[Cruzeiro] GSOII - Organização do Sistema: Arquivos, Boot, Swap
Organização do Sistema: Arquivos, Boot, Swap e Rede
Uma visão de fundamentos sobre como o sistema operacional organiza o disco, inicializa mais de um SO, usa memória virtual e se conecta a uma rede.
Objetivos da aula
- Compreender o que é um sistema de arquivos e comparar os principais formatos.
- Entender o conceito de dual boot e o papel do gerenciador de inicialização.
- Explicar a função da memória swap (memória virtual em disco).
- Revisar fundamentos de rede: endereço IP, protocolos e configuração básica.
1. Sistemas de arquivos
Um sistema de arquivos (file system) é o conjunto de regras que o sistema operacional usa para organizar, nomear, armazenar e recuperar dados em um dispositivo (HD, SSD, pen drive, cartão de memória). Sem ele, um disco seria apenas uma sequência de bits sem estrutura.
O que o sistema de arquivos controla
- Arquivos e diretórios: a estrutura em pastas que enxergamos.
- Metadados: nome, tamanho, datas, permissões e dono de cada arquivo.
- Alocação de espaço: em quais blocos do disco cada arquivo está gravado.
- Journaling: um "diário" de alterações que ajuda a recuperar dados após quedas de energia.
Principais sistemas de arquivos
| Sistema | Origem / Uso típico | Destaques |
|---|---|---|
| FAT32 | Antigo, muito compatível | Lê/grava em quase tudo, mas limita arquivo a 4 GB. |
| exFAT | Pen drives e cartões SD | Sem o limite de 4 GB; ótima portabilidade entre SOs. |
| NTFS | Windows | Permissões, journaling, arquivos grandes; padrão do Windows. |
| ext4 | Linux | Estável, com journaling; padrão em muitas distribuições. |
| Btrfs / XFS | Linux (avançado) | Recursos modernos (snapshots, grandes volumes). |
| APFS | macOS | Otimizado para SSD e para o ecossistema Apple. |
2. Dual boot
Dual boot é a configuração em que dois (ou mais) sistemas operacionais convivem no mesmo computador, e o usuário escolhe qual iniciar ao ligar a máquina. O exemplo clássico é ter Windows e Linux lado a lado.
Como funciona
- O disco é dividido em partições — cada SO fica em uma área separada.
- Um gerenciador de boot (bootloader) aparece ao ligar e apresenta o menu de escolha.
- Ao selecionar um SO, o controle é passado para ele.
GRUB
Gerenciador de boot típico do Linux. Ao ser instalado, ele geralmente detecta o Windows e o adiciona ao menu automaticamente.
Windows Boot Manager
Gerenciador do Windows. Costuma assumir o boot sozinho, o que pode "esconder" o Linux se instalado por último.
3. Swap (memória virtual)
A swap é uma área do disco usada como extensão da memória RAM. Quando a RAM fica cheia, o sistema move para a swap os dados menos usados no momento, liberando espaço para o que está em uso. É a chamada memória virtual.
Para que serve
- Evitar travamentos quando a RAM se esgota (o sistema continua funcionando, ainda que mais lento).
- Guardar processos inativos para deixar a RAM livre para tarefas ativas.
- Permitir a hibernação (salvar o estado da memória no disco ao desligar).
Como aparece em cada sistema
| Sistema | Forma de swap |
|---|---|
| Linux | Partição de swap ou arquivo de swap (swapfile). |
| Windows | Arquivo de paginação (pagefile.sys). |
4. Fundamentos de rede
Depois de organizar o disco e a memória, o SO precisa se comunicar. Uma rede é um conjunto de dispositivos interligados que trocam dados. Para que essa troca funcione, cada dispositivo precisa de um endereço e de regras de comunicação (protocolos).
Endereço IP
O endereço IP (Internet Protocol) identifica cada dispositivo na rede — é como o "CEP" da máquina. Existem duas versões:
- IPv4: quatro números de 0 a 255, ex.: 192.168.0.10.
- IPv6: formato mais longo e hexadecimal, criado para ampliar a quantidade de endereços.
Componentes de uma configuração de rede
| Item | Função | Exemplo |
|---|---|---|
| Endereço IP | Identifica o dispositivo na rede | 192.168.0.10 |
| Máscara de sub-rede | Define qual parte é rede e qual é host | 255.255.255.0 |
| Gateway padrão | "Porta de saída" para outras redes (Internet) | 192.168.0.1 |
| DNS | Traduz nomes (site.com) em endereços IP | 8.8.8.8 |
IP estático x IP dinâmico
IP estático
Configurado manualmente e fixo. Usado em servidores e impressoras que precisam de endereço constante.
IP dinâmico (DHCP)
Distribuído automaticamente pelo servidor DHCP (geralmente o roteador). É o padrão em redes domésticas e escolares.
Principais protocolos
| Protocolo | Para que serve |
|---|---|
| TCP/IP | Conjunto base da Internet: endereça e entrega os dados. |
| HTTP / HTTPS | Acesso a páginas web (HTTPS é a versão segura, criptografada). |
| DNS | Converte nomes de sites em endereços IP. |
| DHCP | Distribui endereços IP automaticamente na rede. |
| FTP | Transferência de arquivos entre computadores. |
Verificando a rede na prática
Comandos comuns para inspecionar a configuração de rede em um computador:
Síntese
Do disco à rede, em uma frase cada:
- Sistema de arquivos → como o SO organiza os dados no disco.
- Dual boot → dois SOs no mesmo computador, escolhidos no gerenciador de boot.
- Swap → parte do disco usada como extensão da RAM.
- Rede / IP → endereço e protocolos que permitem a comunicação entre máquinas.
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