Atividade 2 - 22-01-21

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SISTEMAS OPERACIONAIS 
Atividade 2 - 22/01/20 
Samuel de Castro Ribeiro 0032743 
 
1.2) ATIVIDADE: Faça os exercícios nº 20, 22, 23, 26, 28, 31 do livro-texto do autor 
TANENBAUM (4ª ed., pág. 57-58 do cap. 1). 
 
20. Para cada uma das chamadas de sistema a seguir, dê uma condição que a faça 
falhar: fork, exec e unlink. 
 
A chamada de sistema “fork” falhará caso não exista espaços livres na tabela de 
processos. O “exec” falhará caso não exista o nome do arquivo passado como parâmetro. 
Já o “unlink” falhará caso o arquivo a ser desvinculado passado como parâmetro não 
exista. 
 
22. A chamada count = write(fd, buffer, nbytes); pode retornar qualquer valor 
em count fora nbytes? Se a resposta for sim, por quê? 
 
Sim, pode haver retorno de valor diferente de nbytes. Isso se justifica pelo fato de que a 
chamada pode falhar caso o arquivo seja inválido ou não possa ser lido, retornando o 
valor -1. Outra forma para que o nbytes não seja retornado, se deve ao fato de que caso o 
disco esteja cheio, não será possível escrever o número de bytes que foram solicitados, 
ou seja, o final do arquivo pode ter sido encontrado antes. 
 
23. Um arquivo cujo descritor é fd contém a sequência de bytes: 3, 1, 4, 1, 5, 9, 2, 6, 
5, 3, 5. As chamadas de sistema a seguir são feitas: 
lseek(fd, 3, SEEK_SET); 
read(fd, &buffer, 4); 
onde a chamada lseek faz uma busca para o byte 3 do arquivo. O que o buffer 
contém após a leitura ter sido feita? 
 
Como a chamada lseek posiciona o arquivo no byte 3 (que no caso é representado pelo 
número 4) e a chamada read tem como segundo parâmetro o endereço do buffer do 
arquivo fd e terceiro parâmetro o nbytes a serem lidos, que no caso são 4, portanto o 
buffer contém os bytes: 1, 5, 9, 2. 
 
26. No exemplo dado na Figura 1.17, a rotina de biblioteca é chamada read e a 
chamada de sistema em si é chamada read. É fundamental que ambas tenham o 
mesmo nome? Se não, qual é a mais importante? 
 
Não é necessário que a rotina de biblioteca e a chamada de sistema tenham o mesmo 
nome. O nome da rotina de biblioteca é o mais importante, já que este consta de forma 
“nativa” ao sistema operacional. O que a rotina de biblioteca faz é ler traps para o kernel 
colocando o número da chamada de sistema em um registro ou em uma pilha. Esse 
número é indexado em uma tabela de ponteiros. 
 
28. Para um programador, uma chamada de sistema parece com qualquer outra 
chamada para uma rotina de biblioteca. É importante que um programador saiba 
quais rotinas de biblioteca resultam em chamadas de sistema? Em quais 
circunstâncias e por quê? 
 
Sim. Quando as rotinas de biblioteca resultam em chamadas de sistema, o programa será 
executado de forma mais lenta do que as rotinas de biblioteca que não resultam em 
chamadas de sistema. Isso acontece porque a cada chamada de sistema há uma mudança 
de contexto do usuário para o kernel, e isso toma tempo o que acarreta em uma queda de 
desempenho. 
 
31. Explique como a separação da política e mecanismo ajuda na construção de 
sistemas operacionais baseados em micronúcleos. 
 
Quando há a separação entre mecanismo e políticas em sistemas operacionais baseados 
em micronúcleos a um extremo, permite que os designers implementem um conjunto 
básico de blocos de construção primitivos no núcleo. Esses blocos são praticamente 
independentes da política e isso ajuda na implementação de mecanismos e políticas mais 
avançadas para que estas sejam adicionadas por meio de módulos de kernel criados pelo 
usuário ou por meio dos próprios programas de usuário. 
 
 
 
2.2) ATIVIDADE: Faça os exercícios nº 2.1, 2.6, 2.8, 2.16, 2.21, 2.22 do livro-texto 
do autor SILBERSCHATZ (9ª ed., pág. 94-96 do cap. 2). 
 
2.1 Qual é a finalidade das chamadas de sistema? 
 
As chamadas de sistema têm a finalidade de fornecer uma interface entre os processos e 
o sistema operacional. São a partir delas que se tem acesso as rotinas do sistema. As 
chamadas de sistemas são usadas pelos programas para a solicitação da execução de 
algum serviço junto ao núcleo (kernel) do sistema operacional. Além disso, a criação e 
finalização dos processos dependem da permissão dessas chamadas de sistema. É através 
dessas chamadas de sistema que são definidos os acessos aos recursos de baixo nível 
como alocação de memória, periféricos e arquivos. 
 
2.6 Que chamadas de sistema têm de ser executadas por um interpretador de 
comandos ou shell para iniciar um novo processo? 
 
Com base no sistema UNIX, o interpretador de comandos deve executar uma chamada 
de sistema fork() que cria o processo filho idêntico ao pai 9exceto por alguns atributos e 
recursos), onde em seguida o programa selecionado é carregado na memória e executado 
através da chamada de sistema exec(). 
Com base no Windows, o shell deve executar a chamada de sistemas CreateProcess(). 
 
2.8 Qual é a principal vantagem da abordagem em camadas para o projeto de 
sistemas? Quais as desvantagens da abordagem em camadas? 
 
A abordagem em camadas tem como vantagem a simplicidade de construção e depuração. 
Isso se deve ao fato de que as camadas selecionadas só podem usar as funções e serviços 
de camadas de nível mais baixo. Um exemplo seria a primeira camada pode ser depurada 
sem se preocupar com o restante do sistema já que ela usa somente o hardware mais 
básico (que por suposição está correto) para implementar suas funções. Uma vez que esta 
camada esteja depurada e que não haja nenhum erro, a camada seguinte é depurada e seu 
funcionamento correto é assumido. E assim, em sequência as depurações e verificações 
do funcionamento correto de cada camada segue. Em caso de erro encontrado em alguma 
camada durante a depuração, o erro estará nesta camada, já que as camadas anteriores já 
foram depuradas. Essa abordagem simplifica a verificação e a depuração do sistema. 
Como desvantagem dessa abordagem tem-se a definição apropriadas das diversas 
camadas além de uma tendência em ser menos eficientes. A primeira desvantagem pode 
ser explicada pelo fato de que uma camada só pode usar as camadas de nível mais baixo, 
exigindo um planejamento cuidadoso. Já a segunda se deve ao fato de que uma camada 
se comunicará com outra diretamente com a seguinte podendo seus parâmetros serem 
modificados e dados serem passados. Além disso, cada camada adiciona overhead à 
chamada de sistema e isso tem como resultado uma demora da execução maior do que a 
de um sistema não estruturado em camadas. 
 
2.16 Quais são as vantagens e desvantagens do uso da mesma interface de chamadas 
de sistema para manipular tanto arquivos quanto dispositivos? 
 
Vantagem: fácil de adicionar um novo dispositivo de driver implementando o código 
específico do hardware para suportar esta interface, beneficiando o desenvolvimento do 
código do programa usuário, onde este já pode ser escrito para acessar dispositivos e 
arquivos da mesma maneira. 
Desvantagem: pode ser difícil capturar a funcionalidade de certos dispositivos no 
contexto. 
 
2.21 Qual é a principal vantagem da abordagem de microkernel para o projeto de 
sistemas? Como os programas de usuário e serviços do sistema interagem em uma 
arquitetura de microkernel? Quais são as desvantagens do uso da abordagem 
de microkernel? 
 
O método de microkernel estrutura o sistema operacional onde os componentes não 
essenciais do kernel são removidos e implementados como programas de nível de sistema 
e de usuário, resultando em um kernel menor. 
Tem como principal vantagem facilitar a extensão do sistema operacional, onde todos os 
serviços novos são acrescentados ao espaço do usuário e por isso não requerem 
modificação do kernel. Além disso, é mais seguro e confiável, ao passo que a maioria 
dos serviços são executados como processos de usuários. Assim, se um processo falha, o 
resto do sistema operacional permanece intocado. 
Ainteração entre os programas de usuário e serviços ocorrem de forma indireta através 
de troca de mensagens que ambos enviam ao microkernel. 
Dentre as desvantagens desse método estão: queda de desempenho devido a overheads 
de funções de sistema, implementação difícil e queda de desempenho devido à 
necessidade de mudança de modo de acesso a cada comunicação entre clientes e serviços. 
 
2.22 Quais são as vantagens do uso de módulos de kernel carregáveis? 
 
Os módulos de kernel carregáveis tem como característica de projeto que o kernel forneça 
serviços nucleares enquanto outros serviços são implementados dinamicamente quando o 
kernel estiver em execução. 
Eles têm como vantagem serem mais flexíveis em comparação a um sistema em camadas 
já que um módulo pode chamar qualquer outro módulo, sem a necessidade de chamar 
diretamente um módulo seguinte. 
Outra vantagem seria sua semelhança com a abordagem microkernel, já que o módulo 
principal tem apenas funções nucleares e o conhecimento de como carregar e se 
comunicar com outros módulos, porém ele é mais eficiente já que os módulos não 
precisam invocar a transmissão de mensagens para se comunicar.