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Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior Fortaleza-2012.

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1 Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior Fortaleza-2012

2 Sumário  Revisão da aula anterior  Tipos de SO Fortaleza-2012

3 Tipos de SO Fortaleza-2012  Os tipos e sua evolução estão intimamente relacionados com a evolução do HW e das aplicações por ele suportadas.  A evolução dos S.O. para PCs e WS popularizou vários conceitos e técnicas, antes só conhecidos em ambientes de grande porte.

4 Classificação Fortaleza-2012 Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Monoprogramáveis / Monotarefa Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefa Sistemas com Múltiplos Processadores

5 Fortaleza-2012 Monoprogramável ou Monotarefa Além do S.O., apenas uma aplicação reside na memória em cada instante; Multiprogramável ou Multitarefa Vários processos compartilham memória e uma única Unidade Central de Processamento (CPU), simulando a execução de tarefas “simultâneas”; Multiprocessados Vários processos compartilham a memória, podendo ter dois ou mais processos em execução simultânea (um em cada processador).

6 Fortaleza-2012 Monoprogramável ou Monotarefa  Além do S.O., apenas uma aplicação reside na memória em cada instante;  Qualquer outro programa, para ser executado, deveria aguardar o término do programa corrente;  Tipicamente relacionado ao surgimento dos mainframes;

7 Fortaleza-2012 Monoprogramável ou Monotarefa UCP Memória Dispositivos de E/S Programa / Tarefa

8 Monoprogramável ou Monotarefa Características:  Implementação simples;  Aplicações com o controle total do sistema;  Não existe a preocupação com proteção;  Máquinas utilizadas por apenas um usuário.  Dedicação exclusiva de todos os dispositivos a um único programa;  Ociosidade dos dispositivos.  Grande tempo de espera por dispositivos. Principal problema grande tempo ocioso do SO

9 Motivação da multiprogramação  Tornar mais eficiente o aproveitamento dos recursos do computador;  Execução “simultânea” de vários programas;  Diversos programas são mantidos na memória;  O próprio Sistema Operacional (SO) ´e um programa.

10 Fortaleza-2012 Multiprogramáveis ou multitarefas  Mais complexos e mais eficientes;  Vários programas dividem os mesmos recursos;  Aumento da produtividade dos seus usuários e a redução de custos;

11 11 UCP Memória Dispositivos de E/S Programa / Tarefa Programa / Tarefa Programa / Tarefa Programa / Tarefa Multiprogramáveis ou multitarefas

12 12 Solicitação de Entrada/Saída (E/S) Processo solicita `a chamada de Sistema Término de Entrada/Saída (E/S) Dispositivo envia a Interrupção. Multiprogramáveis ou multitarefas Como ocorre o tratamento da interrupções???

13 13 Multiprogramáveis ou multitarefas Ao ocorrer uma interrupção: 1.processador acaba execução da instrução atual; 2. processador testa existência de interrupção; 3. transferência de controle (processador salva estado atual, carrega contador de programa com endereço da rotina de tratamento, transfere controle para a rotina de tratamento); 4. rotina de tratamento executa... acaba ; 5. restaura estado anterior; 6. retorna a execução da rotina interrompida.

14 14 Multiprogramáveis ou multitarefas

15 Sistemas Operacionais15 Sistemas Multiprogramáveis / Multitarefa Sistemas Batch Sistemas de Tempo Compartilhado Sistemas de Tempo Real CLASSIFICAÇÃO

16 Sistemas Operacionais16 Sistemas Batch BATCH Tempo de resposta muito elevado  Os sistemas batch (lote) foram os primeiros sistemas multiprogramáveis a serem implementados e caracterizam por terem seus programas, quando submetidos, armazenados em disco ou fita, onde esperam para serem executados.

17 Sistemas Operacionais17 Características do BATCH  Normalmente, os programas, também chamados de jobs, não exigem interação com os usuários, lendo e gravando dados em discos ou fitas.  Alguns exemplos de aplicações originalmente processadas em batch são compilações, linkedições, sorts, backups e todas aquelas onde não é necessário a interação com o usuário.

18 Sistemas Operacionais18 Características do BATCH  Programas executados sequencialmente;  Sem interação do usuário durante a execução;  O programa é preparado e encaminhado para execução;  Não confundir com.bat

19 Sistemas Operacionais19 BATCH  Hoje são poucos os programas que se utilizam do sistema batch, a tendência é a mudança para o sistema on-line.  Cartões perfurados armazenavam as instruções dos programas, o processamento era centralizado e não havia interação com o usuário durante a execução do programa.

20 Sistemas Operacionais20 BATCH  Cartões perfurados armazenavam as instruções dos programas, o processamento era centralizado e não havia interação com o usuário durante a execução do programa. Caracterizam qual geração de PC???

21 Sistemas Operacionais21 BATCH  A principal característica (e desvantagem) deste sistema é a falta de interação entre o usuário e o programa em execução no job.  O usuário precisa entregar ao operador o programa que ele deseja executar, incluindo seus dados de entrada.  Algum tempo depois (podendo demorar minutos, horas ou mesmo dias), a saída do job é retornada.  Este tempo entre a submissão do job e seu término, chamado de tempo de turnaround, vai depender da quantidade de processamento necessária, tempo de preparação necessário, e da quantidade de jobs que estavam na fila antes dele ser submetido ao processamento.

22 Sistemas Operacionais22 Tempo Compartilhado  Os sistemas de tempo compartilhado (time-sharing) permitem que diversos programas sejam executados a partir da divisão do tempo do processador em pequenos intervalos, denominados fatia de tempo (time-slice). Caso a fatia de tempo não seja suficiente para a conclusão do programa, ele é interrompido pelo sistema operacional e substituído por um outro, enquanto fica aguardando por uma nova fatia de tempo.  O sistema cria para cada usuário um ambiente de trabalho próprio, dando a impressão de que todo o sistema está dedicado exclusivamente a ele.

23 Sistemas Operacionais23 Tempo Real Semelhantes em implementação aos sistemas de tempo compartilhado;  Diferem no tempo de resposta exigido no processamento das aplicações;  Não existe a ideia de fatia de tempo;  Detenção do processador pelo tempo necessário, ou até que um programa prioritário o solicite;  Controlado pela propria aplicação e não pelo SO.  O sistema cria para cada usuário um ambiente de trabalho próprio, dando a impressão de que todo o sistema está dedicado exclusivamente a ele.

24 Sistemas Operacionais24 Sistemas com Múltiplos Processadores Sistemas Fortemente Acoplado Sistemas Fracamente Acoplado Sistemas Simétricos Sistemas Assimétricos Sistemas Operacionais de Rede Sistemas Operacionais Distribuídos

25 Sistemas Operacionais25 Definição Possuem uma ou mais UCPs interligadas, trabalhando em conjunto. Características importantes:  A forma de comunicação entre as UCPs;  Grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de Entrada/Saída (E/S);  Podem compartilhar o mesmo sistema operacional ou cada um pode possuir o seu próprio sistema. Multiprocessadores

26 Sistemas Operacionais26 Sistemas Fortemente Acoplado • Existem dois ou mais processadores compartilhando uma única memória e controlados por apenas um único SO. – Sistemas Simétricos • todos os processadores tem a mesma função, podendo executar o SO independentemente – Sistemas Assimétricos • processador primário, responsável pelo controle dos demais processadores (secundários) e pela execução do SO.

27 Sistemas Operacionais27 Sistemas Fortemente Acoplado

28 Sistemas Operacionais28 Sistemas Fortemente Acoplado – Assimétricos:

29 Sistemas Operacionais29 Sistemas Fortemente Acoplado – Assimétricos Características:  Somente um processador (mestre) pode executar serviços do sistema operacional.  Sempre que o processador do tipo escravo precisar realizar uma  Operações de E/S, terá que requisitar o serviços ao processador mestre.  Se o processador mestre falhar, todo o sistema ficara comprometido.  Processadores podem ter tarefas pré-definidas;

30 Sistemas Operacionais30 Sistemas Fortemente Acoplado – Simétricos

31 Sistemas Operacionais31 Sistemas Fortemente Acoplado – Simétricos características:  Todos os processadores realizam as mesmas funções;  Cópias do sistema operacional em cada processador;  Um programa pode ser executado por qualquer processador ou por vários processadores ao mesmo tempo.  Quando um processador falha, o sistema não e comprometido, porem com menor capacidade.  Comunicação entre os processadores;  Escalonamento de tarefas para as Unidade Central de Processamentos (UCPs);

32 Sistemas Operacionais32 Sistemas Fracamente Acoplado • Dois ou mais sistemas de computação interligados, sendo que cada sistema possui o seu próprio SO. – Sistemas Operacionais de Rede • Cada nó possui seu próprio HW, SW e SO. • Independente um do outro. – Sistemas Operacionais Distribuídos • Para o usuário e suas aplicações, é como se não existisse uma rede de computadores, mas sim um único sistema centralizado.

33 Sistemas Operacionais33 Sistemas Fracamente Acoplado • Dois ou mais sistemas de computação interligados, sendo que cada sistema possui o seu próprio SO. – Sistemas Operacionais de Rede • Cada nó possui seu próprio HW, SW e SO. • Independente um do outro. – Sistemas Operacionais Distribuídos • Para o usuário e suas aplicações, é como se não existisse uma rede de computadores, mas sim um único sistema centralizado.

34 Sistemas Operacionais34 Sistemas Fracamente Acoplado

35 Sistemas Operacionais35 Sistemas Fracamento Acoplado – Características:  Comunicação por redes de computadores;  cada sistema computacional possui seu próprio SO gerenciando seu recurso;  Processamento distribuído.

36 Sistemas Operacionais36 Sistemas Fracamento Acoplado – SO de redes: Cada nó possui seu próprio Sistema Operacional (SO), além de hardware e software Possibilitam ao sistema ter acesso o outros nós da rede. Cada nó é totalmente independente um do outro Podem ter sistemas operacionais diferentes. Tolerância á falhas Se uma estação falhar, a rede continua funcionando sem os recursos daquela que falhou. Objetivo A ideia é prover o compartilhamento de recursos e troca de informações..

37 Sistemas Operacionais37 Sistemas Fracamente Acoplado – SO distribuidos: Existe um relacionamento mais forte entre seus componentes Sistemas operacionais iguais. Um único sistema centralizado. Para o usuário e suas aplicações é como se não existisse uma rede de computadores Dinâmica Possibilidade de balanceamento de carga. Funcionamento Para o usuário e suas aplicações e como se não existisse uma rede de computadores e sim um único sistema centralizado.

38 Sistemas Operacionais38 Sistemas – Comparativo: CaracterísticasSO de redesSO distribuido Imagem do sistemaSistema como conjunto de máquinas Fornece a ideia de máquina virtual AutonomiaSistemas independentes Gerenciamento de redes Sistema de arquivos tolerância a falhas Podem ser diferentes perda de funcionalidades São iguais perda de desempenho

39 Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior Fortaleza-2012


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