A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

Formas de Processamento de Dados Ana Paula Terra Bacelo Introdução à Ciência da Computação.

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "Formas de Processamento de Dados Ana Paula Terra Bacelo Introdução à Ciência da Computação."— Transcrição da apresentação:

1 Formas de Processamento de Dados Ana Paula Terra Bacelo Introdução à Ciência da Computação

2 Giraffa & Ana Paula - ICC Processamento em Batch Era o mais utilizado nos centros de processamento de dados na década de 1950 Executa uma série de programas em seqüência sem a intervenção do usuário final Praticamente descartado e poucas são as aplicações desse tipo

3 Giraffa & Ana Paula - ICC Processamento On-Line Mudou totalmente o conceito de sistemas Programas passaram a trabalhar de maneira interativa com o usuário Sistemas de Tempo Real está estruturado para processar os dados numa velocidade igual ou maior à ocorrência dos eventos físicos através do tempo

4 Giraffa & Ana Paula - ICC Ambientes de Processamento Antes: Monousuário Agora: Multiusuário, multitarefa, multiprogramação e tempo compartilhado

5 Giraffa & Ana Paula - ICC Monousuário Apenas um usuário está processando informação Não há ocorrência de processos e o processamento seqüencial ocorre de forma natural Ex: Processamento em Batch

6 Giraffa & Ana Paula - ICC Ambiente Multitarefa Evolução do Monousuário Existência de processos concorrentes Recurso oferecido pelo sistema Operacional ou Utilitários (gerenciador de impressora)

7 Giraffa & Ana Paula - ICC Multiprogramação Permite que processos de diferentes programas tenham processamento concorrente num único computador Dois ou mais processos podem tentar alocar um mesmo recurso em determinado momento, sendo atendidos de acordo com as suas devidas interrupções Conotação teórica diferente do multitarefa.

8 Giraffa & Ana Paula - ICC Tempo Compartilhado (Timesharing) Idéia que o sistema multiusuário oferece, colocando a sua CPU por breves instantes trabalhando com cada um dos usuários, dando a eles a sensação de ter o computador à sua disposição Estrutura adotada para um computador central com vários terminais burros (sem capacidade de processamento próprio)

9 Giraffa & Ana Paula - ICC Multiprocessamento Ambiente operacional complexo, onde várias CPUs respondem pelos vários programas

10 Sistemas Distribuídos Ana Paula Terra Bacelo Material adaptado do Prof. Tiago Ferreto

11 Introdução - Sistemas Distribuídos Conteúdo Evolução Histórica Motivação Conceitos Características Vantagens/desvantagens Desafios Exemplos

12 Evolução histórica Computadores iniciais: caros e grandes execução por um operador: setup do job (carregar cartões), executar programa, imprimir resultado Anos 50 e 60 : batching, spooling, multiprogramação batching: juntar jobs semelhantes para processamento spooling: sobreposição de I/O e CPU multiprogramação: diversos programas sendo executados concorrentemente pela CPU Objetivo: otimizar a utilização da CPU

13 Evolução histórica Não existia a interação entre usuário e computador alto custo para processos interativos: depuração Início dos anos 60 : sistemas de time sharing utilização de diversos terminais burros conectados a um computador impressão de um computador por usuário tarefas principais/comuns são executadas pelo computador principal desenvolvimento dos minicomputadores: menores e mais rápidos! 1o. passo na direção dos sistemas distribuídos! compartilhamento de recursos acesso remoto Terminais e computador muito próximos

14 Evolução histórica Final dos anos 60 e início dos anos 70 : surgimento das redes de computadores e do sistema operacional UNIX Ethernet – Xerox Palo Alto (1973): Local Area Network permitiu interligar mais computadores a distâncias maiores usando uma velocidade maior (e.g. rede de computadores de um prédio) ARPANet – DoD (1969): Wide Area Network interligação entre computadores localizados dispersamente (cidades e/ou países diferentes)

15 Evolução histórica Final dos anos 70 : protocolo TCP/IP definição de padrão para comunicação entre computadores Início dos anos 80 : microprocessadores e estações de trabalho redução do custo (em relação aos mainframes) Final dos anos 80 : estações de trabalho ligadas em rede diversos serviços para comunicação entre pessoas/máquinas FTP, TELNET, MAIL

16 Motivação Avanços em microeletrônica processadores mais rápidos e baratos Avanços em comunicações redes mais eficientes e confiáveis Popularidade das redes de computadores redes de telefones celulares, redes corporativas, redes caseiras redes de computadores de alta velocidade (Myrinet ~2Gb/s)

17 Motivação Compartilhamento de recursos Componentes de HW (disco, impressora) SW (arquivos, bases de dados, programas) Outros (vídeo, áudio) Relação custo/desempenho melhor utilizar diversos processadores interconectados do que um único computador centralizado

18 Conceitos O que é um Sistema Distribuído? Um sistema distribuído é uma coleção de computadores independentes que parecem um sistema único para o usuário [Tanenbaum]. É um sistema onde os componentes de HW e SW, localizados em computadores interligados por uma rede, comunicam e coordenam suas ações somente através de troca de mensagens [Coulouris]. Dois aspectos: Hardware: autonomia Software: sistema único

19 Características Processos são executados concorrentemente no sistema distribuído não existe um controle global! processos usam troca de mensagens para coordenar suas ações Inexistência de relógio global noção de tempo global é importante na coordenação de processos sincronização de relógios possui um limite de precisão

20 Características Falhas independentes a falha de um dos componentes (rede, máquinas, programas) do sistema distribuído não implica na falha do sistema como um todo

21 Vantagens Economia – melhor relação custo/desempenho Grosh's Law: desempenho é proporcional ao quadrado do custo 2*custo = 4*desempenho somente válido para mainframes Velocidade CPUs x 50 MIPS = MIPS Uma CPU para isto deveria executar uma instrução a cada 0,002 nanosegundos (2 picosegundos).

22 Vantagens Sistemas inerentemente distribuídos Sistema de reservas CSCW – computer supported cooperative work CSCG – computer supported cooperative game

23 Vantagens Maior confiabilidade (reliability) e disponibilidade grau de tolerância contra erros e falhas de componentes em um sistema 5% fora do ar = 5% em perda de desempenho Aplicações críticas - aviação, reatores nucleares replicação de componentes Facilidade de expansão permite aumentar o poder de processamento/armazenamento sem se desfazer daquilo que já possui, isto é, de maneira gradativa

24 Vantagens Permite o compartilhamento de dados/informação desenvolvimento de software distribuído (e.g. CVS) Permite o compartilhamento de recursos economia (Ex. impressora, software, bases de dados, disco, pool de processadores)

25 Desvantagens Maior dificuldade na garantia de segurança (crítico!) Desevolvimento de sw distribuído é mais complexo Gerência de recursos mais complexa Alto custo para implementar aplicações colaborativas Causas recursos são fisicamente separados mensagens podem atrasar mensagens podem ser perdidas...

26 Desafios comunicação segura Quem enviou? Os dados foram modificados durante a transmissão? Alguém não autorizado teve acesso aos dados? confiabilidade em um ambiente não confiável máquinas podem falhar, mas o SD deve falhar parcialmente

27 Desafios localização colocar os recursos em um determinado local e permitir a localização destes recursos quando necessário coordenação acordo entre os componentes distribuídos sobre o que fazer e de que forma

28 Exemplos de SDs Internet : grande coleção de diferentes redes de computadores interconectadas. Comunicação através de troca de mensagens Serviços: www, ftp, mail Intranet : parte da Internet administrada separamente Políticas de segurança locais (firewall) Necessidades: serviço de compartilhamento de arquivos, firewalls para proteção, facilidade de instalação e suporte de software

29 Exemplos de SDs Computação móvel: avanços na miniaturização de dispositivos e redes sem fio Integração de pequenos dispositivos computacionais portáteis Laptops, PDAs, celulares, pagers, câmeras digitais, wearable devices, dispositivos integrados a utensílios Problemas: descoberta de recursos no ambiente, reconfiguração de dispositivos, privacidade e segurança

30 Exemplos de SDs Caixas automáticos de Banco Sistema de reserva de passagens vCluster

31 - Search for Extraterrestrial Intelligence at Home Universidade da Califórnia, Berkeley Objetivo: utilizar a capacidade de processamento de centenas de milhares de computadores conectados à Internet na procura de inteligência extraterrestre Utilização: instalação de um programa (screensaver) quando o computador esta ocioso o programa realiza o download de um pacote de dados (work unit - ~340KB) obtidos por rádio-telescópio (Observatório de Arecibo) e faz uma procura por sinais extraterrestres Possui aproximadamente 3 milhões de usuários

32

33 vCluster Desenvolvido pelo CPAD -http://www.cpad.pucrs.brhttp://www.cpad.pucrs.br Motivação: subutilização dos recursos computacionais em laboratórios acadêmicos ~ 90% ociosidade aplicações científicas com demanda por recursos computacionais Objetivo: Exploração de ciclos ociosos Aplicações BoT (Bag-of-Tasks) Enfoque: usuário local possui prioridade sobre a execução de tarefas na máquina

34 vCluster

35 Giraffa & Ana Paula - ICC REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA Livro: Introdução à Ciência da Computação Ricardo Fedeli, Enrico Polloni e Fernando Peres Editora Thomson 2003, 238p.


Carregar ppt "Formas de Processamento de Dados Ana Paula Terra Bacelo Introdução à Ciência da Computação."

Apresentações semelhantes


Anúncios Google