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Questions and Answers
Qual a principal característica da multiprogramação preemptiva em sistemas operativos Windows?
Qual a principal característica da multiprogramação preemptiva em sistemas operativos Windows?
O modo de utilizador permite acesso direto ao hardware.
O modo de utilizador permite acesso direto ao hardware.
False
Quais são os tipos de processadores suportados pela família Windows NT?
Quais são os tipos de processadores suportados pela família Windows NT?
Processadores de 32 bits e 64 bits.
O Windows 95 introduziu suporte à _____, permitindo a execução de múltiplos processos mais eficientes.
O Windows 95 introduziu suporte à _____, permitindo a execução de múltiplos processos mais eficientes.
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Quais são as camadas principais da arquitetura do Windows NT?
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A família Windows 3.x utiliza processadores de 32 bits.
A família Windows 3.x utiliza processadores de 32 bits.
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Associe cada versão do Windows com sua principal característica:
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Qual é a função principal da memória virtual em sistemas operativos Windows?
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Qual dos seguintes subsistemas é responsável pela autenticação e permissões de acesso no sistema operativo?
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O Modo Kernel tem acesso limitado ao hardware do sistema.
O Modo Kernel tem acesso limitado ao hardware do sistema.
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Quais são as duas partes principais que compõem o Kernel?
Quais são as duas partes principais que compõem o Kernel?
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O __________ é responsável por atribuir tempo de CPU aos diferentes threads.
O __________ é responsável por atribuir tempo de CPU aos diferentes threads.
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Associe os seguintes gestores às suas funções principais:
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Qual camada é responsável por ocultar as diferenças de hardware entre plataformas?
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Os processos no Modo de Utilizador compartilham o mesmo espaço de endereços.
Os processos no Modo de Utilizador compartilham o mesmo espaço de endereços.
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O que é o Gestor de Interrupções e qual a sua função?
O que é o Gestor de Interrupções e qual a sua função?
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Qual é a principal diferença entre mensagens curtas e grandes?
Qual é a principal diferença entre mensagens curtas e grandes?
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Chamadas assíncronas obrigam o cliente a esperar pela resposta do servidor.
Chamadas assíncronas obrigam o cliente a esperar pela resposta do servidor.
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Qual é o papel do escalonador no Windows NT?
Qual é o papel do escalonador no Windows NT?
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Um objeto processo recebe uma prioridade que varia de ______ a ______.
Um objeto processo recebe uma prioridade que varia de ______ a ______.
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Associe as classes de prioridades com suas características:
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Qual das seguintes opções descreve melhor a função do HAL?
Qual das seguintes opções descreve melhor a função do HAL?
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Quantos níveis de prioridade existem para cada classe?
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As threads da classe variável sempre têm prioridade maior que as da classe de tempo real.
As threads da classe variável sempre têm prioridade maior que as da classe de tempo real.
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A interface de chamadas ao sistema no Windows NT é composta por aproximadamente 100 funções.
A interface de chamadas ao sistema no Windows NT é composta por aproximadamente 100 funções.
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O que acontece com a prioridade de uma thread que utiliza todo seu quantum de tempo?
O que acontece com a prioridade de uma thread que utiliza todo seu quantum de tempo?
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O que significa LPC e qual é sua função principal?
O que significa LPC e qual é sua função principal?
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A memória virtual no Windows NT pode dispor de até 8 GB para um processo.
A memória virtual no Windows NT pode dispor de até 8 GB para um processo.
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Qual critério é usado para variar a prioridade de uma thread?
Qual critério é usado para variar a prioridade de uma thread?
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A camada de abstração que permite a interação entre aplicações e o kernel tem dois modos: User Mode e ________ Mode.
A camada de abstração que permite a interação entre aplicações e o kernel tem dois modos: User Mode e ________ Mode.
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Quais são os três estados das páginas na gestão de memória?
Quais são os três estados das páginas na gestão de memória?
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A extensão VLM permite alocar até _____ GB de memória para processadores de 64 bits.
A extensão VLM permite alocar até _____ GB de memória para processadores de 64 bits.
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Relacione os seguintes componentes do Windows NT com suas respectivas funções:
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Quais são características do sistema que utiliza multi-threading?
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O que é realizado primeiro na alocação de memória?
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O Windows NT utiliza um modelo de cliente-servidor para a comunicação entre processos.
O Windows NT utiliza um modelo de cliente-servidor para a comunicação entre processos.
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Combine cada tipo de página com seu estado correspondente:
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Como as chamadas ao sistema facilitam a interação entre o User Mode e o Kernel Mode?
Como as chamadas ao sistema facilitam a interação entre o User Mode e o Kernel Mode?
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O algoritmo de paginação do Windows NT carrega apenas a página que está em falta quando ocorre uma falta de página.
O algoritmo de paginação do Windows NT carrega apenas a página que está em falta quando ocorre uma falta de página.
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Qual é uma das vantagens do esquema de clustering na paginação?
Qual é uma das vantagens do esquema de clustering na paginação?
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Study Notes
Arquitetura do Windows NT
- O Windows NT é uma família de sistemas operativos que começou a ser desenvolvida pela Microsoft em 1993.
- O Windows NT é uma arquitetura modular e organizada em camadas, o que facilita a portabilidade entre diferentes plataformas e aumenta a segurança e estabilidade.
- Os principais componentes do sistema operativo Windows NT são o modo utilizador e o modo kernel.
Modo Utilizador
- O modo utilizador é a camada onde as aplicações e alguns serviços do sistema operativo são executados.
- O modo utilizador é dividido em várias partes, incluindo:
- Subsistemas de ambiente: Diferentes subsistemas que permitem compatibilidade com diferentes APIs e modelos de desenvolvimento, como o Windows API, POSIX e OS/2.
- Subsistema de segurança: Gere a autenticação e permissões de acesso aos recursos do sistema através de entidades como o Local Security Authority (LSA) e o Security Reference Monitor (SRM).
- Processos e threads: No modo utilizador, as aplicações são executadas em processos, que por sua vez podem ter um ou mais threads. Cada processo tem o seu próprio espaço de endereços, isolado dos outros processos, o que protege o sistema contra falhas de memória em cascata.
Modo Kernel
- O modo kernel tem acesso direto ao hardware e controla as operações críticas do sistema operativo.
- O kernel é o núcleo do sistema operativo e é dividido em vários componentes:
- Kernel Executivo: Fornece serviços essenciais e gere os recursos do sistema. Inclui:
- Gestor de processos: Gere a criação, inicialização e terminação de processos e threads.
- Gestor de memória: Gere a alocação e libertação de memória para processos.
- Gestor de entrada/saída (I/O Manager): Gerencia as comunicações com dispositivos de entrada/saída.
- Gestor de objetos: Gerencia os objetos do sistema, como ficheiros, diretórios e outros recursos.
- Gestor de ficheiros: Gerencia as operações de leitura, escrita e acesso a ficheiros e diretórios.
- Kernel Núcleo (Microkernel): Responsável por tarefas como gestão de interrupções, escalonamento de threads, sincronização e operações de baixo nível.
- Escalonador (Scheduler): Atribui tempo de CPU aos diferentes threads, utilizando um modelo de prioridade.
- Gestão de interrupções (Interrupt Management): Lida com interrupções de hardware e garante que o sistema responde rápida e eficazmente a eventos como cliques do rato ou sinais de dispositivos.
- Hardware Abstraction Layer (HAL): Abstrai as interações diretas com o hardware. Permite a portabilidade do Windows NT para diferentes arquiteturas de hardware, ocultando as diferenças entre as plataformas.
- Kernel Executivo: Fornece serviços essenciais e gere os recursos do sistema. Inclui:
Interação entre Aplicações: LPC
- O LPC (Local Procedure Call) é um mecanismo de comunicação interprocessual (IPC) que permite a troca de mensagens entre processos no mesmo sistema.
- O LPC funciona através de um modelo cliente-servidor:
- O servidor cria uma porta de comunicação.
- O cliente conecta-se à porta para criar uma nova porta de comunicação para a troca de mensagens.
- O LPC suporta dois tipos de mensagens: mensagens curtas, que podem ser transmitidas diretamente através das portas, e mensagens grandes, para as quais é utilizada uma memória compartilhada ou outros mecanismos.
- O LPC oferece dois tipos de comunicação: síncrona, no qual o cliente espera pela resposta do servidor, e assíncrona, no qual o cliente continua a execução sem esperar pela resposta.
- O sistema gere a fila de mensagens trocadas entre o cliente e o servidor, garantindo a organização e a resposta esperada.
Escalonador
- O escalonador do Windows NT é preemptivo, atribuindo prioridade às threads com base em duas classes: tempo real e variável.
- Cada classe possui 16 níveis de prioridades, sendo que as threads de tempo real têm prioridade sobre as threads da classe variável.
- Todas as threads prontas para execução são mantidas em filas de acordo com a sua prioridade, dentro das classes.
- A atribuição das prioridades é diferente para cada classe. As threads de tempo real mantêm uma prioridade fixa durante a criação e permanecem na respectiva fila, enquanto que as threads da classe variável podem migrar entre as filas de prioridades.
- As threads da classe variável têm a sua prioridade determinada por dois parâmetros: um vinculado à própria thread e outro ao processo a que pertence.
- Quando uma thread é interrompida porque o seu tempo alocado (quantum) é consumido, o escalonador reduz a sua prioridade. Caso contrário, a prioridade da thread é aumentada.
Gestão de Memória
- O Windows NT implementa um modelo de memória virtual baseado num espaço linear de 32 bits, que permite que cada processo tenha a ilusão de dispor de um espaço de endereçamento de memória contínuo e privado, independentemente da quantidade de RAM física disponível.
- O espaço de endereçamento virtual é dividido entre o processo do utilizador (parte inferior) e o sistema operativo (parte superior), mas é possível atribuir 3 GB ao processo do utilizador and 1 GB ao sistema operativo.
- O modelo VLM (Very Large Memory) foi previsto para processadores de 64 bits, permitindo a alocação de até 28 GB de memória adicional.
- A alocação de memória é realizada em duas fases: primeiro, o processo reserva um certo número de páginas da memória virtual; em seguida, as páginas pré-alocadas são mapeadas a áreas efetivas de armazenamento à medida que o processo necessita de memória.
- As páginas podem ter três estados: livre (não utilizadas pelo processo), reservadas (alocadas a um processo mas não mapeadas no disco físico) e dedicadas (já mapeadas).
- O algoritmo de paginação é baseado por pedido com clustering. Ele carrega a página em falta, assim como algumas outras antes e depois desta, minimizando o número de acessos ao disco.
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Este quiz explora a arquitetura do Windows NT, incluindo seus componentes e funções essenciais. Você aprenderá sobre as diferenças entre o modo utilizador e o modo kernel, além de como a arquitetura modular melhora a portabilidade e a segurança do sistema. Teste seus conhecimentos sobre este sistema operativo crucial da Microsoft.
