So Sistema Operacionais

01) Quais os dois principais objetivos dos sistemas operacionais?

R.: Abstração e gerência de recursos.

Criar uma camada de abstração entre o hardware e as aplicações.

Gerenciar os recursos de forma eficiente (TANENBAUM AND WOODHULL, 1997).

02) Por que a abstração de recursos é importante para os desenvolvedores de aplicações? Ela tem utilidade para os desenvolvedores do próprio sistema operacional?

R.: Porque a abstração pode prover interfaces de acesso aos dispositivos mais simples de usar que as interfaces de baixo nível; torna os aplicativos independentes do hardware e define interfaces de acesso homogêneas para dispositivos com tecnologias distintas. A abstração é útil, pois minimiza os conflitos no uso de hardware, por que o acesso se faz através de interfaces simples.

03) A gerência de atividades permite compartilhar o processador, executando mais de uma aplicação ao mesmo tempo. Identifique as principais vantagens trazidas por essa funcionalidade e os desafios a resolver para implementá-la.

R.: A principal vantagem é poder realizar várias atividades simultaneamente, sem o surgimento de conflitos no uso do hardware. Os desafios para implementação são o uso do processador para distribuição entre todos os aplicativos do sistema, o acesso à impressora deve ser exclusivo e evitar que um usuário ou grupo de usuário utilize todos os recursos em detrimento dos outros.

04) O que caracteriza um sistema operacional de tempo real? Quais as duas classificações de sistemas operacionais de tempo real e suas diferenças?

R.: Tem que ter um comportamento temporal previsível, ou seja, seu tempo de resposta deve ser conhecido no melhor e pior caso de operação.

Possui duas classificações:

- Soft real time systens: nos quais a perda de prazos implica na degradação do serviço prestado.

- hard real time systens: onde a perda de prazos pelo sistema pode perturbar o objeto controlado, com graves conseqüências humanas, econômicas e ambientais.

Sistemas de tempo real são sistemas que trabalham sob restrições de tempo. Monitoram processos externos que requerem tempo de respostas dentro de limites rígido.

Hard Real Time: devem seguir as restrições de tempo para evitar conseqüências catastróficas e estão normalmente relacionados à vida das pessoas. Como exemplo, pode-se citar sistemas de controle de avião e sistemas de controle de processos químicos.

Soft Real Time: sistemas que podem continuar funcionalmente corretos mesmo que restrições temporais são sejam respeitadas. Exemplos são sistemas de aquisição de dados e sistemas de reserva de passagens aéreas.

05) O que diferencia o núcleo do restante do sistema operacional?

R.: O núcleo é o coração do sistema operacional, responsável pela gerência de recursos do hardware usados pelas aplicações. Ele também implementa as principais abstrações utilizadas pelos programas aplicativos.

06) Seria possível construir um sistema operacional seguro usando um processador que não tenha níveis de privilégio? Por quê?

R.: Não por que uma aplicação poderá interferir nas áreas de memória de outras aplicações ou do núcleo. Sem os privilégios uma aplicação pode acessar a placa de rede para enviar ou receber dados.

08) Quais as diferenças entre interrupções, exceções e traps?

R.:

- Interrupção: quando o processador suspende seu fluxo de execução corrente e desvia para um endereço pré-definido, onde se encontra uma rotina de tratamento, onde se encontra uma rotina de tratamento de interrupção.

- Exceções: são eventos gerados pelo próprio processador, que podem ocasionar o desvio de execução usando o mesmo mecanismo das interrupções.

- Traps: é uma interrupção que comuta o processador para o nível privilegiado e procede de forma similar ao tratamento de uma interrupção.

09) Quais as implicações de mascarar interrupções? O que pode ocorrer se o processador ignorar interrupções por muito tempo? O que poderia ser feito para evitar o mascaramento de interrupções?

R.: O processador perde tempo para varrer todos os dispositivos do sistema para verificar se há eventos a serem tratados ou não.

11) Monte uma tabela com os benefícios e deficiências mais significativas das principais arquiteturas de sistemas operacionais.

R.:

Sistemas monolíticos

Vantagem: desempenho.

Desvantagem: robustez e velocidade de desenvolvimento.

Sistemas em camadas

Vantagem: domínio das redes de computadores.

Desvantagem: demora no pedido da aplicação, prejudicando o desempenho do sistema.

Sistemas micronúcleos

Vantagem: robustez e flexibilidade.

Desvantagem: custo associado às trocas de mensagens muito elevado.

Máquinas Virtuais

Vantagem: evita a construção de novas aplicações ou adaptar as já existentes.

Desvantagem: custo adicional de execução dos processos na máquina virtual em comparação com a máquina real.

12. O Linux possui um núcleo similar com o da figura 8, mas também possui tarefas do núcleo que executam como os gerentes da figura 9, seu núcleo é monolítico ou micronúcleo? Por quê?

R.: O Linux seria um núcleo híbrido, ou seja, um acordo entre o desenvolvimento de micronúcleos e núcleos monolíticos. Isto implica executar alguns serviços (como a pilha de rede ou o sistema de arquivos) no espaço do núcleo para reduzir o impacto na performance de um micronúcleo tradicional, mas ainda executar o código no núcleo (como drivers de dispositivos) como servidores no espaço de usuário.

13. Relacione as afirmações aos respectivos tipos de sistemas operacionais: distribuído (D), multi-usuário (M), desktop (K), servidor (S), embarcado (E) ou de tempo-real (T):

[ T ] Deve ter um comportamento