PROGRAMAÇÃO CIENTÍFICA
CEFET/MG
CAPÍTULO 3
SISTEMAS OPERACIONAIS
Definição
Um Sistema Operacional é uma interface entre os softwares
aplicativos e o hardware do computador.
Classificação
•
•
•
Monousuário e Monotarefa
Multiusuário
Multitarefa
•
Década de 80, do século XX, microcomputadores Apple, MSX,
etc, com sistema CPM-80
O sistema operacional cuidava do controle básico do computador
e de alguns acessórios, tais como, drive de disquetes, gravadores e
modens
Baseado em comandos de linha
3.1. Histórico e Evolução
Sistemas iniciais
•
█
•
Família MS-DOS e MS-Windows
MS-DOS
•
C: \ >_
•
•
•
Final da década de 80, do século XX, microcomputadores IBMPC com sistema MS-DOS
O sistema operacional assumiu o controle do disco rígido
Baseado em comandos de linha
•
Década de 90, do século XX, microcomputadores IBM-PC AT e
Machintoch
O sistema operacional assumiu o controle de impressoras e área
de vídeo
Baseados em interfaces gráficas
Windows 9X
(95, 98, Me)
•
•
•
•
•
Década de 90, do século XX, microcomputadores PC AT
O sistema operacional assumiu o controle de todos os periféricos
Aperfeiçoamento das APIs (Application Programming Interfaces)
Baseados em interfaces gráficas
Uso o MS-DOS como base
Windows NT, 2000 e XP
•
•
•
•
Década de 10, do século XXI, microcomputadores PC (Pentium)
Baseados em interfaces gráficas
Independente do MS-DOS
Respeita as especificações do UNIX
Características Importantes dos
Windows
•
•
•
•
Preço baixo
Compatibilidade entre versões
Facilidade de configuração e operação
Marketing
Windows 3
•
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
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Família UNIX
•
•
Padrão UNIX-98
•
►►►
•
•
•
•
LINUX
•
GPL - general public license
www.gnu.org
•
•
1969, Ken Thompson da Bell Laboratories escreve a primeira
versão do UNIX
1971, o UNIX, agora escrito em C, torna-se um padrão industrial
para a indústria de computadores de alto desempenho
1977, várias versões comerciais equipam os computadores de
diversos fabricantes (CRAY, DELL, HP, etc)
Baseado em comandos de linha
Incorpora interfaces gráficas para iteração com o usuário, contudo
as operações de configuração são todas feitas em comandos de
linha
O acesso às áreas de disco é limitado pelo grau hierárquico do
usuário
Estrutura baseada em um sistema de arquivos
1991, Linus Torvalds (Finlândia) liberou a versão inicial do
LINUX 0.02 com código fonte totalmente aberto, sob as licenças
GPL do projeto GNU (Richard Stallmann)
Existem problemas de padronização entre as versões disponíveis
nas distribuidoras
O financiamento do LINUX é através de serviços prestados e não
pela venda de software
3.2. Ambientes de Comando de
Linha (DOS)
Definição (prompt)
•
Toda comunicação entre o computador e o usuário é através de
uma única linha onde o sistema aguarda a digitação de um
comando pré-definido
•
•
Número limitado de comandos (50 a 100 comandos)
Os nomes dos comandos são mnemônicos formados por no
máximo 8 caracteres
Os parâmetros do comando são informados após o comando
através de letras, barras e nomes de arquivos
As funções principais dos comandos são manipular arquivos,
iniciar a execução de programas aplicativos e configurar
dispositivos e periféricos através de drivers específicos
C: \ > _
dir, list, cd, rm, del
•
•
Iniciar/Programas/Prompt do MSDOS
Mudar de diretório
C:\windows>cd.. <enter>
C.\ > _
Listar arquivos
C:\>dir /p <enter>
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
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3.3. Ambientes Gráficos
(Windows)
Ambiente gráfico.
Uso intensivo do mouse como
dispositivo de entrada.
Baseado em eventos.
Gerencia arquivos.
Gerencia configurações de
hardware.
3.4. Ambientes UNIX (Linux)
Configurações via linha de
comando são comuns.
Ambiente gráfico. Existem vários,
nem sempre compatíveis entre si!
Baseado em eventos.
Gerencia arquivos.
Gerencia configurações de
hardware. Os drivers ainda não
estão disponíveis para grande
parte dos dispositivos. Isto implica
em perda de desempenho do
computador devido ao uso de
drivers genéricos que não
permitem utilizar todos os recursos
de um dado dispositivo.
Algumas versões possuem
capacidade de operar em tempo
real.
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
Tempo real é a capacidade dos aplicativos de responder a eventos
externos num intervalo de tempo pré-determinado. Ex: controle de um
equipamento industrial; controle da injeção e ignição do motor de um
veículo.
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3.5. Uso do Windows
Entrando no sistema
(Login)
Após ligar o computador ou iniciar uma seção, o usuário é chamado a
se identificar com um nome (login) e uma senha. O sistema
operacional reconhece o usuário e ajusta suas preferências, baseado na
última seção de trabalho deste.
Ligação em rede
No caso de uma rede doméstica, comercial ou internet, a identificação
do usuário é uma exigência para operação correta do sistema. Nos
Windows NT, 200o e XT é preciso se identificar para ter acesso ao
computador e seus arquivos.
Senhas
Deve-se mudar as senhas
periodicamente.
As senhas usadas nos computadores devem ser pessoais e secretas.
Devem ser fáceis de lembrar e devem conter alguns caracteres ou
números que perturbem a lógica da senha. Ex: mit8, mahrcia,
maria601204, jembpcc, atiac, sifbalA1
Área de Trabalho
(Active Desktop)
A área de trabalho é a tela mostrada ao usuário após sua entrada no
sistema.
Mouse
Área de ícones é a área onde são colocados os arquivos e programas
mais utilizados pelo usuário do computador.
O botão esquerdo é usado para
selecionar. Um duplo clique indica
a ação de abrir um arquivo ou
iniciar a execução de um programa
(software).
O botão direito é usado para
chamar menus flutuantes que
configuram um determinado objeto
ou área.
O botão central tem funções
variadas, dependendo do programa
ativo. Em geral executa função de
rolagem rápida de tela (fast scroll).
Barra de tarefas e Barra de
ferramentas
Ícones são atalhos que apontam para os arquivos de dados e de
programas. Quando o cursor do mouse está sobre um deles e recebe
um duplo clique no botão esquerdo do mouse o arquivo é aberto ou
executado.
A resolução de tela e o descanso de tela são controlados pela janela
de diálogo que se abre ao se clicar com o botão direito do mouse sobre
uma parte livre da área de trabalho. Observar a visibilidade e a
economia de energia ao ajustar estes parâmetros.
O menu Iniciar é chamado ao se selecionar com o mouse, o botão
Iniciar na barra de tarefas da área de trabalho. Este menu dá acesso as
funções mais importantes do sistema operacional, ou seja, executar
programas, manipular arquivos e gerenciar o hardware do computador.
A Barra de tarefas é uma caixa de diálogo colocada normalmente no
pé da área de trabalho, contendo informações como relógio,
programas abertos, botão Iniciar e barras de ferramentas contendo
ícones de atalho para programas e arquivos escolhidos pelo usuário.
Esta barra pode ser configurada, em termos de tamanho e conteúdo,
selecionando as opções de um menu flutuante que aparece ao se clicar
na barra com o botão direito do mouse.
As configurações do menu Iniciar e da Barra de tarefas está na opção
Iniciar/Configurações/Barra de tarefas e menu Iniciar. O menu iniciar
pode ser organizado pelo botão Avançado... na aba Avançado. Os
menus podem ser organizados da mesma forma que são as pasta e
arquivos.
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José Eduardo Mautone Barros
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Área de Trabalho (cont.)
Várias Barras de ferramentas podem ser exibidas na barra de tarefas,
contudo, a mais importante é a que informa os programas em operação
no momento.
Para visualizar os programas
residentes e em execução atual
pressionar simultaneamente as
teclas <Crtl>+<Alt>+<Del>
Outros elementos importantes são os programas residentes no sistema
operacional cujos ícones são mostrados ao lado do relógio. Em geral
são programas que desempenham funções relacionadas com o
hardware do computador.
Gerenciando Arquivos
(Windows Explorer)
Qualquer manipulação de arquivos deve ser feita através de um
programa gerenciador de arquivos e não através dos aplicativos
instalados.
No Windows o gerenciador de arquivos é o programa
Windows Explorer, que é distribuído junto ao sistema operacional.
Definições
Folder = Diretório = Pasta
Pasta é um local do disco onde são armazenados os arquivos
referentes a um assunto específico.
Arquivo é onde estão armazenadas as informações do usuário.
Nomes de arquivo
Nome.Extensão
ArquivoExemplo.dat
Os arquivos devem ter nomes sugestivos que indiquem o seu
conteúdo. Atualmente eles podem ter até 256 caracteres (nomes
longos).
É proibido usar os seguintes caracteres: <espaço>, <ponto> e
<traço simples>
É pouco recomendável usar os caracteres acentuados para nomes de
arquivos usados por programas fora do pacote Microsoft Office.
Joao_Maria.doc
TestesMotorFIRE.xls
O caractere <espaço> pode ser substituído pelo _ <traço sublinhado>
quando necessário.
Menu Iniciar/ Pesquisar/ Arquivos
ou pastas
O uso de maiúsculas e minúsculas facilita a leitura dos nomes sem
espaços.
Ao pesquisar ou listar arquivos o
uso dos caracteres * e ? substitui
partes não conhecidas no nome
destes.
No Windows, as extensões dos arquivos são códigos de 3 (três)
caracteres, separados do nome por ponto, usados para informar o tipo
de dados que aquele arquivo contém.
Em Casa.* o asterisco indica para
considerar os arquivos com o
nome casa e com qualquer
extensão.
Em Cap??_2004.doc os dois sinais
de interrogação indicam que os
arquivos com nomes iniciados em
Cap, terminados em _2004.doc e
com dois caracteres entre eles
serão considerados.
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
Exemplos:
•
•
•
•
•
•
•
*.doc para o MS_Word;
*.xls para o MS_Excel;
*.ppt para o MS_Power Point;
*.txt para arquivo texto;
*.ini para arquivos de inicialização;
*.dat para arquivos de dados em ASCII;
*.dwg para arquivos do AutoCAD;
Programa ou software é um arquivo que contém código a ser
executado pelo computador. As extensões mais comuns são *.exe,
*.com e *.dll
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Gerenciando Arquivos (cont.)
Deve-se sempre exibir todas as extensões dos arquivos. Esta opção
está no menu Ferramentas/ Opções de pasta/ Modo de exibição do
programa Windows Explorer.
Modos de exibição
Através do menu Exibir ou do ícone modos de exibição, temos os
seguintes modos de exibição dos arquivos:
•
•
•
•
•
Miniaturas = thumbnails
Unidades e Pastas
O sinal de + exibe as subdivisões
das pastas e unidades.
Propriedades dos arquivos
Ícones grandes
Ícones pequenos
Lista
Detalhes (exibe as propriedades dos arquivos)
Miniaturas (fotos)
Para ver o conteúdo de uma pasta ou unidade de armazenagem basta
clicar com o botão esquerdo do mouse sobre esta na parte da tela onde
é exibida a árvore de diretórios.
Para ver as propriedades de um arquivo, basta clicar no nome do
arquivo com o botão direito do mouse e selecionar propriedades no
menu flutuante.
Observar tamanho, local no disco, tipo de programa de edição, datas
de criação, edição e acesso.
Atributos
Os atributos dos arquivos podem ser:
Atenção: Ao transferir de um CDROM para o computador, os
arquivos trazem o atributo de
Somente leitura.
•
•
•
Movimentação dos Arquivos
Somente leitura (não admitem edição)
Oculto (arquivos não visíveis no modo de exibição padrão)
Arquivo morto (arquivo antigo)
Para selecionar um arquivo clicar uma única vez com o botão
esquerdo do mouse.
Para abrir um arquivo clicar duas vezes com o botão esquerdo do
mouse.
Teclas auxiliares de seleção
<Ctrl> é usada para selecionar
mais de um arquivo não contíguos
na listagem do Windows Explorer.
Basta pressionar a tecla Crtl e o
botão esquerdo do mouse sobre o
arquivo desejado.
<Shift> ou × é usada para
selecionar mais de um arquivo
contíguos na listagem do Windows
Explorer. Basta selecionar o
primeiro arquivo com o mouse e
então apontar para o último
arquivo desejado e pressionar a
tecla shift e o botão esquerdo do
mouse.
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
Para escolher outro programa usar a opção Abrir com do menu
flutuante chamado com o botão direito do mouse acionado sobre o
arquivo.
Para mover um arquivo dentro do mesmo disco ou copiar para outro
disco ou unidade de memória (disquetes, zips disks, pen disks ou CDRW) deve-se selecionar os arquivos e mantendo pressionado o botão
esquerdo do mouse arrasta-los para o local desejado.
Pode-se usar a opção Enviar para, do menu flutuante, para mover ou
copiar arquivos.
As opções Recortar e Copiar, do menu flutuante, também podem ser
usadas para mover ou copiar arquivos, respectivamente.
Deve-se sempre ler com atenção as mensagens do sistema operacional
referentes a transferências de arquivos.
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PROGRAMAÇÃO CIENTÍFICA
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Gerenciando Arquivos (cont.)
Sempre transfira os arquivos para pastas no disco rígido antes de
iniciar o trabalho. Os disquetes e outros meios de armazenagem não
possuem espaço e velocidade de acesso suficiente para permitir a
edição segura de arquivos.
Cópias de Segurança
(Backup)
Cópias de segurança são cópias dos arquivos feitas em meios de longa
permanência. Os discos rígidos são considerados meios eletrônicos de
armazenagem de média duração.
Média duração = dias
Longa duração = meses ou anos
Tipos de Backup
Os discos rígidos não possuem confiabilidade suficiente para manter
informações por longos períodos pois são mais sujeitos à falhas
elétricas, falhas da mídia e ação de vírus sobre o sistema operacional.
•
•
•
Total – Todos os arquivos são gravados.
Incremental – Somente os arquivos modificados, em relação
último backup feito, são gravados na mídia (meio)
armazenagem;
Diferencial – Somente os arquivos modificados, em relação
último backup total, são gravados na mídia (meio)
armazenagem;
ao
de
ao
de
Os backups são organizados por assunto, seguindo a lógica da árvore
de pasta do disco rígido do usuário.
Freqüência de Backups
•
•
Meios de Armazenagem
O meio de armazenagem escolhido deve ser o mais difundido no
momento e não necessariamente o mais moderno. Por ordem de uso
temos:
• Disquetes
• CD-R e DR-RW
• ZIP disks
• Pen disks
• Discos removíveis
• Fitas
A melhor freqüência é diária.
A menor freqüência admitida é semanal.
Deve-se ter mais de uma unidade de armazenagem para cada grupo de
arquivos (assunto) a ser preservado. A rotação entre as mídias
aumenta a segurança e diminui o risco de ações dos vírus dos
computadores.
Estratégias de Backups
Mais rápido!
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
Várias estratégias são utilizadas. Todas consomem tempo do usuário
que deve ser previsto como parte do trabalho diário.
Estratégia de 3 Discos
Segunda
Terça
Quarta
Quinta
1
2
2
2
Disco
Total
Incremental
Incremental
Incremental
Tipo
Sexta
3
Total
12
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Cópias de Segurança (cont.)
Estratégia de 3 Discos
Segunda
Semana Anterior
Terça
Quarta
Quinta
Sexta
3
Total
Quinta
1
Diferencial
Sexta
2
Total
Quinta
1
Diferencial
Sexta
3
Total
Disco
Tipo
Mais usado!
Disco
Tipo
Segunda
1
Total
Disco
Tipo
Segunda
1
Total
1ª Semana
Terça
Quarta
1
1
Diferencial Diferencial
2ª Semana
Terça
Quarta
1
1
Diferencial Diferencial
Estratégia de 4 Discos
Mais segurança!
Disco
Tipo
Disco
Tipo
1ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
Quinta
1
2
2
2
Total
Incremental Incremental Incremental
2ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
Quinta
1
2
2
2
Total
Incremental Incremental Incremental
Sexta
3
Total
Sexta
4
Total
Estratégia de 19 Discos
Segunda
Semana Anterior
Terça
Quarta
Quinta
Sexta
X
Total
Quinta
4
Incremental
Sexta
5
Total
Quinta
4
Incremental
Sexta
6
Total
Quinta
4
Incremental
Sexta
7
Total
Quinta
4
Incremental
Sexta
X
Total
Disco
Tipo
Grandes Sistemas!
Retenção de 12 meses.
X = número do mês
Disco
Tipo
Disco
Tipo
Disco
Tipo
Disco
Tipo
Backup Diferencial
Backup Incremental
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
1ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
1
2
3
Total
Incremental Incremental
2ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
1
2
3
Total
Incremental Incremental
3ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
1
2
3
Total
Incremental Incremental
4ª Semana
Segunda
Terça
Quarta
1
2
3
Total
Incremental Incremental
O backup diferencial é feito adicionando os arquivos alterados ou
acrescentados em relação ao último backup total.
O backup incremental é feito adicionando os arquivos alterados ou
acrescentados em relação ao último backup.
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Manutenção dos Discos Rígidos
Definições
O disco rígido é uma unidade de armazenamento de dados e também a
área de trabalho dos programas que rodam no computador.
Bloco = Cluster = Sector
O disco rígido é dividido em blocos de informação chamados de
cluster. Cada bloco armazena 512 bytes de dados, sendo necessários
vários destes para armazenar um arquivo.
Bloco defeituoso = Bad sector
Com o envelhecimento do material magnético do disco, os blocos
podem não reter mais a informação. A verificação dos discos
periodicamente, permite detectar e marcar os blocos defeituosos para
que não sejam mais usados.
Fragmentação do disco
No início do uso do disco, os arquivos estão armazenados em blocos
seqüenciais. À medida que os arquivos são apagados e novos são
criados, os blocos que contem a informação do arquivo podem estar
espalhados ao longo das trilhas do disco, no início, no meio ou no fim
deste. Uma tabela no início do disco associa os blocos ao nome do
arquivo e sua posição na árvore de pastas.
Assim, desfragmentar significa reorganizar os arquivos no disco de
modo que seus blocos de armazenagem sejam seqüenciais e que os
arquivos mais usados ocupem blocos mais no início do disco. Esta
operação aumenta a velocidade do computador devido à redução do
tempo de acesso ao disco.
Arquivos temporários (*.tmp)
Obs: os arquivos de backup
automático,
criados
pelos
aplicativos, devem ser apagados
pelo usuário somente após a
conclusão do trabalho e de sua
cópia de segurança ter sido feita
em outra mídia de armazenagem.
ATENÇÃO:
NUNCA ABRA OU SALVE
DADOS PELO APLICATIVO
USANDO DISQUETES COMO
LOCAL DE TRABALHO.
TRABALHE SEMPRE NO
DISCO RÍGIDO E TRANSFIRA
O ARQUIVO FINAL USANDO O
WINDOWS EXPLORER.
Os arquivos temporários são rascunhos criados pelos programas
durante a manipulação dos dados e elaboração da tarefa definida pelo
usuário. Ao salvar um arquivo pelo menu apropriado de um aplicativo,
os dados dos arquivos temporários são organizados e unidos para
formar um único arquivo. O aplicativo apaga os arquivos temporários
imediatamente antes de ser fechado.
Quando ocorre um travamento do sistema operacional ou falha
elétrica ou de um periférico ou dispositivo do computador, os arquivos
temporários não são apagados. O usuário pode apagá-los ou chamar
um programa de limpeza do disco de forma periódica para fazê-lo.
Os arquivos temporários possuem tamanhos que ultrapassam em muito
o tamanho do arquivo final. Quando os arquivos são abertos em mídias
de armazenagem sem espaço suficiente para conter o arquivo final e os
temporários, como é o caso dos disquetes, os arquivos criados ao final
do trabalho estarão corrompidos e haverá perda de informação pelo
usuário sem que ocorra nenhum alerta por parte do aplicativo.
Assistente de manutenção
(Todas as funções de manutenção)
Para realizar a manutenção das unidades de disco do computador
deve-se usar as opções do menu Iniciar/ Programas/ Acessórios/
Ferramentas de sistema/ Assistente de manutenção
Limpeza do disco
A limpeza de um disco é acionada pela opção: Limpeza do disco
Verificação do disco
A verificação de um disco é acionada pela opção: ScanDisk
Desfragmentação do disco
A desfragmentação de
Defragmentador de disco
22/04/2004 - ProgCientCap03.doc
José Eduardo Mautone Barros
um
disco
é
acionada
pela
opção:
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