Operating systems and utility software · Sistemas operacionais e software utilitário
| English | Português |
|---|---|
| operating system/ˈɒpəreɪtɪŋ ˈsɪstəm/ | sistema operacional |
| utility programs/juːˈtɪlɪti ˈprəʊɡræmz/ | programas utilitários |
| device driver/dɪˈvaɪs ˈdraɪvə/ | driver de dispositivo |
| memory management/ˈmeməri ˈmænɪdʒmənt/ | gerenciamento de memória |
| memory protection/ˈmeməri prəˈtekʃn/ | proteção de memória |
| virtual memory/ˈvɜːtʃuːəl ˈmeməri/ | memória virtual |
| paging/ˈpeɪdʒɪŋ/ | segmentação |
| process/ˈprəʊses/ | processo |
| process management/ˈprəʊses ˈmænɪdʒmənt/ | gerenciamento de processos |
| scheduling/ˈʃedjuːlɪŋ/ | escalonamento |
| time slice/taɪm slaɪs/ | fatia de tempo |
| hardware interrupt/ˈhɑːdweə ˈɪntərʌpt/ | interrupção de hardware |
| software interrupt/ˈsɒftweə ˈɪntərʌpt/ | interrupção de software |
| interrupt handler/ˈɪntərʌpt ˈhændlə/ | manipulador de interrupção |
| directory/daɪˈrektəri/ | diretório |
| access rights/ˈækses raɪts/ | direitos de acesso |
| signatures/ˈsɪɡnɪtʃəz/ | assinaturas |
| incremental backups/ˌɪŋkrɪˈmentl ˈbækʌps/ | backups incrementais |
| fragmented/fræɡˈmentɪd/ | fragmentado |
1202 alarm
- Three minutes before the first Moon landing, the Apollo 11 guidance computer flashed a code the crew had never seen in training: 1202. A misconfigured radar was flooding it with work it could not finish.
- The computer's tiny operating system 操作系统 did what an operating system is for. It ranked every job by priority, dropped the ones that did not matter, and kept the descent calculations running. The landing continued.
- Without that scheduler, the computer would have frozen and the landing been aborted. Every phone and laptop today makes the same decisions thousands of times a second.
- This lesson is why a computer needs an OS, the five management tasks the syllabus names, and the utility programs bundled with it.
Alarme 1202
- Três minutos antes do primeiro pouso na Lua, o computador de orientação Apollo 11 exibiu um código que a tripulação nunca havia visto no treinamento: 1202. Um radar mal configurado estava inundando-o com trabalho que ele não conseguia concluir.
- O pequeno sistema operacional 操作系统 do computador fez o que um sistema operacional deve fazer. Ele ordenou cada tarefa por prioridade, descartou as que não importavam e manteve os cálculos de descida rodando. O pouso continuou.
- Sem esse escalonador, o computador travaria e o pouso seria abortado. Todo telefone e laptop hoje toma as mesmas decisões milhares de vezes por segundo.
- Esta lição explica por que um computador precisa de um SO, as cinco tarefas de gerenciamento que o programa cita e os programas utilitários incluídos.
Why a computer needs an operating system
- Hardware alone can only fetch and execute instructions. It knows nothing about files, programs, networks or users.
- The OS provides an interface between the user and the hardware, and hides the complexity of the hardware from the user and from application programs.
- It manages the hardware resources, processor time, memory, storage and input/output, and shares them between programs; it loads application software into memory and runs it; and it provides security and utilities.
- Without one, every program would need its own device drivers and only one program could safely run at a time.
One layer between every program and the hardware
Por que um computador precisa de um sistema operacional
- Hardware sozinho só pode buscar e executar instruções. Ele não sabe nada sobre arquivos, programas, redes ou usuários.
- O OS fornece uma interface entre o usuário e o hardware, e oculta a complexidade do hardware do usuário e dos programas de aplicativo.
- Ele gerencia os recursos de hardware, tempo de processador, memória, armazenamento e entrada/saída, e os compartilha entre programas; ele carrega software de aplicação na memória e o executa; e fornece segurança e utilitários.
- Sem um, cada programa precisaria de seus próprios drivers de dispositivo e apenas um programa poderia rodar com segurança de cada vez.
Uma camada entre cada programa e o hardware
Where the operating system sits · Onde o sistema operacional se situa
Tap each layer. The OS is the middle layer — it sits between your applications and the hardware, sharing the machine safely so programs never touch the hardware directly. · Toque em cada camada. O SO é a camada do meio — ele fica entre seus aplicativos e o hardware, compartilhando a máquina seguramente para que programas nunca toquem o hardware diretamente.
Which is a core job of an operating system? · Qual é uma função principal de um sistema operacional?
The OS manages hardware and provides services and a UI, letting multiple programs run safely on shared hardware. · O OS gerencia o hardware e fornece serviços e uma interface, permitindo que vários programas executem com segurança em hardware compartilhado.
The operating system lets several programs share the same hardware safely, so they don't interfere with each other. · O sistema operacional permite que vários programas compartilhem o mesmo hardware de forma segura, para que não interfiram uns nos outros.
Sharing the CPU, memory and devices safely between many programs is exactly what the OS is for. · Compartilhar a CPU, memória e dispositivos de forma segura entre muitos programas é exatamente para isso que serve o OS.
Which are purposes of an operating system? Select all · todos that apply. · Quais são as finalidades de um sistema operacional? Selecione todos os que se aplicam.
Interface, hiding complexity, managing and sharing resources are the OS's jobs. Translation is a compiler's or interpreter's. · Interface, ocultar complexidade, gerenciar e compartilhar recursos são tarefas do OS. Tradução é tarefa de um compilador ou interpretador.
Memory management
- Memory management 内存管理 allocates memory to each program when it is loaded and frees it when the program ends.
- It keeps every program's memory separate, memory protection 内存保护, so one program cannot overwrite another's data.
- It swaps pages between RAM and disk, virtual memory 虚拟内存 through paging 分页, so more programs can be open than physical memory allows.
Each process gets its own fenced block
Gerenciamento de memória
- Gerenciamento de memória 内存管理 aloca memória para cada programa quando é carregado e a libera quando o programa termina.
- Mantém a memória de cada programa separada, proteção de memória 内存保护, para que um programa não possa sobrescrever os dados de outro.
- Troca páginas entre RAM e disco, memória virtual 虚拟内存 através de paginação 分页, para que mais programas possam estar abertos do que a memória física permite.
Cada processo recebe seu próprio bloco cercado
Virtual memory (paging) lets the OS: · Memória virtual (segmentação) permite que o OS:
Paging moves blocks between RAM and disk so programs can use more memory than is physically installed. · Segmentação move blocos entre RAM e disco para que programas possam usar mais memória do que está fisicamente instalado.
Process management
- A running program is a process 进程. Process management 进程管理 creates and ends processes.
- It decides which process gets the CPU next, scheduling 调度, and for how long, a time slice 时间片, then saves the process's state and switches to the next.
- It resolves conflicts when two processes want the same resource, and can end one that stops responding.
Gerenciamento de processos
- Um programa em execução é um processo 进程. Gerenciamento de processos 进程管理 cria e encerra processos.
- Decide qual processo obterá a CPU a seguir, escalonamento 调度, e por quanto tempo, uma fatia de tempo 时间片, depois salva o estado do processo e muda para o próximo.
- Resolve conflitos quando dois processos querem o mesmo recurso, e pode encerrar um que parar de responder.
A running program is called a: · Um programa em execução é chamado de:
Process management loads, schedules and switches between processes (running programs). · Gerenciamento de processos carrega, escala e alterna entre processos (programas em execução).
Worked example: how the OS makes multitasking possible
- Explain how memory management and process management allow several programs to run at the same time. [4]
- Memory management loads several programs into memory at once, each in its own protected area, and keeps track of which addresses belong to which program.
- Process management shares the processor between them: each process runs for a time slice, the OS saves its state and switches to the next.
- The switching is so fast that all the programs appear to run at the same time, though the processor executes only one at any instant.
Exemplo resolvido: como o OS torna multitarefa possível
- Explique como o gerenciamento de memória e o gerenciamento de processos permitem que vários programas rodam ao mesmo tempo. [4]
- O gerenciamento de memória carrega vários programas na memória ao mesmo tempo, cada um em sua própria área protegida, e acompanha quais endereços pertencem a qual programa.
- O gerenciamento de processos compartilha o processador entre eles: cada processo roda por uma fatia de tempo, o OS salva seu estado e muda para o próximo.
- A alternância é tão rápida que todos os programas parecem rodar ao mesmo tempo, embora o processador execute apenas um em qualquer instante.
Put the steps that let several programs appear to run at once in order. · Organize os passos que permitem que vários programas pareçam executar ao mesmo tempo.
Memory management does the first step; process management does the rest. · Gerenciamento de memória faz o primeiro passo; gerenciamento de processos faz o resto.
Hardware management and interrupts
- The OS talks to each device through its device driver 设备驱动, queues and buffers data going to slow devices such as a printer, and shares one device between several programs.
- A hardware interrupt 硬件中断 comes from a device: a key pressed, a printer out of paper, a disk transfer finished, a power failure. A software interrupt 软件中断 comes from a program: division by zero, an invalid instruction, a request for an OS service.
- The interrupt handler 中断处理程序 saves the state of the current process, deals with the interrupt, then restores the process and continues.
Gerenciamento de hardware e interrupções
- O SO se comunica com cada dispositivo através do seu driver de dispositivo 设备驱动, fila e armazena em buffer dados enviados para dispositivos lentos, como uma impressora, e compartilha um único dispositivo entre vários programas.
- Uma interrupção de hardware 硬件中断 vem de um dispositivo: uma tecla pressionada, uma impressora sem papel, uma transferência de disco concluída, uma falha de energia. Uma interrupção de software 软件中断 vem de um programa: divisão por zero, uma instrução inválida, uma solicitação de serviço do SO.
- O manipulador de interrupções 中断处理程序 salva o estado do processo atual, trata a interrupção, depois restaura o processo e continua.
A printer runs out of paper and signals the processor. This is: · Uma impressora fica sem papel e sinaliza ao processador. Isso é:
It comes from a device. A software interrupt comes from a program, such as a division by zero. · Vem de um dispositivo. Uma interrupção de software vem de um programa, como uma divisão por zero.
File management and security management
- File management: creates, names, copies, moves and deletes files and folders; keeps the directory 目录 structure and a record of where each file sits on the disk; allocates disk space; enforces access rights 访问权限 for each user.
- Security management: user accounts and passwords, access rights, encryption of stored data, a firewall, automatic security updates, and a log of who did what.
- A "describe" question wants what the OS actually does under each heading, one action per mark.
Gerenciamento de arquivos e segurança
- Gerenciamento de arquivos: cria, nomeia, copia, move e exclui arquivos e pastas; mantém a estrutura do diretório 目录 e um registro de onde cada arquivo está no disco; aloca espaço em disco; impõe direitos de acesso 访问权限 para cada usuário.
- Gerenciamento de segurança: contas de usuário e senhas, direitos de acesso, criptografia de dados armazenados, firewall, atualizações de segurança automáticas e um log de quem fez o quê.
- Uma questão "descreva" quer saber o que o SO realmente faz sob cada tópico, uma ação por ponto.
Match each OS management task to what it does. · Combine cada tarefa de gerenciamento do SO com o que ela faz.
The OS juggles four core resources — the CPU (processes), RAM (memory), storage (files) and peripherals (devices). · O OS manipula quatro recursos principais — a CPU (processos), RAM (memória), armazenamento (arquivos) e periféricos (dispositivos).
Utility software
- Utility programs 实用程序 are system software that maintain, repair or optimise the computer rather than doing a user's task.
- Disk formatter: prepares a disk for use by setting up its file system, deleting any existing data. Virus checker: compares files against a database of known signatures 签名, watches behaviour, quarantines what it finds; must be updated.
- Defragmentation software: gathers the scattered blocks of each file together. Disk contents analysis and repair: shows what uses the space; finds and fixes bad sectors and file-system errors.
- File compression: shrinks files for storage and transfer. Back-up software: copies files to another medium on a schedule; a full copy, then incremental backups 增量备份 of what changed.
Each one does a single maintenance job
Software utilitário
- Programas utilitários 实用程序 são software de sistema que mantêm, reparam ou otimizam o computador em vez de realizar tarefas do usuário.
- Formatador de disco: prepara um disco para uso configurando seu sistema de arquivos, excluindo dados existentes. Verificador de vírus: compara arquivos contra um banco de dados de assinaturas 签名 conhecidas, monitora comportamento, isola o que encontra; deve ser atualizado.
- Software de desfragmentação: agrupa os blocos dispersos de cada arquivo uns junto aos outros. Análise e reparo de conteúdo de disco: mostra o que ocupa espaço; encontra e corrige setores defeituosos e erros de sistema de arquivos.
- Compactação de arquivos: reduz arquivos para armazenamento e transferência. Software de backup: copia arquivos para outro meio em um cronograma; uma cópia completa, seguida de backups incrementais 增量备份 do que mudou.
Cada um realiza uma única tarefa de manutenção
System-maintenance programs such as antivirus, backup and defragmenter are called ______ software. · Programas de manutenção do sistema, como antivírus, backup e desfragmentador, são chamados de software ______.
Utility software maintains the system; word processors and browsers are application software. · Software utilitário mantém o sistema; processadores de texto e navegadores são software de aplicação.
Worked example: how defragmentation improves performance
- Explain how defragmentation can improve the performance of a computer. [3]
- A hard disk stores a file in whatever free blocks it finds, so over time a file becomes fragmented 碎片化, scattered across the platter, and reading it needs many movements of the read/write head.
- The defragmenter moves the blocks of each file next to each other, so it is stored contiguously, and gathers the free space into one region.
- Files are then read with fewer head movements, so they load faster, and new files can be written into one continuous space. An SSD has no moving head, so it gains nothing.
Exemplo resolvido: como a desfragmentação melhora o desempenho
- Explique como a desfragmentação pode melhorar o desempenho de um computador. [3]
- Um disco rígido armazena um arquivo nos blocos livres que encontrar, então, com o tempo, um arquivo torna-se fragmentado 碎片化, espalhado pelo prato, e lê-lo exige muitos movimentos da cabeça de leitura/escrita.
- O desfragmentador move os blocos de cada arquivo uns ao lado dos outros, de modo que ele seja armazenado contiguamente, e agrupa o espaço livre em uma única região.
- Os arquivos são então lidos com menos movimentos de cabeça, carregando mais rápido, e novos arquivos podem ser escritos em um espaço contínuo. Um SSD não tem cabeça móvel, portanto não se beneficia disso.
A disk defragmenter is useful on a hard disk but NOT on an SSD because: · Um desfragmentador é útil em um disco rígido, mas NÃO em um SSD porque:
Defragmenting reduces head-movement (seek) time on a spinning disk; an SSD has no heads, so it gains nothing (and the extra writes wear it). · Desfragmentar reduz o movimento da cabeça (busca) em um disco giratório; um SSD não tem cabeças, então não ganha nada (e as escritas extras desgastam-no).
Worked example: one line from each utility to its purpose
| Utility | Purpose |
|---|---|
| defragmentation | files load faster because their blocks are together |
| disk repair | a disk with bad sectors or file-system errors works again |
| disk contents analysis | space is freed by finding large, duplicate and temporary files |
| file compression | more data fits on the disk and transfers faster |
| virus checker | malware is found and quarantined |
| back-up software | data is restored after loss, corruption or ransomware |
- Performance on the left half, security on the right. Each utility pairs with exactly one purpose.
Exemplo resolvido: uma linha de cada utilitário para seu propósito
| Utilitário | Propósito |
|---|---|
| desfragmentação | arquivos carregam mais rápido porque seus blocos estão juntos |
| reparo de disco | um disco com setores defeituosos ou erros de sistema de arquivos volta a funcionar |
| análise de conteúdo de disco | espaço é liberado encontrando arquivos grandes, duplicados e temporários |
| compactação de arquivos | mais dados cabem no disco e transferem mais rápido |
| verificador de vírus | malware é encontrado e isolado |
| software de backup | dados são restaurados após perda, corrupção ou ransomware |
- Desempenho no lado esquerdo, segurança no direito. Cada utilitário corresponde a exatamente um propósito.
Match each utility to its purpose. · Combine cada utilitário com sua finalidade.
One utility, one purpose. The examiner's line-drawing questions are marked exactly this way. · Um utilitário, uma finalidade. As questões de desenho com linhas do examinador são marcadas exatamente dessa forma.
Marks that slip away
- "Manages memory" is the heading, not the answer. Say what it does: allocates, protects, frees, pages to disk.
- A utility is not the OS and not an application. It performs one maintenance task.
- Defragmentation helps a hard disk; it does nothing for an SSD.
- A virus checker is only as good as its last update; a backup is the only recovery from ransomware.
Marcas que escapam
- "Gerencia memória" é o título, não a resposta. Diga o que ele faz: aloca, protege, libera, página para disco.
- Um utilitário não é o SO nem um aplicativo. Ele executa uma única tarefa de manutenção.
- A desfragmentação ajuda um disco rígido; ela não faz nada para um SSD.
- Um verificador de vírus é tão bom quanto sua última atualização; um backup é a única recuperação contra ransomware.
You've got it
- the OS is the interface between user and hardware: it hides complexity, manages and shares the processor, memory, storage and I/O, and loads and runs programs
- five management tasks: memory (allocate, protect, page), process (schedule by time slice, switch), hardware (drivers, buffers, interrupts), file (directory, space, access rights), security (accounts, encryption, firewall, logs)
- multitasking = protected memory areas + time-sliced switching fast enough to look simultaneous
- utilities: formatter, virus checker, defragmenter, disk analysis and repair, compression, backup, each with one purpose
Entendeu?
- o SO é a interface entre usuário e hardware: esconde a complexidade, gerencia e compartilha o processador, memória, armazenamento e E/S, e carrega e executa programas
- cinco tarefas de gerenciamento: memória (alocar, proteger, paginar), processo (agendar por fatia de tempo, alternar), hardware (drivers, buffers, interrupções), arquivo (diretório, espaço, direitos de acesso), segurança (contas, criptografia, firewall, logs)
- multitarefa = áreas de memória protegidas + alternância dividida por tempo rápida o suficiente para parecer simultânea
- utilitários: formatador, verificador de vírus, desfragmentador, análise e reparo de disco, compactação, backup, cada um com um propósito