2.6 Projeto e implementação do sistema operacional

1. Objetivos de Projeto

• Objetivos do Usuário: Conveniência, facilidade de uso, confiabilidade, segurança e velocidade.

• Objetivos do Sistema: Facilidade de projeto, implementação, manutenção, flexibilidade e eficiência.

• Desafio: Não há uma solução única; os requisitos variam conforme o tipo de sistema (batch, tempo real, multiusuário, etc.).

2. Mecanismos e Políticas

• Mecanismo: Como algo é feito (ex.: temporizador para proteção da CPU).

• Política: O que deve ser feito (ex.: tempo alocado para cada usuário).

• Separação: Mantém o sistema flexível, permitindo mudanças de políticas sem alterar mecanismos.

3. Implementação

• Linguagens: Sistemas operacionais modernos são escritos em linguagens de alto nível (ex.: C, C++), com trechos em assembly para otimização.

• Vantagens: Código mais rápido de escrever, compacto, portável e fácil de depurar.

• Desvantagens: Potencial redução de desempenho, mas compensada por otimizações de compiladores modernos.

4. Estrutura do Sistema Operacional

• Estrutura Simples: Sistemas como MS-DOS e UNIX inicial tinham designs monolíticos, com pouca separação de componentes.

• Enfoque em Camadas: Divide o sistema em níveis, facilitando depuração e manutenção, mas pode adicionar overhead.

• Microkernels: Kernel minimalista, com serviços essenciais (gerência de processos, memória e comunicação). Serviços adicionais rodam no espaço do usuário, aumentando segurança e modularidade.

• Módulos: Combina vantagens de camadas e microkernels. O kernel básico carrega módulos dinamicamente (ex.: drivers, sistemas de arquivos), oferecendo flexibilidade e eficiência.

5. Exemplos de Estruturas

• MS-DOS: Monolítico, sem proteção de hardware.

• UNIX Tradicional: Kernel grande e monolítico, difícil de manter.

• Solaris: Usa módulos carregáveis para sistemas de arquivos, drivers e escalonamento.

• Mac OS X: Híbrido, com microkernel Mach e componentes BSD para redes, sistemas de arquivos e threads.

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