Nome do Componente Curricular: Sistemas Operacionais
Período: 5o semestre – BCC/UNIFESP
Carga horária total: 72 h
Objetivos
Geral: Apresentar os conceitos básicos de sistemas operacionais, analisando os principais componentes de um sistema operacional convencional: gerência de processador, gerência de memória, gerência de entrada e saída e sistemas de arquivos.
Específicos: Ao final do curso o aluno deve estar familiarizado com a estrutura e os conceitos básicos e funcionamento de sistemas operacionais. Deve estar apto a desenvolver soluções de gerência de memória e processos, controle de entrada e saída e organização de sistemas de arquivos.
Ementa: Conceitos básicos de sistemas operacionais: processos, organizações de sistemas operacionais, chamadas de sistema. Gerência do processador: estados de processo, escalonamento. Entrada e saída: dispositivos e controladores, software de E/S, interrupções, dependência e independência. Gerência de memória: partições fixas e variáveis, paginação, segmentação, memória virtual. Gerência de arquivos.
Conteúdo Programático: Apresentação da disciplina. Introdução a sistemas operacionais. Chamadas de sistema. Programas de sistema. Conceitos básicos. Tipos de sistemas operacionais. Conceito de multiprogramação: processo, ciclo CPU e E/S, estados. Suporte de hardware: interrupções, modos do processador. Implementação de processos: representação de processos, bloco descritor do processo, filas. Modelo de processo. Relacionamentos entre processos. Suporte de hardware para multiprogramação: proteção de memória, proteção de periféricos, proteção de CPU. Programação concorrente: conceito, seção crítica. Exclusão mútua: propriedades, mecanismos. Primitivas: mutex e semáforos. Deadlock. Gerência do processador: escalonamento, eventos, chaveamento de contexto, níveis de escalonamento. Tipos de escalonador. Threads: conceitos, implementação, modelo N:1, modelo 1:1 e modelo M:N. Gerência de memória: memória lógica e física. Endereço lógico e físico. Função de mapeamento. MMU. Ferramentas de desenvolvimento de programas: montadores, compiladores, carregadores e ligadores. Amarração estática e dinâmica. Gerência de E/S: conceitos básicos. Organização lógica do software: device driver, subsistema de E/S, independência do dispositivo, E/S em nível de usuário. Bufferização. Chamadas bloqueantes, não bloqueantes e assíncronas. Sistema de arquivos: requisitos básicos. Estrutura hierárquica. Arquivos: conceito, nomes, tipos, organização lógica, operações. Diretório: conceito, linear, dois níveis, árvore, grafo. Aliases.
Metodologia de Ensino Utilizada: O curso será baseado em aulas expositivas com auxílio do quadro e projetor multimídia. A participação dos alunos em sala de aula será estimulada através de perguntas e sessões de exercícios. Para fixação dos tópicos estudados, os alunos receberão, ao longo do curso, listas de exercícios para entrega em sala de aula. Por fim, destacam-se as aulas práticas nos laboratórios de informática para fixação dos conteúdos através de do uso de ambientes de desenvolvimento de software.
Recursos Instrucionais Necessários: Quadro branco, projetor multimídia e laboratório de informática.
Critérios de Avaliação: O sistema de avaliação será definido pelo docente responsável pela UC no início das atividades letivas e divulgado aos alunos. O sistema adotado deve contemplar o processo de ensino e aprendizagem estabelecido neste Projeto Pedagógico, com o objetivo de favorecer o progresso do aluno ao longo do semestre. Para isto, as avaliações deverão ser ponderadas de maneira crescente ou, ainda, propiciar alternativas de recuperação, como provas substitutivas e/ou aplicação de trabalhos adicionais. A promoção do aluno na UC obedecerá aos critérios estabelecidos pela Pró-Reitoria de Graduação, tal como discutido no projeto pedagógico do curso.
Bibliografia
Básica:
- SILBERSCHATZ, Abraham et al. Fundamentos de sistemas operacionais. 6.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2004. 580 p. ISBN 978-85-216-1414-2.
- TANENBAUM, Andrew S. Sistemas operacionais modernos. 2.ed. São Paulo: Pearson, 2006. 693 p. ISBN 979-85-87918-57-3.
- TOSCANI, Simão Sirineo; CARISSIMI, Alexandre da Silva; OLIVEIRA, Rômulo S. de. Sistemas operacionais. 4.ed. Porto Alegre: Bookman, 2010. 374 p. ISBN 978-85-7780-521-1.
Complementar:
- TORTELLO, João Eduardo N; WOODHULL, Albert S; TANENBAUM, Andrew S. Sistemas operacionais: projeto e implementação. 3.ed. Porto Alegre: Bookman, 2008. 990 p. ISBN 978-85-7780-057-5.
- STALLINGS, William. Operating systems: internal and design principles. 6.ed. Upper Saddle River: Pearson, c2009. 822 p. ISBN 978-0-13-600632-9.
- SILBERSCHATZ, Abraham et al. Fundamentos de sistemas operacionais. 8.ed. Rio de Janeiro: LTC, 2010. 515 p. ISBN 978-85-216-1747-1.
- Carissimi, Alexandre da Silva; Oliveira, Rômulo S. de. Sistemas operacionais. 3 ed. Säo Paulo: Bookman, 2008. 259 p. ISBN 978-85-7780-337-8.
- Mauerer, Wolfgang. Professional Linux Kernel architecture. Canadá: wrox, c2008. 1337 p. ISBN 978-0-470-34343-2.
AULAS:
- Introdução (download)
- Apresentação do curso
- Visão Geral (download)
- Apresentar os fundamentos e conceitos básicos sobre Sistemas Operacionais
- Estruturas dos Sistemas Operacionais (download)
- Descrever os serviços que um sistema operacional oferece aos usuários e outros sistemas
- Discutir as várias maneiras de estruturar um sistema operacional
- Processos (parte 1) (download)
- Introduzir conceitos de processo
- Descrever as diversas características dos processos, inclusive o scheduling, a criação e o encerramento e a comunicação
- Processos (parte 2) (download)
- Descrever a comunicação em sistemas cliente-servidor
- Threads (download)
- Introduzir o conceito de thread
- Discutir as APIs das bibliotecas de threads Pthreads, Win32 e Java
- Examinar questões relacionadas à programação multithreaded
- Scheduling (download)
- Introduzir o Scheduling da CPU
- Descrever vários algoritmos de scheduling da CPU
- Discutir critérios de avaliação para a seleção de um algoritmo de scheduling da CPU para um sistema específico
- Sincronismo (download)
- Introduzir o problema da seção crítica, cujas soluções podem ser usadas para garantir a consistência de dados compartilhados
- Apresentar soluções tanto de software quanto de hardware para o problema da seção crítica
- Deadlocks (download)
- Desenvolver uma descrição de deadlocks
- Apresentar diversos métodos para impedir ou evitar deadlocks em um sistema computadorizado
- REVISÃO – Parte I (download)
- Gerência de Memória (download)
- Fornecer uma descrição de várias maneiras de organizar o hardware de memória.
- Discutir diversas técnicas de gerência de memória, incluindo paginação e segmentação.
- Memória Virtual (download)
- Descrever os benefícios de um sistema de memória virtual.
- Explicar os conceitos de paginação por demanda, algoritmos de substituição de página e alocação de frames de página.
- Sistemas de Arquivos (download)
- Explicar conceitos e descrever as características do Sistema de Arquivos.
- Gerência de dispositivos (download)
- Explorar a estrutura do subsistema de E/S de um sistema operacional.
- Discutir os princípios do hardware de E/S e sua complexidade.
- Oferecer detalhes dos aspectos de desempenho do hardware e software de E/S.
- Segurança (download)
- Discutir aspectos de proteção e segurança em SOs.
- Discutir ameaças e ataques à segurança.
- Explicar os fundamentos da criptografia.
- Examinar as aplicações da criptografia na computação.
- REVISÃO – Parte II (download)
EXERCÍCIOS:
RESUMO DAS AULAS EM VÍDEO:
