a memória ainda era 
no mesmo esquema do DOS, fazendo que falhas gerais que derrubasse o sistema 
fossem ainda muito frequentes. 
 
Com a necessidade de se criar um sistema operacional que pudesse gerenciar essa 
memória utilizada pelos programas, impedindo esse acesso direto a memória, 
utilizando umas interface mais agradável tanto para leigos como para "experts", e a 
própria economia de tempo graças através de um sistema preemptivo, foi criado o 
Windows 95 (Sistema Padrão Atual na maioria das máquinas). Porém o Windows 95 
não era perfeito, e tinha muitos erros, como qualquer sistema operacional novo, e 
algumas características do DOS não foram retiradas com intenção de manter a 
compatibilidade com os programas antigos. 
 
Após o windows95 outros sistemas foram desenvolvidos pela MicrosSoft como o 
windows NT, 98, ME, XP, 2000, 2003, Vista, 2008. 
6.2 Eecutando os comandos do MS-DOS 
Antes de começarmos a ver os comandos, é necessário saber como executá-los. No 
prompt, você verá o cursor piscando. Isso significa que você já pode digitar. Depois de 
ter escolhido o comando, tecle Enter. Aqui, para exemplificar usaremos o modelo de 
prompt "C:\Windows>", mas vale lembrar que "C" pode ser qualquer unidade de disco 
no seu computador. Normalmente a letra A indica a unidade de disquete. E "Windows" 
pode significar qualquer pasta dentro da unidade que você está trabalhando. Mas, é 
importante saber que o DOS geralmente não visualiza nomes de arquivos com mais 
de 8 caracteres. Por isso, a pasta Meus Documentos, por exemplo, fica assim: 
MEUSDO~1. 
 
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6.2.1 Comandos internos do MS-DOS 
Os comandos internos podem ser executados em qualquer pasta no PC e a qualquer 
momento pois estão embutidos no DOS. 
 
Nos comandos internos pode-se saber mais informações acerca do mesmo, digitando 
/? após o comando, ex.: dir/?, você irá receber informações sobre o comando dir, os 
comandos internos são os mais úteis em emergências já que podem ser executados 
em qualquer lugar 
6.2.1.1 Comando DATE 
Esse comando, como o nome já diz, mostra na tela a data atual, permitindo a sua 
modificação. O comando DATE deverá ser usado da seguinte maneira: date [opções] 
(Sem os colchetes), sendo que não é necessária a utilização das opções caso você 
não queira. 
 
Ex.: Digitando date, irá aparecer: 
 
Data atua é: seg 06/10/1997 
Digite a nova data: (dd-mm-aa) 
 
 
 
Opções: 
 
/t - Informa a data mas não solicita uma nova. 
6.2.1.2 Comando TIME 
Esse comando faz a mesma coisa que o comando DATE mas ao invés de mudar a 
data ele muda a hora: esse comando mostra hora, minutos, segundos e centésimos de 
segundo. O comando TIME deverá ser usado da seguinte maneira: Time [opções] 
(Sem os colchetes), sendo que não é necessária a utilização das opções caso você 
não queira. 
 
Ex.: Digitando time, irá aparecer: 
 
Hora Atual: 14:20:23,37 
Digite a nova Hora: 
 
 
 
Opções: 
 
/t - Informa a hora mas não solicita uma nova. 
6.2.1.3 Comando VER 
Esse comando mostra qual sistema operacional você está usando. 
 
Ex.: Digitando ver, irá aparecer: 
 
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Microsoft Windows XP [versão 5.1.2600] 
6.2.1.4 Comando CLS 
Esse comando limpa a tela e posiciona o cursor no canto superior esquerdo da tela. 
 
A Figura abaixo mostra varias informações e o comando CLS pronto para ser 
executado no prompt de comando c:\CLS 
 
 
A Figura abaixo mostra o comando CLS executado. 
 
6.2.1.5 Comando MEM 
Comando que fornece informações sobre a memória do computador 
 
Exemplo: Digitando C:\>MEM ira aparecer: 
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6.2.1.6 Comando Dir 
O comando dir é muito famoso e quase todos já conhecem: ele