• apresentar os conceitos mais importantes sobre a organização dos sistemas de operação actuais;

• introduzir a programação concorrente e os mecanismos principais de comunicação e de sincronização entre processos;

• familiarizar os alunos com a organização interna do Unix.

1. Conceitos Introdutórios

   O que é um Sistema de Operação

   Evolução dos Sistemas de Operação

   Arquitectura interna do Linux

2. Gestão do Processador em Multiprogramação

   Conceito de Processo

   Modelação de processos

   Comutação de processos

   Scheduling do processador

   Processos em Linux

3. Comunicação entre Processos

   Condições de corrida no acesso a estruturas de dados partilhadas

   Soluções para o problema de acesso a uma região crítica com exclusão mútua

   Sincronização

   Deadlock

   Estudo de alguns problemas gerais em programação concorrente

   IPC em Linux

4. Gestão da memória

   Hierarquia da memória principal

   Organização da memória

   Memória real vs. memória virtual

   Papel da área de swapping

   Memória real

   Memória virtual

5. Input / Output

   Objectivos a serem cumpridos num ambiente multiprogramado

   Rotinas de serviço à interrupção

   Device drivers

   Software independente do dispositivo

   Estudo de alguns exemplos concretos

   Modelo usado em Linux

6. Sistema de ficheiros

   Modelo lógico da memória de massa

   Organização hierarquizada da informação

   Tipos de sistemas de ficheiros (Linux)

7. Protecção e Segurança

   Noções introdutórias

1. A classificação final da disciplina é determinada pela média pesada das notas obtidas em dois tipos de avaliação

   avaliação teórica: 50%

   avaliação prática: 50%.

2. A avaliação teórica é constituída pelo exame escrito final.

3. A avaliação prática é formada por três provas obrigatórias e uma optativa

   miniteste intercalar: 30%

   trabalho 1: 30%

   trabalho 2: 40%

   trabalho 3: valorização para av. prática > 17.

4. O processo de avaliação do trabalho prático 1 supõe uma demonstração prática de validação feita pelos membros do grupo, onde são testados vectores próprios e vectores propostos, e a resposta a questões suscitadas pela implementação. O processo de avaliação do trabalho prático 2 supõe uma análise do código submetido para verificação do cumprimento das especificações e um interrogatório aos elementos do grupo sobre questões relativas à sua implementação.

5. A aprovação na disciplina supõe a satisfação em simultâneo das condições seguintes

   - avaliação prática >= 9

   - avaliação teórica >= 9
   

   - média pesada das notas das duas avaliações >= 10.

Tem os pré-requisitos seguintes

• noções básicas sobre arquitectura de computadores e sobre protocolos de comunicação com os dispositivos de entrada-saída (pooled I/O, interrupt driven I/O e DMA based I/O);

• domínio da Linguagem C;

• conhecimento operacional das estruturas de dados estáticas e dinâmicas mais comuns e da sua aplicação à construção de diferentes tipos de memória (RAMs, stacks, FIFOs e memórias associativas).

O objectivo das aulas teóricas é a apresentação de tópicos específicos da matéria da disciplina. A abordagem seguida pressupõe quase sempre uma metodologia de participação directa dos alunos na discussão, procurando desenvolver competências de raciocínio crítico e de aprendizagem de técnicas gerais de resolução de problemas.

As aulas práticas seguem uma filosofia do saber fazer e visam a realização de pequenos trabalhos distribuídos por grupos de aulas.

1. Trabalho 1 - Sistema de ficheiros (grupo de trabalho: 4 a 6 elementos)
   

   Modelação de um sistema de ficheiros através da implementação de diferentes componentes da sua arquitectura interna.

2. Trabalho 2 - Programação concorrente (grupo de trabalho: 2 a 3 elementos)

   Construção de pequenas aplicações concorrentes usando os mecanismos de comunicação e sincronização mais comuns em ambiente Unix: pipes, semáforos e memória partilhada, monitores e passagem de mensagens.

   Resolução de um problema proposto.

Principal

Modern Operating Systems, A.S. Tanenbaum, Prentice-Hall International

Operating Systems, W. Stallings, Prentice-Hall International

Operating Systems Concepts, Silberschatz, Galvin e Gagne, John Wiley & Sons

Apoio

The design of the Unix Operating System, M.J. Bach, Prentice-Hall International

C - A software engineering approach, P.A. Darnell, P.E. Margolis, Springer-Verlag

Introdução à Programação usando C, A. Adrego da Rocha, FCA - Tecnologias de Informação

Programação Avançada usando C, A. Adrego da Rocha, FCA - Tecnologias de Informação

Advanced Programming in the Unix Environment, W.R. Stevens, Addison-Wesley Professional Computer Series

Linux Programming, Wall, Watson e Whitis, SAMS

• compreensão do mecanismo da multiprogramação e da organização geral de um sistema de operação;

• capacidade de projecto de aplicações concorrentes simples;

• capacidade para integrar uma equipa de desenvolvimento de software ao nível da programação de sistemas.