BIOS, barramentos e dispositivos

Este artigo detalha: o BIOS, o relacionamento entre CPU e memória, interrupções, DMA, RTC, geometria do disco rígido, a árvore de diretórios em um sistema Linux, configurando e reconhecendo dispositivos nos barramentos ISA, PCI, USB, SCSI e ainda comentarei sobre modems e placas de som. Para terminar o artigo, comentarei sobre o sistema virtual de arquivos proc e sua funcionalidade.

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Por: Rafael Siqueira Telles Vieira em 26/11/2007 | Blog: http://www.lia.ufc.br/~rafaelstv/


Árvore de diretórios



A árvore de diretórios especifica como o sistema operacional Linux é dividido, de forma que cada diretório em sua árvore possui uma função especial.



Acima temos um exemplo de árvore de diretório simplificada, abaixo temos o detalhamento das principais pastas ou diretórios existente em um sistema operacional Linux padrão:



Obs: Quando criamos várias partições podemos especificar pontos de montagem para cada uma delas representando pastas da árvore de diretórios. Alguns diretórios /etc, /bin, /sbin, /lib, e /dev não devem ser colocados em partições separadas por que contém arquivos de configuração crítica ao sistema, ou arquivos os quais sua falta pode impedir o Linux de funcionar apropriadamente.

Por exemplo, /etc contém /etc/fstab, o arquivo que especifica que partição do disco rígido corresponde a que diretórios e /bin contém o programa necessário para montar as partições dos dispositivos.

Tudo no Linux pode ser resumido a arquivos, existem três tipos básicos de arquivos:
  • Os arquivos comuns;
  • Os arquivos especiais;
  • Os arquivos diretório.

Os arquivos comuns representam fotos, vídeos, textos, programas, etc. E cada um destes possui uma maneira específica de ter o seu conteúdo acessado pelo usuário, este é o arquivo tradicional como o conhecemos. Um arquivo pode ser compreendido como algum tipo de informação que armazenamos(guardamos) na memória do computador, uma informação que apresenta conteúdo inteligível aos seres humanos, como por exemplo uma foto de seu animal de estimação favorito.

Obs: Um arquivo na verdade é apenas uma abstração para que possamos compreender como os dados são armazenados e manipulados pela memória do nosso computador, podemos facilmente redefinir um arquivo como uma sequência de setores no nosso disco rígido sequenciais ou não, ou como um pedaço de nossa memória RAM, volátil.

Os arquivos diretório, sim diretórios são arquivos, são arquivos que possuem uma listagem contendo outros arquivos. Não podemos editar um arquivo do tipo "diretório", mas podemos acessar seu conteúdo facilmente através do comando ls.

# ls /home

Por fim temos os arquivos especiais que representam os dispositivos físicos existentes no nosso computador, isto é, o seu mouse, teclado, placa de vídeo, etc. Estes dispositivos físicos ou periféricos são representados sob o formato de um arquivo no Linux.

Estes arquivos especiais usados pelos dispositivos comuns estão localizados na pasta de devices ou dispositivos. Todo dispositivo conectado ao seu computador deve possuir uma representação na pasta dispositivos(/dev) para que se torne disponível ao sistema operacional Linux, uma das poucas exceções é a sua placa de rede que possui uma representação externa a árvore de diretórios(por exemplo para placas Ethernet, sua representação é ethX).

Pasta de dispositivos:

OBS: X é um número natural qualquer começando por zero para o primeiro dispositivo ou partição

/

diretório principal ou raiz(root)

/bin

arquivos binários de acesso geral do sistema operacional

/sbin

arquivos binários de acesso restrito ao super usuário do sistema operacional

/lib

bibliotecas(library) do sistema

/lib/modules

modulos(modules) carregados pelo kernel

/usr/bin

arquivos binários instalados pelo sistema operacional de acesso comum

/usr/local/bin

arquivos binários instalados pelo usuário de acesso comum

/usr/doc

documentação do linux e outros programas

/usr/src

código-fonte(source) do kernel

/etc

arquivos de configuração do sistema

/boot

arquivos de inicialização do sistema, kernel(vmlinuz), .config e sytem.map

/opt

arquivos ou programas opcionais(optionals) que não afetam o sistema

/tmp

arquivos temporários

/root

diretório pertencente ao root

/usr

Unix System Resouces, hoje em dia chamado de User System Resources é aonde os usuários instalam seus programas que serão disponíveis a todos

/dev

devices ou dispositivos do sistema

/var

arquivos de conteúdo variável

/proc

VFS ou pseudo file system, contém processos em execução do sistema

/media

ponto de montagem para dispositivos do usuário

/mnt

ponto de montagem para dispositivos do usuário ou do root



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Páginas do artigo
   1. BIOS: Basic Input Output System
   2. CPU e Memória
   3. Barramentos
   4. Interrupções
   5. Endereços de E/S
   6. Endereços DMA
   7. RTC - Relógio de tempo real
   8. Disco rígido
   9. Árvore de diretórios
   10. Configurando suas placas de expansão ISA e PCI
   11. Configurando suas placas de expansão USB e SCSI
   12. Configurando modems e placas de som
   13. Detectando novos dispositivos
   14. O diretório /proc/
   15. Conclusão e licença
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Comentários
[1] Comentário enviado por scoob em 27/11/2007 - 07:19h

It's awesome !!!!!

;>))


Parabéns!!!

[2] Comentário enviado por jeferson_roseira em 27/11/2007 - 10:35h

Muito bom o tutorial

[3] Comentário enviado por engos em 27/11/2007 - 11:18h

Isso que á artigo de verdade!

A maioria posta dicas como artigo e o pessoal deixa passar, mas o seu sim dá orgulho até de ler, entrei para verificar sobre o que se tratava pensando ser outro artigo fajuto sobre o assunto e fico contente por ter me enganado.

Parabéns, esse é digno dos top 5 do site.

[4] Comentário enviado por TSM em 27/11/2007 - 11:43h

Muito bom cara.
Parabéns.

[5] Comentário enviado por brunojbpereira em 27/11/2007 - 15:20h

Seu artigo sobre os detalhes do funcionamento de um computador e relacionando-o com o sistema linux foi genial. o artigo está nota 10.

[6] Comentário enviado por elgio em 28/11/2007 - 15:37h

Muito bom teu artigo. Nada mais posso dizer que já não tenha sido dito.

Observei que no final tu colocou uma nota de Copyright... legal, acredito que isto deva até ser incentivado aqui no Vol.

Outra coisa é sobre os HDs... Eu não sou 100% da area pois abandonei hardware faz algum tempo, mas pelo que me lembro alguns HD tem seus setores dispostos em forma de aspiral, onde cada setor tem o mesmo tamanho físico, em contra ponto ao modelo tradicional onde os setores mais internos são menores e, por terem o mesmo tamanho em bytes, tem seus bits mais "espremidos". Isto requeria até algumas técnicas especiais de armazenamento para que um bit ZERO expremido entre dois bits 1 não acabasse virando 1 também (principalmente nos setores mais centrais onde o "expremido" é mais violento)

Como hoje isto é uma coisa que só interessa a controladora do disco (que esta DENTRO do disco) não é assim tão importante.

Em tempo: há 15 ANOS ATRÁS eu era técnico em eletrônica e dava manutenção em computadores. Frequentemente a gente dizia para o cliente que o problema era apenas de BIOS. Nosso cógido interno traduzia, neste caso, BIOS para "Burro Incapaz que Operava o Sistema". Era uma senha para dizer que o problema era rateada do usuário... Ainda se usa esta "tradução" nos bastidores? (assim como o problema de Osmar. Os Mar Contato... hehehehehe)

[7] Comentário enviado por rafastv em 28/11/2007 - 22:39h

Muito obrigado pelos comentários pessoal :) Eu tentei fazer o melhor possível e ser bem claro em todos os momentos. Quanto as traduções eu realmente conheço e uso da BIOS, do Osmar é nova para mim hehehehe


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/dev/lpX, /dev/usb/lpX

impressora

/dev/zero

criar zeros

/dev/null

dispositivo nulo “buraco negro”

/dev/input/mice ou /dev/mouse

mouse

/dev/input/keyboard ou /dev/kdb

teclado

/dev/input/jsX ou /dev/jsX

Joystick ou gamepad

/dev/dvdrom

link simbólico para seu dispositivo de dvd

/dev/cdrom

link simbólico para seu dispositivo de cdrom

/dev/fdX

floppy disk ou disquete

/dev/fbX

framebuffer ou memória de vídeo(kernel)

/dev/rtc

real-time-clock ou relógio de tempo real

/dev/pts

pseudo terminal

/dev/hdaX

dispositivo conectado na 1º IDE master

/dev/hdbX

dispositivo conectado na 1º IDE slave

/dev/hdcX

dispositivo conectado na 2º IDE master

/dev/hddX

dispositivo conectado na 2º IDE slave

/dev/ttyX

terminais de teletipo

/dev/ttyS0

COM1 ou 1º porta de comunicação serial

/dev/ttyS1

COM2 ou 2º porta de comunicação serial

/dev/ttyS2

COM3 ou 3º porta de comunicação serial

/dev/ttyS3

COM4 ou 4º porta de comunicação serial

/dev/mixer

configuração do som

/dev/dsp

placa de som

/dev/mem

memória

/dev/sdaX

1º dispositivo USB ou disco rígido SCSI

/dev/sdbX

2º dispositivo USB ou disco rígido SCSI

/dev/sdcX

3º dispositivo USB ou disco rígido SCSI

/dev/scdX

dispositivos de CDROM SCSI

/dev/stderr

saída de erro padrão

/dev/stdin

entrada padrão

/dev/stdout

saída padrão

/dev/port

porta de E/S

/dev/kmem

acesso virtual a memória do kernel

/dev/random

gerador de números não determinístico

/dev/htX

unidade de fitas IDE

/dev/stX ou /dev/nstx

unidade fitas SCSI

/dev/loopX

dispositivo para leitura de sistemas

/dev/vcsX

console virtual

/dev/kmsg

imprime mensagens no kernel

/dev/parportX

porta paralela

/dev/sgX

dispositivo SCSI genérico

/dev/console

console do sistema