ESTUDO DO AMBIENTE LINUX.doc

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除ESTUDO DO AMBIENTE LINUX NO AUXLIO DO PROCESSO DE ENSINO APRENDIZAGEM DA DISCIPLINA DE SISTEMAS OPERACIONAISDiego Vieira; Silvana Madeira Alves Dal-B (Orientadora).Introduo:Atualmente, a grande maioria das bibliografias na rea de Sistemas Operacionais traz exemplos relacionados ao sistema operacional Linux para alguns dos conceitos estudados. A proposta deste trabalho de pesquisa fazer um estudo do ambiente Linux e aplicativos, como simuladores, que possam ser utilizados no processo de ensino aprendizagem da disciplina de sistemas operacionais nos cursos de graduao. Nesse estudo possvel encontrar uma srie de softwares, arquivos e simuladores separados de acordo com o contedo da disciplina que cada um dos mesmos tm relao. O contedo pesquisado separado em diversos itens desde viso geral do Linux, passando por concorrncia, estrutura do sistema operacional, processos e threads, sincronizao e comunicao entre processos e finalizando com gerncia de recursos. Objetivos: a) Instalar o sistema operacional Linux em um computador destinado a pesquisa. b) Identificar os conceitos de sistemas operacionais que podem ser utilizados no ambiente Linux. c) Buscar em fontes de pesquisa os recursos (sistema operacional e aplicativos) que possam ser utilizados na disciplina. c) Instalar os aplicativos pesquisados.Palavras-chave: Linux, sistema operacional, simuladoresMtodosA pesquisa foi realizada a partir da busca de softwares, arquivos e simuladores em diversos meios como por exemplo: man pages do Linux, livros, buscas na web de forma geral, sendo que, antes da busca foi necessrio a leitura de cada um dos temas que a disciplina de Sistemas Operacionais aborda e a partir desse momento foi realizada a pesquisa dos softwares, arquivos e simuladores. Vrios softwares e arquivos so integrantes da distribuio Linux utilizada para a pesquisa, no sendo assim necessrio a sua instalao, sendo necessrio a leitura de manuais para utilizar os softwares e conhecer o objetivos dos arquivos. Os simuladores utilizados no geral no necessitaram ser instalados sendo necessrio a leitura de manuais para sua utilizao. Aps isso foram pesquisados outros mtodos de se utilizar o Sistema Operacional Linux durante as aulas de Sistemas Operacionais como por exemplo o uso de aplicativos Windows atravs do uso do Wine e o uso de Linguagem de programao C.Resultados de discussoA pesquisa foi realizada a partir da busca de softwares, arquivos e simuladores em diversos meios como por exemplo: man pages do Linux, livros, buscas na web de forma geral, sendo que, antes da busca foi necessrio a leitura de cada um dos temas que a disciplina de Sistemas Operacionais aborda e a partir desse momento foi realizada a pesquisa dos softwares, arquivos e simuladores. Os comandos, arquivos, cdigos fonte e simuladores podem ser divididos em trs grupos, sendo os comandos e arquivos parte do grupo um, os simuladores parte do grupo dois e os cdigos fonte parte do grupo trs.1 - Comandos e arquivosOs comandos e arquivos pesquisados no geral apenas ilustram o contedo, o seu uso na disciplina til apenas como complemento a teoria no tendo grande influncia nos contedos expostos.Informao do hardware no LinuxOs comandos lspci -tv, lsusb -tv e a leitura dos arquivos proc/cpuinfo, /proc/meminfo atravs do comando less. Os comandos e arquivos so utilizados para obter informao especfica sobre o hardware no qual o sistema operacional esta sendo executado, sendo que, o uso dos comandos e arquivos tem a utilidade de ilustrar formas de se obter essas informaes no sistema operacional e mostrar de que forma o sistema operacional guarda essas informaes.ConcorrnciaO Comando vmstat utilizado para se obter varias informaes sobre os processos, sendo que resultado exposto pelo comando de fcil compreenso e os parmetros que podem ser utilizados para visualizar os resultados de acordo com o que necessrio pode ser consultados atravs do comando man vmstat. possvel a criao de vrios cenrios para testar o comportamento do sistema operacional e utilizar o vmstat como uma forma de demonstrar esse comportamento.InterrupesA leitura dos arquivos /proc/dma e /proc/interrupts atravs do comando more. utilizado para obter informaes especificas sobre as interrupes ocorridas no sistema operacional, servindo apenas para ilustrar o contedo da disciplina. O comando vmstat descrito anteriormente pode ser utilizado para verificar as interrupes que esto ocorrendo.Linguagem de ControleO comando echo $SHELL, o uso da tecla TAB e o uso do comando man, so utilizados ilustrar o funcionamento da linguagem de controle no sistema operacional.Ativao / Desativao do SistemaA leitura do arquivo /boot/grub/grub.conf atravs do comando less, possibilita a visualizao das configuraes de ativao do sistema atravs do boot loader grub, a leitura do arquivo utilizada apenas para ilustrar as configuraes de um boot loader e no todo o processo de ativao do sistema.Estrutura do ProcessoA estrutura de diretrios abaixo de /proc/pid/, contm varias informaes bastante teis sobre o funcionamento dos processos, pois, representa o bloco de controle de processos em forma de estrutura de pasta e arquivos. Sendo que essa estrutura esta presente em qualquer distribuio Linux. O comando ps l permite a visualizar varias informaes que fazem parte do contexto de software.Estado do processoO comando ps aux | less exibe uma lista de processos em execuo e vrias informaes sobre esses processos, interessante a leitura do manual do comando ps para se entender seu funcionamento. O comando pstree | more demonstra a hierarquia dos processos, til para demonstrar o conceito de processos pai e filho.Processos Foreground e BackgroundO uso do parmetro & (abrir em background), o comando jobs (listar comandos em background), o comando fg (passar programa do background para o foreground) e o uso do z (ctrl+z) ou bg (passa programa do foreground para o background), til para visualizar na prtica o funcionamento do conceito de background e de foreground.ThreadsO diretrio /proc/pid/task/ serve apenas para ilustrar a estrutura de threads de um processo.System CallAtravs do comando strace possvel visualizar (depurar) toda a execuo de um programa, possibilitando assim a visualizao das chamadas de sistema utilizadas pelo comando, sendo que o uso do comando tem apenas o intuito de ilustrar o uso das chamadas de sistemas pelo sistema operacional.SemforosO comando ipcs -la utilizado para visualizar informaes sobre os semforos, so apenas informaes bsicas, para ilustrar o assunto.Troca de MensagensO uso do pipe (|), e dos redirecionamentos (, , ), uma forma de ilustrar a troca de mensagens entre processos.Sistemas de arquivosO comando ls -i lista os arquivos e exibe o ndice, j o comando ls l lista os arquivos e exibe vrias informaes sobre o arquivo, como por exemplo as permisses de acesso essas permisses podem ser alteradas atravs dos comandos chmod, chown e chgroup. O comando tree exibe os diretrios em forma de hierrquica (rvore). Atravs dos comandos possvel verificar informaes dos arquivos e ilustrar o contedo sobre sistemas de arquivos.ACLPara o uso de ACLs no linux necessrio a instalao atravs do comando yum install acl e edio do arquivo /etc/fstab, atravs dos comandos getfacl e setfacl possvel o uso das ACLs sendo seu uso fcil e um uso prtico do contedo visto na disciplina.Gerncia de DispositivosAtravs do diretrio /dev possvel ilustrar como o Linux representa os dispositivos fsicos.2 - SimuladoresGerncia do ProcessadorO uso do Process Scheduling Simulator permite simular vrios tipos de escalonamentos atravs de experimentos configurados em arquivos, inicialmente interessante o uso de experimentos j prontos, dependendo dos alunos possvel a criao e anlise de novos experimentos, para o uso do simulador necessrio conhecimento da teoria e o aprendizado do funcionamento do simulador.Gerncia de Memria virtualO uso do simulador de memria virtual (Virtual Memory Simulator) permite simular o gerenciamento de memria virtual por paginao. O simulador no possui manual e arquivos de configurao, sendo necessrio o conhecimento do contedo terico para sua utilizao.Gerncia de I/OO simulador Concurrent UNIX IO Simulator permite simular a gerncia de I/O atravs do uso de demonstrao do espao de usurio, sistema e disco, sendo que, o mesmo possui manual em ingls e possui vrios experimentos prontos, necessrio conhecimento terico para o uso do mesmo.Simulador SOSIM rodando atravs do WINEAtravs do programa WINE possvel o uso de simuladores desenvolvidos para o Windows, para rodar o SOSIM necessrio apenas instalar do WINE sem nenhuma modificao do mesmo, no sendo necessrio nenhum conhecimento aprofundado, o simulador SOSIM em portugus e possui lista de exerccios em portugus, sendo assim, de fcil uso.3 - Linguagem de Programao C O uso de cdigos fonte (linguagem de programao C) permite um melhor conhecimento sobre as chamadas de sistema e sinais entre outros aspectos do sistema operacional, sendo necessrio um bom conhecimento sobre programao em C para criao dos cdigos fonte e um conhecimento bsico com uma boa explicao para compreenso dos mesmos.Concluses:Atravs desse estudo pode se constatar que o ambiente Linux oferece vrios softwares e arquivos nativos onde possvel visualizar como o sistema operacional funciona. O estudo apresenta diversos comandos e ferramentas que auxiliam no processo de ensino e aprendizagem da disciplina de Sistemas Operacionais. Foram demonstrados comandos para os seguintes contedos: a estrutura do sistema operacional, informaes de hardware, concorrncia, interrupes, processos e sistemas de arquivos. A sincronizao e comunicao entre processos foram vistas atravs de comandos de troca de mensagens e semforos. A gerncia de recursos foi demonstrada atravs do uso de simuladores (Process Scheduling Simulator (gerncia do processador), Virtual Memory Simulator (gerncia de memria virtual), Concurrent Unix IO Simulator (gerncia de I/O). Desta forma, nessa pesquisa foi exposto o funcionamento de vrios simuladores que podem ser utilizado durante as aulas, bem como a possibilidade de utilizar simuladores desenvolvidos para Microsoft Windows atravs do uso do WINE, e a possibilidade do uso de linguagem de programao durante as aulas. Os softwares e arquivos pesquisados foram separados de acordo com vrios tpicos da disciplina de sistemas operacionais. RefernciasFEDORA Spin BrOffice. Disponvel em: .Acesso em: 10 maio 2010. CD-ROM.GRAY, John Shapley. Interprocess Communications in Unix: The Nooks & Crannies. Upper Saddle River: Prenti