Questões de Sistemas Operacionais
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O documento explica o processo de inicialização de um sistema operacional, desde a ligação do computador até a tela de login. Descreve as etapas realizadas pelo BIOS e pelo kernel, incluindo a verificação dos componentes, carregamento da memória RAM, leitura do disco rígido para inicializar o sistema operacional e carregar os processos essenciais para o funcionamento.
Questões de Sistemas Operacionais
- 1. QUESTÕES Com base na pesquisa, responda: 1- Qual é a diferença entre Shell e Kernel de um sistema operacional? Existem sistemas operacionais com apenas um Kernel e vários Shell diferentes? Por quê? R: O Shell é a camada mais acima do Kernel. É a camada que o usuário tem acesso para que ele possa fazer as requisições para o Kernel para que o Kernel entre em contato com o Hardware. Kernel é o núcleo do Sistema Operacional. É ele quem conversa com o Hardware indicando o que deve ser feito. O Kernel abstrai a interface de hardware fazendo com que os processos utilizem os recursos do computador de forma organizada. 2- O que é multiprogramação? R: Multiprogramação é uma técnica utilizada em sistemas operacionais para maximizar o uso da CPU. Nesta técnica, a memória é dividida em várias partes que contém um job cada. Enquanto um job está fazendo uma operação de E/S, a CPU passa a executar outro job que esteja em outra parte da memória, evitando a ociosidade da CPU. 3- É viável a existência de um sistema operacional monotarefa e multiusuário? Justifique? R: Sim. O sistema operacional monotarefa permite que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados à execução de um único programa. O Sistema Multiusuário é capaz de compartilhar o uso de um PC para até 30 usuários ao mesmo tempo. 4- Qual é a diferença entre um programa e um processo? E entre um processo e um thead? R: A diferença entre um processo e um programa é sutil, mas crucial; um processo é um ambiente de execução que consiste em um segmento de instruções, e dois segmentos de dados e um programa nada mais é que um arquivo contendo instruções e dados utilizados para inicializar segmentos de instruções e de dados do usuário de um processo. Já os processos são programas em execução, ou são entidades independentes entre si, mas concorrem os mesmos recursos do computador. E thead são entidades escalonadas para execução, ou fluxo de execução dentro de um processo. 5- Qual a principal desvantagem do multiprocesso assimétrico? R: Suas desvantagens são os inconvenientes na gerência da execução paralela; problemas de sincronização; controle de concorrência; consistência das informações. 6- Explique como ocorre o processo de booting no sistema operacional?
- 2. R: Do momento em que você liga o seu computador até o instante em que o sistema operacional carrega muita coisa ocorre. Nesses preciosos segundos, uma série de processos — que juntos são chamados de boot — trabalham como engrenagens para inicializar a máquina e fazê-la funcionar a todo vapor. Antes de tudo, os componentes obviamente necessários para fazer a “mágica” acontecer são os cabos, a fonte (no caso de um notebook, quem cumpre essa função é a bateria), a eletricidade e a correta disposição das peças de hardware. Se você já abriu seu gabinete, provavelmente percebeu que a placa- mãe possui um pequeno LED que indica a energia em standby. Quando o botão de ligar é pressionado, a fonte leva eletricidade para a placa-mãe, que em seguida ativa o processador e o cooler. BIOS, a peça-chave Logo após, quem entra em ação é o BIOS (Basic Input/Output System — Sistema Básico de Entrada/Saída em português), um sistema operacional pré- gravado no chipset que garante a tradução dos códigos de hardware para a tela — sua interface de configuração (Setup Utillity) é azul, sendo facilmente reconhecida (o que não quer dizer que seja facilmente entendida!) por muitos usuários. Imagine que o BIOS sempre será o primeiro a acordar e a trabalhar assim que você põe o PC para funcionar. É ele que passa as primeiras ordens para o processador, além de verificar quais itens estão instalados na máquina. O BIOS também é responsável por carregar a memória RAM, placa de vídeo, teclado, cachê básico e, por fim, possibilitar a inicialização do sistema operacional. Acompanhem em ordem cronológica as etapas que ele percorre: Acessa a memória CMOS, um circuito integrado que grava informações referentes ao hardware. Nela, o BIOS estabelece reconhecimento e comunicação com peças como placas de vídeo e memória RAM. A segunda fase, conhecida como Power-on Self Test (POST) nada mais é do que um conjunto de teste que a BIOS realiza para saber se tudo está se inicializando da maneira correta. Quando alguns componentes essenciais estão faltando, alguns beeps ou mensagens na tela alertam o usuário. A etapa seguinte consiste na procura de alguma fonte para inicializar o sistema operacional. Tal fonte é configurável e pode ser um disco rígido (padrão), CD-ROM, pendrive, disquete, entre outros. Agora, o BIOS lê o setor zero (que contém apenas 512 bytes, denominado Master Boot Record) do HD. Essa área contém um código que alavanca a inicialização do sistema operacional. Outros dispositivos de boot (CDs, disquetes etc.) têm a capacidade de emular esse setor zero. No caso do Windows, o Master Boot Record (MBR) verifica qual partição do HD está ativa (configurada como Master) e inicializa o “setor um” dela — essa área tem um código com a simples missão de carregar o setor dois.
- 3. A etapa seguinte consiste na leitura de um arquivo de configuração de boot, o Boot Loader (quando falamos do Windows, trata-se do NTLDR). A partir dele, é inicializado o núcleo (Kernel). Assim como o BIOS estabelece a ligação entre hardware e sistema, o Kernel serve para firmar uma comunicação estável entre hardware e software. Nessa fase, é ele quem assume o controle do computador. O Kernel carrega os arquivos principais e informações básicas do sistema operacional (incluindo o registro), além de relacionar os componentes de hardware com as respectivas DLL e Drivers. No entanto, o Kernel não carrega todos os processos para não sobrecarregar o sistema — somente as operações essenciais são colocadas em atividade para possibilitar o início do Windows. A tela de escolha de usuários é exibida e, após o login, os programas relacionados para começar junto com o sistema são carregados. 7- Quais as funções do escalonador e do despachante nos sistemas operacionais de tempo compartilhado? R: As funções do escalonador nos sistemas operacionais de tempo compartilhado são: Manter o processador ocupado a maior parte do tempo; Balancear o uso da CPU entre processos; Privilegiar a execução de aplicações críticas; Maximizar o throughput do sistema e Oferecer tempos de respostas razoáveis para usuários interativos. A do despachante é o módulo que fornece o controle da CPU ao processo selecionado pelo escalonador da CPU. Essa função envolve: Troca de contexto; Mudança para o modo usuário e Desvio para o endereço adequado no programa do usuário, para reiniciar o programa. 8- Qual o principal problema do sistema operacional multitarefa cooperativa? R: A multitarefa executa dois ou mais programas em simultâneo, mas o programa que está em primeiro plano tem controle sobre o processador, neste caso se este programa falhar bloqueia o computador, podendo resultar em travamentos e ele tem que ser reiniciado; caso se o aplicativo executar alguma tarefa indevida. 9- Defina arquivos? R: Arquivo é apenas a nomenclatura que usamos para definir Informação Gravada. Conjunto de dados digitalizados que pode ser gravado em um dispositivo de armazenamento e tratado como ente único. 10- Qual é a função do sistema de arquivos em sistema operacional? R: Arquivo é apenas a nomenclatura que usamos para definir Informação Gravada. Conjunto de dados digitalizados que pode ser gravado em um dispositivo de armazenamento e tratado como ente único.
- 4. 11- Qual é a diferença entre formatação física e formatação lógica nos dispositivos de armazenamento? R: formatação física consiste na divisão dos discos magnéticos do HD (ou outro dispositivo de armazenamento) em trilhas, setores e cilindros e são gravadas as marcações servos, que permitem que a placa lógica posicione corretamente as cabeças de leituras. E a formatação lógica, que adiciona as estruturas utilizadas pelo sistema operacional. Ao contrário da formatação física, ela é feita via software e pode ser refeita quantas vezes você quiser. 12- Qual a vantagem da utilização de Device Drivers pelo sistema operacional? R: Device driver cria uma interface com o sistema operacional para se conectar com o dispositivo do hardware. Foi a solução encontrada para que os Sistemas Operacionais sejam compatíveis com diferentes tipos de equipamentos. Cada impressora, por exemplo, tem suas peculiaridades de hardware, logo torna-se inviável que o Sistema Operacional tenha conhecimento sobre todos os equipamentos disponíveis. O Sistema Operacional disponibiliza bibliotecas de programação, para que o fabricante possa criar uma interface entre seu equipamento e o software.