Tipos de Sistemas Operacionais

Um sistema operacional é um programa ou um conjunto de programas cuja função é gerenciar os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos, etc.), fornecendo uma interface entre o computador e o usuário. Embora possa ser executado imediatamente após a máquina ser ligada, a maioria dos computadores pessoais de hoje o executa através de outro programa armazenado em uma memória não-volátil ROM chamado BIOS (Basic Input/Output System ou Sistema Básico de Entrada/Saída) num processo chamado "bootstrapping", conceito em inglês usado para designar processos autossustentáveis, ou seja, capazes de prosseguirem sem ajuda externa. Após executar testes e iniciar os componentes da máquina (monitores, discos, etc), o BIOS procura pelo sistema operacional em alguma unidade de armazenamento, geralmente o Disco Rígido, e a partir daí, o sistema operacional "toma" o controle da máquina. O sistema operacional reveza sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando, controlando e orquestrando todo o processo computacional.

Existem dois modos distintos de conceituar um sistema operacional: Visão top-down, de cima para baixo, pela perspectiva do usuário ou programador: é uma abstração do hardware, fazendo o papel de intermediário entre o software (programas) e os componentes físicos do computador, o (hardware); ou numa visão bottom-up, de baixo para cima: é um gerenciador de recursos, que controla quais aplicações (processos) podem ser executadas, quando devem ser executadas e quais recursos (memória, disco, periféricos) podem ser utilizados.

Um computador com o sistema operacional instalado poderá não dar acesso a todo o seu conteúdo dependendo do utilizador. Com um sistema operacional, podemos estabelecer permissões a vários utilizadores que trabalham com este. Existem dois tipos de contas que podem ser criadas num sistema operacional, 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 controle de todo o seu Hardware instalado. A conta Limitada é uma conta que não tem permissões para acessar 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.

Tipos de sistemas operacionais. Em relação ao seu projeto (arquitetura). Núcleo monolítico ou monobloco: o núcleo consiste em um único processo executando numa memória protegida (espaço de núcleo) executando as principais funções. Ex.: MAC OS X, OS/2, Windows, Linux, FreeBSD.

Micronúcleo ou modelo cliente-servidor: o núcleo consiste de funções mínimas (comunicação e gerenciamento de processos), e outras funções, como sistemas de arquivos e gerenciamento de memória, são executadas no espaço do usuário como serviços; as aplicações (programas) são os clientes. Ex.: GNU Hurd, Mach. Sistema em camadas: funções do núcleo irão executar em camadas distintas, de acordo com seu nível de privilégio. Ex.: Multics. Monitor de máquinas virtuais: fornece uma abstração do hardware para vários sistemas operacionais. Ex.: VM/370, VMware, Xen.

Quanto ao gerenciamento de processos. Monotarefa: pode-se executar apenas um processo de cada vez Ex.: MS-DOS. Multitarefa: além do próprio SO, vários processos de utilizador (tarefas) estão carregados em memória, sendo que um pode estar ocupando o processador e outros ficam enfileirados, aguardando a sua vez. O compartilhamento de tempo no processador é feito de modo que o usuário tenha a impressão que vários processos estão sendo executados simultaneamente. Cada processo recebe um tempo para ser executado. Ao final desse tempo, outro processo é executado. Essa alternância de processos chama-se concorrência.

Multitarefa cooperativa: Executa dois ou mais programas em simultâneo, mas o programa que está em primeiro plano tem controlo sobre o processador. Neste caso se este programa falhar bloqueia o computador e tem que ser reiniciado. Exemplo de SO: Windows 3.x e versões anteriores ao Mac OS 8. Multitarefa escalonada: É o processador que controla a execução dos programas, desta forma permite ao sistema operacional recuperar o controle caso um programa bloqueie. O utilizador perde os trabalhos do programa que falhou, mas os restantes programas continuam a trabalhar. Exemplo de SO: Unix; Linux; Windows 95 e superiores; MAC OS 8 e superiores; etc. Multiprocessamento: o SO distribui as tarefas entre dois ou mais processadores. Se os processadores estiverem na mesma máquina física, o sistema é chamado de Sistema Multiprocessado Fortemente Acoplado. Caso esteja em máquinas diferentes, trata-se de um Sistema Multiprocessado Fracamente Acoplado.

Quanto à quantidade de usuários que podem utilizar o sistema concorrentemente: Monousuário: apenas um usuário por vez (apesar de poder suportar recursos como troca de usuário). Ex.: Windows. Esse também pode ser acessado por terminais e conexão remota. Multiusuário: vários usuários usam o computador ao mesmo tempo, seja por diversos terminais, seja por conexão remota como o SSH. Ex.: Linux, Unix. Existem vários sistemas operativos; entre eles, os mais utilizados no dia a dia, normalmente utilizados em computadores domésticos, são o Windows, Linux e Mac OS X.