Sistema Operativo

Um sistema operativo é um programa ou um conjunto de programas cuja função é servir de interface entre um computador e o utilizador.Segundo alguns autores (Silberschatz et al, 2005; Stallings, 2004; Tanenbaum, 1999), existem dois modos distintos de conceituar um sistema operacional:

• pela perspectiva do usuário ou programador (visão top-down): é uma abstração do hardware, fazendo o papel de intermediário entre o aplicativo (programa) e os componentes físicos do computador (hardware); ou
  
• numa visão bottom-up, de baixo para cima: é um gerenciador de recursos, i.e., controla quais aplicações (processos) podem ser executadas, quando, que recursos (memória, disco, periféricos) podem ser utilizados.

Visão Geral

Um sistema operativo pode ser visto como um programa de grande complexidade que é responsável por todo o funcionamento de uma máquina desde o software a todo hardware instalado na máquina. Todos os processos de um computador estão por de trás de uma programação complexa que comanda todas a funções que um utilizador impõe à máquina. Existem vários sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados no dia a dia, normalmente utilizados em computadores domésticos, são o Windows, Linux, OS/2 e Mac OS X.

Um computador com o sistema operativo instalado poderá não dar acesso a todo o seu conteúdo dependendo do utilizador. Com um sistema operativo, podemos estabelecer permissões a vários utilizadores que trabalham com este. Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operativo, as contas de Administrador e as contas limitadas. A conta Administrador é uma conta que oferece todo o acesso à máquina, desde a gestão de pastas, ficheiros e software de trabalho ou entretenimento ao controlo de todo o seu Hardware instalado. A conta Limitada é uma conta que não tem permissões para aceder a algumas pastas ou instalar software que seja instalado na raiz do sistema ou então que tenha ligação com algum Hardware que altere o seu funcionamento normal ou personalizado pelo Administrador. Para que este tipo de conta possa ter acesso a outros conteúdos do disco ou de software, o administrador poderá personalizar a conta oferecendo permissões a algumas funções do sistema como também poderá retirar acessos a certas áreas do sistema.
O sistema operativo funciona com a iniciação de processos que este irá precisar para funcionar correctamente. Esses processos poderão ser ficheiros que necessitam de ser frequentemente actualizados, ou ficheiros que processam dados úteis para o sistema. Poderemos ter acesso a vários processos do sistema operativo a partir do gestor de tarefas, onde se encontram todos os processos que estão em funcionamento desde o arranque do sistema operativo até a sua utilização actual. Pode-se também visualizar a utilização da memória por cada processo, no caso de o sistema operativo começar a mostrar erros ou falhas de acesso a programas tornando-se lento, pode-se verificar no gestor de tarefas qual dos processos estará bloqueado ou com elevado número de processamento que está a afectar o funcionamento normal da memória.

Funcionamento

Um sistema operacional possui as seguintes funções:

1. Gerenciamento de processos;
2. Gerenciamento de memória;
3. Sistema de arquivos;
4. Entrada e saída de dados.
   

Gerenciamento de processos

O sistema operacional multitarefa é preparado para dar ao usuário a ilusão que o número de processos em execução simultânea no computador é maior que o número de processadores instalados. Cada processo recebe uma fatia do tempo e a alternância entre vários processos é tão rápida que o usuário pensa que sua execução é simultânea.

São utilizados algoritmos para determinar qual processo será executado em determinado momento e por quanto tempo.

Os processos podem comunicar-se, isto é conhecido como IPC (Inter-Process Communication). Os mecanismos geralmente utilizados são:

• sinais,
• pipes,
• named pipes,
• memória compartilhada,
• soquetes (sockets),
• semáforos,
• trocas de mensagens.

O sistema operacional, normalmente, deve possibilitar o multiprocessamento (SMP ou NUMA). Neste caso, processos diferentes e threads podem ser executados em diferentes processadores. Para essa tarefa, ele deve ser reentrante e interrompível, o que significa que pode ser interrompido no meio da execução de uma tarefa.

Gerenciamento de memória

O sistema operacional tem acesso completo à memória do sistema e deve permitir que os processos dos usuários tenham acesso seguro à memória quando o requisitam.

Vários sistemas operacionais usam memória virtual, que possui 3 funções básicas:

1. assegurar que cada processo tenha seu próprio espaço de endereçamento, começando em zero, para evitar ou resolver o problema de relocação (Tanenbaum, 1999);
2. prover proteção da memória para impedir que um processo utilize um endereço de memória que não lhe pertença;
3. possibilitar que uma aplicação utilize mais memória do que a fisicamente existente.
   

Sistema de arquivos

A memória principal do computador é volátil, e seu tamanho é limitado pelo custo do hardware. Assim, os usuários necessitam de algum método para armazenar e recuperar informações de modo permanente.

Um arquivo é um conjunto de bytes, normalmente armazenado em um dispositivo periférico não volátil (p.ex., disco), que pode ser lido e gravado por um ou mais processos.

O sistema de arquivos é a estrutura que permite o gerenciamento de arquivos: criação, destruição, leitura, gravação, controle de acesso, etc.

Base de Dados

Bases de dados, são conjuntos de registos dispostos em estrutura regular que possibilita a reorganização dos mesmos e produção de informação. Um banco de dados normalmente agrupa registros utilizáveis para um mesmo fim.

Uma base de dados é normalmente mantida e acedida por meio de um software conhecido como Sistema Gestor de Base de Dados (SGBD). Normalmente um SGBD adopta um modelo de dados, de forma pura, reduzida ou estendida. Muitas vezes o termo banco de dados é usado como sinônimo de SGDB.

O modelo de dados mais adoptado hoje em dia é o modelo relacional, onde as estruturas têm a forma de tabelas, compostas por tuplas (linhas) e colunas.

Utilização

Os bancos de dados são utilizados em muitas aplicações, abrangendo praticamente todo o campo dos programas de computador. Os bancos de dados são o método de armazenamento preferencial para aplicações multi-utilizador, nas quais é necessário haver coordenação entre vários usuários. Entretanto, são convenientes também para indivíduos, e muitos programas de correio eletrónico e organizadores pessoais baseiam-se em tecnologias padronizadas de bancos de dados.

Um base de dados é um conjunto de informações com uma estrutura regular. Um banco de dados é normalmente, mas não necessariamente, armazenado em algum formato de máquina legível para um computador. Há uma grande variedade de base de dados, desde simples tabelas armazenadas em um único arquivo até gigantescos base de dados com muitos milhões de registos, armazenados em salas cheias de discos rígidos.

Bancos de dados caracteristicamente modernos são desenvolvidos desde os anos da década de 1960. Um pioneiro nesse trabalho foi Charles Bachman.

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Ficheiros

Em informática, um arquivo (português brasileiro) ou ficheiro (português europeu) é um agrupamento de registros que seguem uma regra estrutural, e que contém informações (dados) sobre uma área específica, registrados no disco rígido de um computador.

Estes arquivos podem conter informações de qualquer tipo de dados que se possa encontrar em um computador: textos, imagens, vídeos, programas, etc. Geralmente o tipo de informação encontrada dentro de um arquivo pode ser prevista observando-se os últimos caracteres do seu nome, após o último ponto (por exemplo, txt para arquivos de texto sem formatação). Esse conjunto de caracteres é chamado de extensão do arquivo.

Como os arquivos em um computador são muitos (só o sistema operacional costuma ter centenas deles), esses arquivos são armazenados em directórios (também conhecidos como pastas).
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Dados e Informação

Dados:
São representações codificadas de factos ou eventos, objectos, pessoas ou outros tipos de entidades.
Informação:
É o conjunto de dados, devidamente organizados e ordenados, a fim de terem significado.

Reparação do Rato e Teclado

Teclado:

O Windows permite configurar certos aspectos dos teclados, como por exemplo a linguagem do teclado. Para configurar um teclado abra o painel de controlo e escolha a opção Propriedades do teclado.

• Limpar um teclado:

Os teclados acumulam todo o tipo de sujidade, particularmente se o utilizador do computador come, fuma ou bebe perto dele. Para limpar um teclado vire-o ao contrário e abane-o. Use também um aspirador para retirar a sujidade do seu interior.
Se houver necessidade de lavar o teclado, remova as teclas. Lave-as com água, de preferência destilada, limpe tudo direitinho e volte a colocar as teclas. Este passo deve ser usado apenas se o teclado necessitar mesmo de uma limpeza profunda e deve ser efectuado com cuidado.

• Reparar problemas com o teclado:

Os teclados são tão baratos que não costuma ser necessário perder muito tempo a reparalos.
Contudo, se o teclado não funcionar, podem ser adoptadas as seguintes medidas:

· Reinicie o computador (este passo resolve muitos problemas).
· Vire o teclado ao contrário e com um clip tente retirar algum objecto que possa estar a provocar problemas. Podem existir objectos por baixo de uma tecla.
· Verifique se os cabos estão bem ligados.
· Se o teclado possui uma ligação USB, ligue-o a outra entrada.
· Tente ligar o teclado noutro computador para verificar se este funciona. Se não, substitua-o.
· Se tem um teclado PS/2, substitua-o por um modelo USB.

Rato:

Os ratos modernos funcionam através da entrada USB e possuem sensores ópticos. Estes são os mais aconselhados.

• Problemas com o rato:

Windows permite configurar o rato e modificar o modo como este se comporta, alterando a rapidez de movimentos e a funcionalidade de cada tecla. Para configurar um rato abra o painel de controlo e escolha a opção Propriedades do Rato.
Se um rato não funciona bem deve verificar se os cabos estão bem ligados, limpa-lo e verificar se está bem configurado. Se estes passos não resolverem o problema, substitua-o.

Problema com os Discos Rigidos

A dinâmica de funcionamento do disco rígido é bastante complexa, embora ele efectue apenas dois comandos, leitura e gravação. Quando o utilizador digita um comando de gravação, este envia o arquivo a ser gravado na forma de impulsos electrónicos por um circuito lógico que movimenta a agulha sobre uma ou varias laminas revestidas por uma película magnetizável e então o arquivo é magneticamente gravado.

Recuperação de dados:

Dados perdidos são sem dúvida um dos problemas mais temidos por parte dos utilizadores de computadores. A primeira tentativa de recuperação de dados deve ser feita através de software específico para essa tarefa. É aconselhável fazer uma pesquisa sobre quais os programas que existem no mercado. Um programa Opensource de recuperação de dados em discos é o TestDisk (http://www.cgsecurity.org/wiki/TestDisk).
Os softwares de recuperação de dados possuem, na sua maioria, uma técnica própria de recuperação, o que os torna únicos na forma de exercer sua função, podendo um determinado aplicativo atingir melhor desempenho onde outro falhou.

Sectores defeituosos:

No caso dos sectores defeituosos (bad clusters), não existem soluções e a melhor saída é isolar a área danificada. Podem-se isolar estes sectores danificados através de uma formatação de baixo nível e através da execução de um scandisk.

Sector zero/Master Boot Record:

A perda do master boot record é um problema frequente. Neste caso o disco funciona perfeitamente mas perde a capacidade de realizar o ‘boot’. Em alguns casos de discos danificados a manutenção parece ser realmente impossível.

Instalar um disco rígido:

Os procedimentos habituais para instalar um disco rígido são os seguintes:

· Configure o disco como master ou slave.

· Instale o disco na caixa.

· Ligue o cabo de dados ao disco (PATA ou SATA).

· Ligue o cabo de corrente.

· Ligue o computador e entre na BIOS. Observe se o disco surge nas descrições dos dispositivos.

O Post

Durante o boot, a BIOS realiza uma série de testes, cuja função é determinar com exactidão os componentes de hardware instalados no sistema. Este teste é chamado de Post (pronuncia-se poust), ou "power-on self test". Os dados do post são mostrados durante a inicialização, na forma daquela tabela que aparece antes do carregamento do sistema operativo, indicando a quantidade de memória instalada, assim como os discos rígidos, drives de disquetes, portas serias e paralelas e Drives de CD-Rom padrão IDE instalados no computador.

Após terminado o post, a BIOS gera um relatório informando detalhes sobre o hardware instalado no computador, permitindo saber sem margem de erro detalhes sobre sua configuração. Para paralisar o ecrã tempo suficiente para ler todas as informações, basta pressionar a tecla "Pause/Break" do teclado.

Mensagens de Erro:

A função do Post é verificar se tudo está a funcionar correctamente. Caso seja detectado algum problema num componente vital para o funcionamento do sistema, como as memórias, processador ou placa de vídeo, a BIOS emitirá uma certa sequência de bips sonoros, alertando sobre o problema. Problemas menores, como conflitos de endereços, problemas com o teclado, ou falhas do disco rígido serão mostrados na forma de mensagens no ecrã.

O código de bips varia de acordo com a marca da BIOS (Award ou AMI por exemplo) ou mesmo, de uma placa mãe para outra. Geralmente o manual da placa traz uma tabela com as sequências de bips usadas. Apenas como referência no caso da ausência do manual da placa mãe, segue uma pequena lista de bips padrão em BIOS AMI:

Bips: Um longo.

Problema: algo se passa com a memória.

Solução: remova a RAM e volte a colocá-la.

Bips: Um longo, dois curtos ou um longo e três curtos.

Problema: placa gráfica ou a memória desta última.

Solução: substitua a placa gráfica ou a sua memória .

Bips: Contínuo.

Problema: isto é causado normalmente por um problema de memória, mas também pode indicar problemas de vídeo.

Solução: volte a colocar ou substitua a memória e/ou a placa gráfica.

Geralmente quando tudo está funcionar, independente da marca, a BIOS emite um bip durante a inicialização do computador, este não deve ser confundido com os anteriores. Se nenhum som está sendo emitido quando se inicializa o sistema, verifique se o fio do som está ligado correctamente.

Quando são detectados problemas menores durante o post, que não impedem o funcionamento do sistema, ao invés de bips são mostradas mensagens de erro no ecrã, indicando o problema.