Sistemas Operativos e Programação Java

O acesso de apenas um processo de cada vez a um recurso físico, garantindo que a informação seja consistente.

Objeto em Java utilizado para implementar a exclusão mútua no acesso a um canal de comunicação.

Conjunto de campos definidos para a troca de informação entre processos.

Unidade de código que executa dentro de um processo-pai, com recursos compartilhados e cooperação para funções específicas.

Execução de múltiplas tarefas em um único núcleo de processador, criando a ilusão de paralelismo.

Execução de múltiplas tarefas em um processador com múltiplos núcleos, permitindo que as tarefas trabalhem verdadeiramente em paralelo.

Tarefas que compartilham os recursos do processo-pai e seus dados.

Modelo em que várias tarefas são executadas dentro de um processo-pai, dividindo o espaço de memória de forma organizada para múltiplas tarefas.

Sistemas operativos que permitem a utilização simultânea por múltiplos utilizadores, tornando os computadores mais acessíveis e eficientes. Facilitaram a utilização de computadores, que antes eram restritos a especialistas.

O sistema operativo multi-utilizador que iniciou a popularização do acesso a computadores para diversos fins. Foi um dos primeiros sistemas operativos a oferecer suporte para aplicações multi-utilizador.

Um sistema operativo de código aberto que se assemelha ao Unix. Foi desenvolvido como uma alternativa gratuita ao Unix, permitindo o desenvolvimento de aplicações inovadoras.

A série de sistemas operativos da Microsoft que evoluiu para um ambiente multi-utilizador e multi-processo. Começou como uma interface gráfica para o DOS e se tornou um dos sistemas operativos mais utilizados no mundo.

A divisão de um sistema operativo em camadas que gerenciam recursos específicos da máquina, como memória, processos e comunicação. Essa organização modular facilita o desenvolvimento e manutenção do sistema operativo.

A gestão de processos é a função do sistema operativo que controla a execução de programas, alocando recursos e garantindo que eles funcionem de forma eficiente e segura.

O sistema operativo gerencia a memória, alocando espaço para os programas e garantindo que eles não interfiram um com o outro. A gestão de memória garante o desempenho eficiente dos programas e previne erros.

A gestão de comunicação permite que diferentes programas e dispositivos interajam entre si, seja dentro do computador ou em uma rede. É essencial para a comunicação entre programas e usuários em diferentes locais.

Em Java, a comunicação entre processos (IPC) é o processo de troca de dados entre dois ou mais programas em execução em um sistema. A comunicação entre processos é essencial para o desenvolvimento de aplicações complexas, permitindo que programas distintos trabalhem juntos para atingir um objetivo comum.

A memória partilhada é um mecanismo de comunicação entre processos (IPC - Inter-Process Communication) que permite que processos diferentes acessem um espaço de memória comum. Esse recurso permite que processos compartilhem dados de forma eficiente.

Em Java, a memória partilhada também é conhecida como memória mapeada. Isso significa que um arquivo ou região de memória é mapeado para um espaço de endereço virtual específico em cada processo que acessa a memória compartilhada.

O protocolo TCP (Transfer Control Protocol) é um protocolo de rede que garante a entrega confiável de dados entre dois dispositivos. É usado na maioria das aplicações que exigem comunicação estável e confiável, como páginas web e emails.

O protocolo UDP (User Datagram Protocol) é um protocolo de rede que permite a comunicação rápida, mas não garante a entrega confiável de dados. É frequentemente usado para aplicações que priorizam a velocidade, como streaming de áudio e vídeo.

Sockets são interfaces de programação que permitem que programas se comuniquem através de uma rede. Os sockets podem ser usados com diferentes protocolos de rede, como TCP e UDP, para enviar e receber dados entre dispositivos.

Em Java, o método exec() da classe Runtime é usado para executar comandos do sistema operacional. Essa funcionalidade permite que o Java interaja com o ambiente do sistema operacional, permitindo a execução de programas externos ou scripts.

O método waitFor() em Java é utilizado para fazer com que um programa espere até que um processo filho tenha terminado sua execução. Essa funcionalidade garante que o programa principal espere até que o processo filho finalize antes de prosseguir com sua própria execução.

A comunicação entre tarefas exige sincronização porque o tempo de processamento de cada tarefa e a sua execução é imprevisível num computador. As tarefas executam-se de forma assíncrona.

Um ponto de sincronismo é um ponto no código em que uma tarefa espera por outra tarefa em relação às atividades a executar. Isso é necessário para que as tarefas cooperem e trabalhem juntas de forma organizada.

Quando duas ou mais tarefas tentam acessar os mesmos recursos não partilhados, como dispositivos de entrada/saída, canais de comunicação, ficheiros ou dados em memória, é preciso proteger esses recursos para evitar conflitos.

O canal Bluetooth é considerado um recurso único. Se duas tarefas tentarem usar o Bluetooth ao mesmo tempo, é preciso usar a técnica de exclusão mútua para garantir que apenas uma tarefa tenha acesso ao Bluetooth por vez e evitar conflitos.

A classe controlarRobot2 implementa a interface Runnable, o que a torna capaz de ser executada em uma thread separada. Isso significa que ela pode ser executada em paralelo com outras tarefas no sistema.

A classe controlarRobot2 define um ArrayList chamado comandos. Este ArrayList é usado para armazenar uma lista de comandos que o robô deverá executar.

A linha new Thread(cr2).start(); cria e inicia uma nova thread. Esta thread executa o método run() da classe controlarRobot2, que pode conter os comandos para controlar o robô.

Um recurso não partilhável é qualquer recurso que só pode ser usado por uma tarefa de cada vez. Exemplos incluem periféricos, arquivos para escrita e áreas de dados que precisam ser modificadas.

O semáforo é uma ferramenta que permite a comunicação entre processos ao controlar o acesso a recursos compartilhados. Ele age como uma chave que só permite a entrada para um processo por vez, garantindo a exclusão mútua.

A instrução getAndSet(AtomicBoolean) é uma operação atômica que garante a exclusão mútua. Ele retorna o valor atual de uma variável booleana e a define para 'true' em uma única operação.

Uma tarefa que tenta acessar um recurso bloqueado por outra tarefa é colocada em espera até que o recurso seja liberado.

A liberação do recurso ocorre quando a tarefa que está usando o recurso termina sua operação e o libera para outras tarefas usarem.

A condição de corrida ocorre quando duas ou mais tarefas competem para acessar o mesmo recurso, e o resultado final depende da ordem em que as tarefas acessam o recurso.

Os semaforos são estruturas de dados que são adicionados a sistemas operacionais para fornecer exclusão mútua de recursos

Uma operação sobre um semáforo que decrementa o seu valor quando este é maior que zero. Em Java, é chamada de s.acquire().

Uma situação em que dois ou mais processos estão bloqueados indefinidamente à espera de um recurso que o outro processo possui e não liberta.

O código Java que permite o acesso concorrente a um recurso físico (canal Bluetooth) em exclusão mútua, usando uma variável de sincronização do tipo "semaforo".

A inicialização de um semáforo com valor 1 garante que apenas um processo pode usar o recurso protegido pelo semáforo de cada vez. Isso previne deadlocks.

O método release() do semáforo aumenta o valor deste em 1, liberando o recurso para outros processos. Em Java, é chamado de s.release().