Sistemas_Operacionais_I

Conteúdo das aulas e exercícios propostos na matéria, cursada no 3º semestre do curso de análise e desenvolvimento de sistemas.

Configuração do projeto

Todas as aulas e exercícios foram feitos utilizando as seguintes ferramentas:

• Eclipse-JEE - versão 2018-12
• WindowBuilder

Informações gerais

Aula processos

Prática feita em aula no Windows contendo exemplos de como abrir um processo, fazer a leitura de um processo no console e encerrar um processo no sistema

Aula semáforo

Práticas feitas em aula sobre o uso de semáforos para prevenção de deadlocks e tratamento de Threads

• O arquivo ThreadProcessador contém um exemplo simples do funcionamento de 4 Threads rodando simultaneamente, onde elas iniciam um processamento que varia de 0 a 10 segundos em região não crítica, depois tentam pegar o semáforo de 1 permissão para entrar na zona crítica e processar mais 0 a 10 segundos e depois sair da zona crítica e liberar o semáforo.

• O arquivo Estacionamento contém um exemplo onde 10 carros (Threads) percorrem 1000mts até chegarem a um estacionamento com 3 vagas (semáforo). Chegando lá eles tentam pegar uma vaga, ficam estacionados de 0,5 a 1 segundo e então saem do estacionamento, liberando o semáforo.

Aula Thread

Práticas feitas em aula sobre o uso de Threads em Java

• O arquivo MainBuffer mostra duas Threads concatenando simultaneamente uma String de 32768 caracteres, sendo que uma irá concatenar a String normalmente texto += "a", e a outra utilizará um StringBuffer para concatenar buffer.append("a"). Após rodar o sistema exibe em console o tempo que cada Thread usou para rodar o processo.

• O arquivo MainCalc pega dois números inteiros (10 e 2 no exemplo) e roda 4 Threads, onde cada uma efetua uma operação matemática diferente entre os dois números (soma, subtração, multiplicação e divisão). No exemplo, o professor primeiramente mostrou as Threads rodando simultaneamente sem nenhuma restrição, onde cada operação era calculada em ordem aleatória, e depois explicou como utilizar o método Thread.sleep() para ordenar o calculo, que é a forma como o código final está rodando.

ExerciciosProcessos

Exercícios propostos pelo professor para aprender a mexer com processos

• Exercício 1 - Criar em Eclipse, um novo projeto com uma classe Controller no package controller e uma classe Main no package view. A classe Controller deve ter 2 métodos. O primeiro, chamado ip, que recebe o nome do Sistema Operacional como parâmetro e, de acordo com o S.O., faz a chamada de configuração de IP e filtra a saída do processo, retornando um String com o nome do Adaptador Ethernet e o IPv4 apenas (Não importa o número de adaptadores ethernet, devem aparecer todos). Os adaptadores que não tiverem IPv4 não devem ser mostrados. O segundo, chamado ping, que recebe o nome do Sistema Operacional como parâmetro e, de acordo com o S.O., faz a chamada de ping com 10 iterações, filtra a saída, pegando apenas o tempo e dá a saída, em ms, do tempo médio do ping. A Classe Main deve ter a possibilidade de o usuário escolher a ação que quer fazer e, dependendo da escolha, instanciar a Classe Controller e chamar o método escolhido. A opção de finalizar a aplicação também deve estar disponível.

• Exercício 2 - Fazer, em java, uma aplicação que liste os processos ativos, permita ao usuário entrar com o nome ou o PID do processo e o mate. A aplicação deverá funcionar, minimamente em Windows e Linux (Alunos com Mac podem fazer para os 3 SO). É notório que cada SO tem comandos diferentes para as ações supracitadas. Pesquisar os comandos para cada SO. A aplicação deverá ter, no package view, uma classe que tenha um método main que dê ao usuário a possibilidade de ver os processos ativos ou matar os processos (Por Nome ou PID). No package controller, deverá ter:

  1. Uma classe que tenha um método que identifique o SO;
  2. Um método que, recebendo o SO, no qual está rodando, como parâmetro de entrada, selecione o comando para listar os processos ativos;
  3. Um método que, recebendo o SO, no qual está rodando, e o PID do processo, como parâmetros de entrada, selecione o comando para matar o processo e o finalize;
  4. Um método que, recebendo o SO, no qual está rodando, e o Nome do processo, como parâmetros de entrada, selecione o comando para matar o processo e o finalize;

• Exercício 3 - Utilizando o Framework Window Builder, criar, em Eclipse, um projeto Java que simula o Executar (Run) do Windows. No package view, deve ser criado, com auxílio do framework, uma tela com um JTextField e 3 botões (OK, Cancelar e Procurar). No package controller, devemos ter :

  1. Uma classe que receba o JTextField pelo construtor, implementa um ActionListener para executar a ação do botão Procurar. No método ActionPerformed, deve ter uma busca de arquivos executáveis Windows, via JFileChooser, e seleciona o arquivo a ser executado e escreve seu caminho completo no JTextField.
  2. Uma classe que receba o JTextField e o próprio JFrame da tela pelo construtor, implementa um ActionListener para executar a ação do botão OK. No método ActionPerformed, deve tentar executar o que está escrito no JTextField (O usuário pode digitar o caminho por conta própria, ao invés de procurar). Caso o arquivo seja inválido, dar uma mensagem de erro. Uma vez executado, sem erro, a tela deverá ser finalizado pelo método dispose().
  3. Uma classe que receba o próprio JFrame da tela pelo construtor, implementa um ActionListener para executar a ação do botão Cancelar. O método actionPerformed deve proceder um dispose() da tela.

SO_ArquivosDiretorio

Práticas feitas em aula sobre manipulação de arquivos em Java, usando métodos para descobrir, por exemplo:

• Se um determinado endereço contém um diretório ou arquivo;
• Ler um diretório, exibindo no console todos os seus arquivos e diretórios;
• Ler um arquivo, exibindo no console seu conteúdo;
• Criar ou concatenar um arquivo existente com texto digitado em um JOptionPane;
• Abrir um arquivo em sistema.

Exercícios de Semáforos

Exercícios propostos pelo professor para aprender a mexer com semáforos

• Exercício 1 - 4 pessoas caminham, cada uma em um corredor diferente. Os 4 corredores terminam em uma única porta. Apenas 1 pessoa pode cruzar a porta, por vez. Considere que cada corredor tem 200m. e cada pessoa anda de 4 a 6 m/s. Cada pessoa leva de 1 a 2 segundos para abrir e cruzar a porta. Faça uma aplicação em java que simule essa situação.

• Exercício 2 - Fazer uma aplicação que gerencie a figura abaixo:

Para tal, usar uma variável sentido, que será alterado pela Thread que controla cada carro com a movimentação do carro. Quando a Thread tiver a possibilidade de ser executada, ela deve imprimir em console o sentido que o carro está passando. Só pode passar um carro por vez no cruzamento.

• Exercício 3 - Você foi contratado para automatizar um treino de Fórmula 1. As regras estabelecidas pela direção da provas são simples:

  • No máximo 5 carros das 7 escuderias (14 carros no total) presentes podem entrar na pista simultaneamente, mas apenas um carro de cada equipe. O segundo carro deve ficar à espera, caso um companheiro de equipe já esteja na pista.
  • Cada piloto deve dar 3 voltas na pista.
  • O tempo de cada volta deverá ser exibido e a volta mais rápida de cada piloto deve ser armazenada para, ao final, exibir o grid de largada, ordenado do menor tempo para o maior.

• Exercício 4 - Um banco deve controlar Saques e Depósitos.

  • O sistema pode permitir um Saque e um Depósito Simultâneos, mas nunca 2 Saques ou 2 Depósitos Simultâneos.
  • Para calcular a transação (Saque ou Depósito), o método deve receber o código da conta, o saldo da conta e o valor a ser transacionado.
  • Deve-se montar um sistema que deve considerar que 20 transações simultâneas serão enviadas ao sistema (aleatoriamente essas transações podem ser qualquer uma das opções) e tratar todas as transações, de acordo com as regras acima.

• Exercício 5 -

• Exercício 6 -

Exercícios de Threads

Exercícios propostos pelo professor para aprender a mexer com Threads

• Exercício 1 - No método Main preencher um vetor de números inteiros com 1000 valores aleatórios entre 1 e 100. Após isso, rodar duas Threads simultâneas que percorram o vetor, uma utilizando um For comum for (int i = 0; i < v.length; i++) e a outra usando um ForEach for (int i : v) Calcular e exibir o tempo que cada Thread levou para percorrer o vetor.

• Exercício 2 - Fazer uma aplicação que rode 5 Threads que cada uma delas imprima no console o seu número.

• Exercício 3 - Fazer uma aplicação que insira números aleatórios em uma matriz 3 x 5 e tenha 3 Threads, onde cada Thread calcula a soma dos valores de cada linha, imprimindo a identificação da linha e o resultado da soma.

• Exercício 4 - Fazer uma aplicação de uma corrida de sapos, com 5 Threads, cada Thread controlando 1 sapo.

  • Deve haver um tamanho máximo para cada pulo do sapo (em metros) e a distância máxima para que os sapos percorram.
  • A cada salto, um sapo pode dar uma salto de 0 até o tamanho máximo do salto (valor aleatório).
  • Após dar um salto, a Thread, para cada sapo, deve mostrar no console, qual foi o tamanho do salto e quanto o sapo percorreu.
  • Assim que o sapo percorrer a distância máxima, a Thread deve apresentar que o sapo chegou e qual sua colocação.

• Exercício 5 - Utilizando o Java SWING, criar uma tela, semelhante à tela abaixo, para criar uma corrida de carros, tipo drag race.

  • A aplicação deve ter a distância que os carros devem correr e a velocidade máxima dos carros.
  • Os carros (Jlabel) devem, a cada 100 mS, dar uma arrancada de velocidade que pode estar entre 0 e a velocidade máxima (definida aleatoriamente).
  • Assim que o primeiro carro chegar, o JTextField Vencedor deve receber o nome deste e o JTextField Perdedor receberá o nome do outro carro.
  • Assim que a corrida se inicia, o botão Correr deve sumir

• Exercício 6 - Fazer, com o Java SWING, uma aplicação de caça-níquel, conforme figura abaixo.

O caça níquel tem 3 JTextFields, independentes, que giram, aleatoriamente, de 1 a 150 vezes e apresentará um número de 1 a 7. Quando iniciado, o botão Jogar deve desaparecer.