Sistemas Operacionais

Se formos tomar como base o conceito de sistema operacional da época em que ele foi criado, veríamos a definição de um software que controla um hardware. Para aquele tempo, esse conceito era válido. Porém, se examinarmos o hardware que temos hoje, podemos observar que ele está interagindo com um número cada vez maior de softwares, simultaneamente. Essa mudança na utilização e forma de interação com o software levou à necessidade da redefinição desse conceito; o novo papel desempenhado pelo sistema operacional é o de realizar a separação entre as aplicações (software e hardware), criando um controle de acesso e um conjunto de serviços e permitindo a comunicação entre eles.

Neste tópico, abordaremos a evolução dos sistemas operacionais, que acompanha a evolução dos computadores e suas diversas finalidades, tamanhos e componentes, motivando a criação e evolução dos sistemas operacionais. Além disso, observaremos os diferentes ambientes e tipos de sistemas nos quais os sistemas operacionais estão inseridos, os principais componentes dos sistemas operacionais e as características consideradas essenciais em um sistema operacional. Por último, analisaremos a arquitetura dos sistemas operacionais.

Neste tópico, abordaremos a relação dos sistemas operacionais com os arquivos e diretórios, que são as estruturas mais utilizadas pelos usuários no manuseio do computador; a evolução da programação, a qual passou de linguagem de máquina para as linguagens de alto nível e começou a fazer uso de compiladores e interpretadores para aumentar a produtividade dos desenvolvedores; o uso de firmwares e middlewares, facilitando a comunicação dos dispositivos e programas com o sistema operacional e o computador.

Estudaremos, também, os hardwares, as suas diferentes arquiteturas e como eles interagem entre si e com o sistema operacional; o processador, o seu projeto, o desempenho e o uso de multiprocessadores; a memória, a sua hierarquia e as diferenças de custo e desempenho; o uso de discos e fitas, como forma de armazenamento de baixo custo; os barramentos, responsáveis pela comunicação entre os componentes do computador; e, finalmente, os dispositivos de E/S, que são acoplados ao computador, fazendo com que o sistema operacional os reconheça e se comunique com eles.

• Aulas:
  Arquivos e diretórios
  Interpretadores e compiladores
  Firmware e middleware
  Processadores
  Memória
  Discos e fitas
  Dispositivos de E/S e barramentos

Neste tópico, abordaremos a definição de processos, seus possíveis estados, sua forma de gerenciamento, a definição de interrupções e como se dá a comunicação entre processos. Estudaremos, também, a definição de threads, os seus possíveis estados, as operações que podemos realizar com eles, os seus modelos e suas formas de implementação. Discutiremos sobre formas de execução assíncrona concorrente e programação concorrente. Vamos entender o problema computacional conhecido como deadlock e quais são as técnicas de escalonamento utilizadas pelo processador. Ainda, trataremos do termo CPU como sinônimo de processador, utilizando ambos os termos com igual significado.

Aulas:

• Processos
• Threads
• Execução assíncrona concorrente
• Programação concorrente
• Deadlock e adiamento indefinido
• Escalonamento de processador

O simples ato de executar um programa em um computador esconde várias ações e participantes anônimos, com responsabilidades bem definidas. O programa é armazenado no disco rígido, uma unidade de armazenamento secundária, e executado pelo processador, que não acessa as instruções e os dados diretamente no disco rígido, pois o considera muito lento. Para aumentar a velocidade de acesso do processador, o sistema operacional transfere os dados para a memória principal, servindo como uma área de depósito mais veloz que o disco rígido. Porém, com o aumento de tamanho e complexidade dos programas, somado à limitação no custo da memória principal, os projetistas tiveram de criar a memória virtual, isto é, páginas armazenadas no disco rígido, as quais criam a ilusão para o processador de que existe mais memória no computador do que realmente há. Neste capítulo, abordamos os seguintes assuntos: conceito, organização e gerenciamento da memória real; conceito, organização e gerenciamento da memória virtual; questões de projeto para os sistemas de paginação; e questões de implementação enfrentadas pelos projetistas de sistemas operacionais. Além disso, tratamos da memória real como sinônimo de memória principal. Essa nomenclatura se faz necessária em função do conceito de memória virtual.

Aulas:

• Memória real
• Memória virtual
• Questões de projeto e implementação

Neste tópico, abordaremos os seguintes assuntos: a criptografia e formas de se garantir que a mensagem consiga ser interpretada somente pelo destinatário correto; a autenticação, o meio de identificar se o usuário realmente é quem ele diz ser; o controle de acesso, o modo que garante que o usuário tenha somente acesso às funcionalidades que são destinadas a ele; os ataques à segurança do computador, da rede de computadores ou dos sistemas operacionais; a prevenção de ataques e soluções de segurança, as ações possíveis para responder ou se proteger dos ataques; e a comunicação e protocolos de segurança, que analisam as vulnerabilidades da comunicação entre computadores, bem como os protocolos implementados para garantir a segurança dessas comunicações.
Aulas:

• Criptografia
  Autenticação
  Controle de acesso
  Ataques à segurança
  Prevenção de ataques e soluções de segurança
  Comunicação e protocolos de segurança