Sistema operacional

1. INTRODUÇÃO

Um Sistema Operacional (SO) é um conjunto de rotinas executadas pelo processador. Seu objetivo, na visão do usuário, é de oferecer uma interface para acesso às funções do computador, tornando sua utilização o mais simples e amigável possível. Porém suas funções são mais complexas, ele precisa controlar o funcionamento do computador, gerenciando a utilização e o compartilhamento de seus recursos, como processadores, memórias e dispositivos de entrada e saída (MACHADO, MAIA, 2007). Este texto apresenta informações básicas a respeito das funções de gerenciamento de processos, threads e de sistemas de arquivos.

2. DESENVOLVIMENTO

SISTEMAS DE ARQUIVOS

O armazenamento e a recuperação de informações são atividades essenciais para qualquer tipo de aplicação (MACHADO, MAIA, 2007). Um processo do sistema operacional deve ser capaz de ler e gravar dados em dispositivos como, por exemplo: fitas, discos, cartões de memória de forma permanente, além de necessitar compartilhá-la com outros processos.

Um arquivo é constituído por informações logicamente relacionadas. Três importantes requisitos devem ser considerados no armazenamento de informações:

Possibilidade de armazenar e recuperar grande quantidade de informações;

Informação é gerada por um processo e deve continuar a existir após a finalização do processo e;

Múltiplos processos podem acessar informações de forma concorrente.

Para organizar estas atividades, a maneira pela qual o sistema operacional estrutura e organiza os dados em dispositivos é através da implementação de um sistema de arquivo. Sua organização consiste em como os dados estão internamente armazenados e a estrutura dos dados pode variar em função do tipo de informação contida no arquivo, como arquivos de texto, arquivos de imagem, ou executáveis.

Considerando a maneira como um arquivo é organizado, o sistema de arquivos pode recuperar registros de diferentes maneiras. O acesso a arquivos pode ser realizado de três maneiras:

1. Acesso Sequencial, utilizado, por exemplo em fitas magnéticas;

Acesso direto, utilizado em discos magnéticos com registros de tamanho fixo e;

Acesso indexado ou acesso por chave, mais sofisticado onde o arquivo possui uma área de índice com ponteiros para outros registros.

O sistema de arquivos disponibiliza um conjunto de rotinas que permite às aplicações realizarem operações de E/S (Entrada e Saída) como tradução de nomes em endereços, leitura e gravação de dados e criação e eliminação de arquivos. E para controlar estas operações, cada arquivo possui informações de controle denominadas atributos. Eles variam dependendo de cada sistema operacional.

Nos sistemas operacionais Microsoft Windows, os atributos são configurados através do comando attrib, seguido de um identificador, por exemplo: R para leitura, H para oculto, A para leitura/gravação, S para identificação de arquivo de sistema. Por exemplo, o comando attrib +R texto1.doc faz com que o arquivo texto1.doc tenha o atributo R com a condição de somente leitura.

Em sistemas Linux, os atributos são configurados pelo comando chmod seguido de parâmetros e o nome do arquivo. Neste sistema, existe uma classificação de 0 a 7 (0 = nenhuma permissão, 1 = execução, 2 = escrita, 3 = execução e escrita, 4 = leitura, 5 = execução e leitura, 6 = leitura e escrita e 7 = leitura, escrita e execução). Por exemplo, o comando chmod 750 texto1 faz com que o arquivo texto1 tenha os atributos 7 (leitura, escrita e gravação) definido para o proprietário do arquivo, 5 (execução e leitura) definido para o grupo e 0 (nenhuma permissão) definido para todos os outros usuários. Outra forma também pode ser utilizada neste sistema utilizando-se as letras r (read), leitura, w (write) escrita e x (execute) execução, seguidas das letras u (user) usuário, g (group) grupo, a (all) todos ou o (other) outros. Por exemplo, o comando chmod o=rwx texto1, atribui permissões de leitura, escritura e execução para os usuários "outros" ao arquivo texto1.

DIRETÓRIOS

A estrutura de diretórios é como o sistema operacional organiza logicamente os diversos arquivos contidos em um disco. Um diretório é uma estrutura de dados que contém entradas associadas aos arquivos onde cada entrada armazena infor-mações como localização física, nome, organização e demais atributos (MACHADO, MAIA, 2007, p. 219). Existem diferentes maneiras de se estruturar diretórios. A ma-neira mais utilizada pelos sistemas operacionais é a estrutura em árvore, onde cada usuário pode criar diversos níveis de diretórios ou subdiretórios. A figura 1 apresenta um exemplo de estrutura de diretório em árvore.

Figura 1 – Estrutura de diretórios em árvore (MACHADO, MAIA, 2007, p. 221).

GERÊNCIA DE ESPAÇO EM DISCO

A criação de arquivos em disco exige que o sistema operacional tenha o controle de quais áreas ou blocos no disco estão livres. Este controle é realizado utilizando-se alguma estrutura de dados que armazena informações que possibilitam ao sistema de arquivos gerenciar o espaço livre do disco. Complementar a esse gerenciamento, o sistema operacional precisa também gerenciar os espaços alocados aos arquivos. As principais técnicas de controle de espaços alocados são apresentadas a seguir:

Alocação Contígua: consiste em armazenar um arquivo em blocos sequenciais no disco pelo endereço do primeiro bloco e sua extensão de blocos. Esta técnica apresenta um problema chamado fragmentação dos espaços livres.

Alocação Encadeada: nesta técnica, um arquivo pode ser organizado em um conjunto de blocos ligados logicamente no disco, independente da sua localização física. Nesta técnica, não ocorre uma fragmentação de espaços, mas sim a fragmentação de arquivos.

Alocação Indexada: esta técnica possibilita o acesso direto aos blocos dos arquivos e mantém os ponteiros de todos os blocos do arquivo em uma única estrutura denominada bloco de índice. A figura 2 apresenta um esquema desta técnica.

Figura 2 – Alocação indexada de arquivos (MACHADO, MAIA, 2007, p. 226)

SISTEMAS DE ARQUIVOS

FAT