Ficha 01 · Fundamentos do sistema operativo · Ficha de trabalho

Aluno(a)

Turma

Nº

Data

Objectivos da ficha

Identificar as funções essenciais do SO
Distinguir kernel de espaço do utilizador
Comparar SO cliente e servidor
Caracterizar diferentes tipos de SO

Parte I · Conceitos

Exercício 1 · Funções do SO

Indique a função do sistema operativo (gestão de processos, gestão de memória, sistema de ficheiros, gestão de dispositivos, interface, segurança) responsável por cada situação:

a) Decidir que aplicação corre no processador a cada instante. ___

b) Atribuir RAM a uma aplicação que acabou de abrir. ___

c) Organizar os dados em pastas e ficheiros no disco. ___

d) Permitir ao utilizador clicar em ícones com o rato. ___

e) Verificar se um utilizador tem permissão para abrir um ficheiro. ___

f) Comunicar com a impressora conectada por USB. ___

a) Gestão de processos (escalonador). b) Gestão de memória. c) Sistema de ficheiros. d) Interface com o utilizador (GUI). e) Segurança (controlo de acesso). f) Gestão de dispositivos (via driver).

Exercício 2 · Verdadeiro ou Falso

Indique V/F e justifique:

Sem sistema operativo, as aplicações comunicam directamente com o hardware. ___ (2 pts)
O kernel é a única parte do SO que acede directamente ao hardware. ___ (2 pts)
Linux e Windows partilham o mesmo kernel. ___ (2 pts)
macOS é um SO baseado em Unix. ___ (2 pts)
Um SO de servidor tem sempre interface gráfica. ___ (2 pts)

F — sem SO seria preciso programar o hardware directamente; impraticável. As aplicações modernas usam o SO como mediador (system calls).
V — princípio fundamental da arquitectura em camadas.
F — kernels diferentes: Linux usa o kernel Linux (Linus Torvalds), Windows usa NT kernel.
V — macOS é baseado no Darwin (kernel híbrido com base BSD Unix).
F — servidores frequentemente não têm GUI (são "headless"), geridos por SSH ou painel web.

Parte II · Arquitectura

Exercício 3 · Camadas

Ordene as 4 camadas da arquitectura de um SO, de baixo (mais perto do hardware) para cima (mais perto do utilizador):

___ Aplicações
___ Hardware
___ Kernel
___ Shell e serviços de sistema

Hardware (fundo — CPU, RAM, discos, periféricos)
Kernel (núcleo — única camada com acesso ao hardware)
Shell e serviços de sistema (interface, daemons, sistema de ficheiros)
Aplicações (topo — browser, office, jogos, etc.)

Exercício 4 · System calls

Quando uma aplicação (ex: o Word) quer abrir um ficheiro, o que acontece tecnicamente? Descreva em 3-4 passos.

A aplicação faz uma chamada ao sistema (system call) — pede ao kernel para abrir o ficheiro com o nome documento.docx.
O kernel verifica permissões — o utilizador actual tem direito de leitura sobre esse ficheiro? Se não, devolve erro.
O kernel consulta o sistema de ficheiros — encontra onde no disco estão os blocos do ficheiro.
O kernel chama o driver do disco — instrui o disco a ler os blocos, copia-os para a memória do processo, e devolve um "handle" à aplicação. A aplicação pode agora ler/escrever via esse handle.

Lição: a aplicação NUNCA toca directamente no disco. Toda a comunicação com hardware passa pelo kernel. Esta arquitectura é o que torna possível ter múltiplas aplicações em segurança e estabilidade.

Parte III · Tipos de SO

Exercício 5 · Cliente vs Servidor

Indique para cada característica se é típica de Cliente, Servidor, ou Ambos:

a) Optimizado para 1 utilizador interactivo. ___

b) Frequentemente sem interface gráfica. ___

c) Drivers para muitos periféricos (impressoras, webcams). ___

d) Optimizado para muitos utilizadores em rede. ___

e) Necessita de actualizações regulares. ___

f) Uptime esperado de meses ou anos. ___

g) Software pré-instalado para uso pessoal (browser, office). ___

h) Gestão tipicamente por SSH ou painel web. ___

a) Cliente. Personal computing. b) Servidor. "Headless" é comum. c) Cliente. Servidores raramente precisam de muitos periféricos. d) Servidor. e) Ambos. Mas com janelas diferentes. f) Servidor. Clientes desligam-se à noite. g) Cliente. h) Servidor. Gestão remota é a regra.

Exercício 6 · Escolher SO

Para cada cenário, indique o tipo de SO mais adequado e dê um exemplo concreto (Windows 11, Ubuntu Server, etc.):

a) Computador pessoal para um estudante de Multimédia. ___

b) Servidor de partilha de ficheiros de uma escola. ___

c) Computador da recepção de uma clínica (poucos utilizadores, software médico). ___

d) Smartphone. ___

e) Sistema de controlo de uma máquina industrial em tempo real. ___

f) Router doméstico. ___

a) Cliente — Windows 11 Pro (mais comum) ou macOS (se necessário Adobe). Ubuntu Desktop se quiser open-source. b) Servidor — Ubuntu Server, Debian, ou Windows Server (depende da infraestrutura). c) Cliente — Windows 10/11 (software médico geralmente é Windows-only). d) Mobile — Android ou iOS. e) Real-time (RTOS) — QNX, VxWorks, FreeRTOS. f) Embebido — OpenWrt, DD-WRT (variantes Linux).

Parte IV · Aplicação

Exercício 7 · Diagnóstico

A turma da Maria está a usar Windows 11 num portátil que arranca lentamente, faz barulho excessivo, e o Chrome trava quando tem mais de 5 abas. Diagnosticar:

a) Qual o tipo de problema (RAM insuficiente, disco lento, CPU sobreaquecida)? Justifique em 1-2 frases.

b) Que comando ou ferramenta Windows usaria para verificar?

c) Que solução sugere?

a) Múltiplos sintomas indicam várias causas possíveis: - Arranque lento + Chrome trava com muitos abas → RAM insuficiente ou disco HDD (não SSD). - Barulho excessivo → ventoinha sobre stress = CPU sobreaquecida ou disco HDD a funcionar muito.

b) Ferramentas: - Ctrl+Shift+Esc → Gestor de Tarefas → separador "Desempenho" para ver uso de CPU, RAM, Disco em tempo real. - Win+R → dxdiag para informações de sistema. - HWMonitor (gratuito) para temperaturas detalhadas.

c) Soluções: - Se RAM < 8 GB → adicionar RAM se possível (algumas máquinas têm slots livres). - Se disco for HDD → substituir por SSD (transformação maior). - Se CPU sobreaquece → limpar ventoinhas, verificar pasta térmica. - Se tudo o resto OK → diminuir abas abertas, fechar aplicações desnecessárias.