Sistema operativo

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Sistema operativo (pt) ou operacional (pt-BR) (em inglês: Operating System - OS) é um programa ou um conjunto de programas cuja função é gerenciar os recursos do sistema (definir qual programa recebe atenção do processador, gerenciar memória, criar um sistema de arquivos, etc.), fornecendo uma interface entre o computador e o usuário. Embora possa ser executado imediatamente após a máquina ser ligada, a maioria dos computadores pessoais de hoje o executa através de outro programa armazenado em uma memória não-volátil ROM chamado BIOS num processo chamado "bootstrapping", conceito em inglês usado para designar processos auto-sustentáveis, ou seja, capazes de prosseguirem sem ajuda externa. Após executar testes e iniciar os componentes da máquina (monitores, discos, etc), o BIOS procura pelo sistema operacional em alguma unidade de armazenamento, geralmente o Disco Rígido, e a partir daí, o sistema operacional "toma" o controle da máquina. O sistema operacional reveza sua execução com a de outros programas, como se estivesse vigiando, controlando e orquestrando todo o processo computacional.

Segundo Tanenbaum,[1], pela perspectiva do usuário ou programador, existem dois modos distintos de conceituar um sistema operacional:

  • numa visão de cima para baixo (top-down): é uma abstração do hardware, fazendo o papel de intermediário entre os programas (software) e os componentes físicos do computador (hardware); ou
  • numa visão de baixo para cima (bottom-up): é um gerenciador de recursos, i.e., que controla as aplicações (processos) a executar, como, quando e com quais recursos (memória, disco, periféricos).

Um sistema operacional é projetado para ocultar as particularidades de hardware (ditas "de baixo nível") e, com sua atuação, criar uma máquina abstrata que fornece às aplicações serviços compreensíveis ao usuário (ditas "de alto nível")[2].

História

Sistema operacional em linha de comando.

Na segunda geração (aproximadamente 1945-1955), os computadores eram tão grandes que ocupavam salas imensas, ou mesmo andares inteiros. Foram basicamente construídos com válvulas e painéis, e os sistemas operacionais "não existiam". Os programadores, que também eram os operadores, controlavam o computador por meio de chaves, fios e luzes de aviso.

Nomes como Howard Aiken (Harvard), John von Neumann (Instituto de Estudos Avançados de Princeton), John Adam Presper Eckert Jr e William Mauchley (Universidade da Pennsylvania) e Konrad Zuse (Alemanha) formaram, com suas contribuições, a base humana para o sucesso na construção dos computadores primitivos. Na geração seguinte (aproximadamente 1955-1965), foram criados os sistemas em lote (batch systems), que permitiram melhor uso dos recursos computacionais. A base do sistema operacional era um programa monitor, usado para enfileirar tarefas (jobs). O usuário foi afastado do computador; cada programa era escrito em cartões perfurados, que por sua vez eram carregados, juntamente com o respectivo compilador (normalmente Fortran ou Cobol), por um operador, que por sua vez usava uma linguagem de controle chamada JCL (job control language).

No início da computação os primeiros sistemas operacionais eram únicos, pois cada mainframe vendido necessitava de um sistema operacional específico. Esse problema era resultado de arquiteturas diferentes e da linguagem que cada máquina utilizava. Após essa fase, iniciou-se a pesquisa de sistemas operacionais que automatizassem a troca de tarefas (jobs), pois os sistemas eram monousuários e tinham cartões perfurados como entrada (eliminando, assim, o trabalho de pessoas que eram contratadas apenas para trocar os cartões perfurados).

Diz-se que Alan Turing era um mestre nos primeiros Manchester Mark I, e ele já estava derivando a concepção primitiva de um sistema operacional a partir dos princípios da máquina de Turing universal.[3]

Um dos primeiros sistemas operacionais de propósito geral foi o CTSS, desenvolvido no MIT. Após o CTSS, o MIT, os laboratórios Bell da AT&T e a General Electric desenvolveram o Multics, cujo objetivo era suportar centenas de usuários. Apesar do fracasso comercial, o Multics serviu como base para o estudo e desenvolvimento de sistemas operacionais. Um dos desenvolvedores do Multics, que trabalhava para a Bell, Ken Thompson, começou a reescrever o Multics num conceito menos ambicioso, criando o Unics (em 1969), que mais tarde passou a chamar-se Unix. Os sistemas operacionais eram geralmente programandos em assembly, até mesmo o Unix em seu início. Então, Dennis Ritchie (também da Bell) criou a linguagem C a partir da linguagem B, que havia sido criada por Thompson. Finalmente, Thompson e Ritchie reescreveram o Unix em C. O Unix criou um ecossistema de versões, onde destacam-se: System V e derivados (HP-UX, AIX); família BSD (FreeBSD, NetBSD, OpenBSD, etc.), Linux e até o Mac OS X (que deriva do Mach e FreeBSD). O BSD foi lançado em 1977, sendo ele um sistema operacional fortemente baseado no Unix, focado principalmente para a execução em máquinas específicas de alto desempenho, como o famoso computador VAX, o qual foi uma referência de hardware na época.

Durante a década de 70, o Unix foi distribuído gratuitamente (incluindo seu código fonte) para universidades e órgãos governamentais norte-americanos, o que conferiu muita popularidade a este sistema. Sua interface era totalmente em modo texto, sem interface gráfica. Quando começaram a aparecer os computadores pessoais, houve a necessidade de um sistema operacional de utilização mais fácil. Em 1980, William (Bill) Gates e seu colega de faculdade, Paul Allen, fundadores da Microsoft, compram o sistema QDOS ("Quick and Dirty Operating System") de Tim Paterson por $50.000, batizam-no de MS-DOS (Microsoft Disk Operating System). O DOS original, de desenvolvimento da IBM, foi o sistema operativo que a IBM apresentou aquando do lançamento do primeiro PC, vendeu muitas cópias, como o sistema operativo nos computadores pessoais desenvolvidos pela IBM. IBM convidou a Microsoft para uma parceria para o desenvolvimento da versão 2 do IBM OS/2, um sistema operacional. Após o fim da breve parceria a IBM seguiu sozinha com o desenvolvimento do OS/2 a que deu o nome de OS/2 Warp, concorrendo directamente com o MS Windows95.

No começo da década de 1990, um estudante de computação finlandês postou um comentário numa lista de discussão da Usenet dizendo que estava desenvolvendo um núcleo de sistema operacional e perguntou se alguém gostaria de auxiliá-lo na tarefa. Este estudante chamava-se Linus Torvalds e o primeiro passo em direção ao tão conhecido Linux foi dado naquele momento.