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Post on 08-Nov-2018
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Sistemas OperacionaisTipos de SO
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Monoprogramáveis/
Monotarefas
Sistemas Multiprogramáveis/
Multitarefas
Sistemas com Múltiplos
Processadores
Tipos de Sistemas Operacionais
Sistemas Monoprogramáveis
• Permitem que o processador, a memória e os periféricos permaneçam exclusivamente dedicados a execução de um único programa.
• Assim, quando um programa aguarda por um evento, o processador permanece ocioso.
• São de simples implementação, não existindo muita preocupação com proteção.
Sistemas Monoprogramáveis
• Estão relacionadas ao surgimento de mainframes e posteriormente a máquinas utilizadas por apenas um usuário.
UCP
Memória E/S
Programa/
Tarefa
Sistemas Multiprogramáveis
• Existem vários programas dividindo os mesmos recursos da máquina (como compartilhamento de memória e do processador).
• Sistema operacional se preocupa em gerenciar o acesso concorrente aos seus diversos recursos de forma ordenada e protegida.
Sistemas Multiprogramáveis
• Há o aumento da produtividade dos seus usuários e a redução dos custos, a partir do compartilhamento dos diversos recursos do sistema.
• É permitido que mais de um usuário o utilize.
• É possível realizar diversas tarefas concorrentemente ou simultaneamente.
Sistemas Multiprogramáveis
UCP
MemóriaE/S
Programa/
Tarefa
Programa/
Tarefa
Programa/
TarefaPrograma/
Tarefa
Classificação
• A partir do número de usuários que interagem com o sistema podemos classifica-lo como monousuário e multiusuário.
• Podem ser classificados pela forma em que suas aplicações são gerenciadas.
• Um sistema operacional pode suportar um ou mais tipos de processamento.
Sistemas X Usuários
Um usuário Dois ou mais
usuários
Monoprogramação/
Monotarefa
Monousuário N/A
Multiprogramação/
Multiterefa
Monousuário Multiusuário
Classificação de Processamento
Sistemas Batch Sistemas de Tempo
Compartilhado
Sistemas de
Tempo Real
Sistemas Multiprogramáveis/
Multitarefa
Sistema Batch
• Primeiros sistemas multiprogramáveis e caracterizam-se por ter seus programas, quando submetidos, armazenados em disco ou fita, onde esperam para se executados seqüencialmente.
• Não exigem integração com o usuário.
• Utilizam melhor o processador, porém o tempo de resposta pode ser longo devido ao processamento seqüencial.
Sistemas de Tempo Compartilhado
• Permitem a integração do usuário com o sistema através de terminais.
• Também conhecidos como sistemas on-line.
• Para cada usuário o sistema aloca uma fatia de tempo (time-slice) de processador, e caso o programa não seja concluído neste intervalo de tempo, é substituído por outro usuário e aguarda outra fatia de tempo.
Sistemas de Tempo Compartilhado
• A memória e os periféricos também são compartilhados.
• O sistema cria para o usuário um ambiente de trabalho próprio, dando a impressão que todo o sistema esta dedicado a ele.
• São de implementação complexa, mas aumentam a produtividade e reduz o custo de utilização do sistema.
Sistemas de Tempo Real
• Semelhantes em implementação aos sistemas de tempo compartilhado.
• Diferem no tempo de resposta exigido no processamento das aplicações.
• Os tempos de resposta devem estar dentro de limites rígidos, que devem ser obedecidos, caso contrário podem ocorrer problemas irreparáveis.
Sistemas de Tempo Real
• Não existe a idéia de fatia de tempo.
• Um programa detém o processador o quanto for necessário, até que apareça outro prioritário (controlado pela própria aplicação e não e pelo sistema).
• Presentes em controles de processo, como monitoramento de refinarias de petróleo, tráfego aéreo ou em qualquer aplicação onde o tempo de resposta é fator fundamental.
Sistemas com Múltiplos Processadores
• Possuem uma ou mais UCPs interligadas, trabalhando em conjunto.
• Um fator-chave é a forma de comunicação entre as UCPs e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de E/S.
Classificação dos Sistemas
Sistemas
Simétricos
Sistemas
Assimétricos
Sistemas Fortemente
Acoplados
Sistemas Operacionais
de Rede
Sistemas Operacionais
Distribuídos
Sistemas Fracamente
Acoplados
Sistemas com Múltiplos
Processadores
Sistemas Fortemente Acoplados X Sistemas Fracamente Acoplados
• Em sistemas fortemente acoplados existe apenas um espaço de endereçamento compartilhado enquanto no fracamente acoplados cada sistema tem sua própria memória.
• A taxa de transferência entre UCPs e memória em sistemas fortemente acoplados é normalmente maior que nos fracamente acoplados.
Sistemas Fortemente Acoplados
• Multiprocessadores (permitem que vários programas seja executados ao mesmo tempo) compartilhando uma única memória e controlados por apenas um único sistema operacional.
• Uso intensivo da UCP, onde o processamento é voltado para a solução de um único problema.
Sistemas Fortemente Acoplados
UCP UCPMemória
E/S E/S
- Sistemas Assimétricos
• Somente um processador (mestre) pode executar serviços do sistema operacional.
• Sempre que o processador do tipo escravo precisar realizar uma operação de E/S, terá que requisitar o serviço ao processador mestre.
• Se o processador mestre falhar, todo o sistema ficará incapaz de continuar o processamento.
- Sistemas Assimétricos
Dispositivos de E/S S.O. Usuários
UCP Master
UCP Slave Usuários
- Sistemas Simétricos
• Todos os processadores realizam as mesmas funções.
• Um programa pode ser executado por qualquer processador, inclusive por vários processadores ao mesmo tempo.
• Quando um processador falha, o sistema continua sem nenhuma interferência manual, porém com menor capacidade.
- Sistemas Simétricos
UCP UCP
E/S UsuáriosSO
- Multiprocessamento
• Com a implementação de sistemas com múltiplos processadores, o conceito de simultaniedade ou paralelismo pôde ser expandido a um nível mais amplo, onde uma tarefa pode ser dividida e executada por mais de um processador.
• Pode ser dividido em dois níveis: processamento vetorial e processamento paralelo.
- Processamento Vetorial
• Permite a manipulação de vetores inteiros e combinam dois vetores, produzindo um vetor de saída.
• Também possuem um processador escalar.
• O custo de seu alto desempenho é sua organização complexa e preços superiores aos computadores comuns.
- Processamento Paralelo
• É a possibilidade de uma aplicação ser realizada por mais de um processador ao mesmo tempo.
• O processamento vetorial também pode ser implementado através de múltiplos processadores.
• O maior problema é saber quando há a necessidade de implementar o paralelismo.
- Organização Funcional
• O esquema de comunicação interna das UPCs é que determina quantas UPCs o sistema poderá ter e como será o acesso a memória.
• Podem se dividir em barramento comum, barramento cruzado e memória multiport.
- Barramento comum
• Forma mais simples de comunicação.
• Todos os componentes ligados a um barramento comum.
• Somente uma unidade pode estar utilizando o barramento em um determinado instante.
• Arquitetura simples, econômica e flexível, mas limitado a poucos processadores, dependendo da velocidade de transmissão do barramento.
- Barramento Cruzado
• É possível a comunicação simultânea entre as diferentes unidades, criando um a rede de interconexão.
• É ilimitado o número de processadores que podem ser adicionados ao sistema.
• Dois processadores não podem ter acesso a um módulo de memória no mesmo instante.
• O preço de seu alto desempenho esta no custo e complexidade do sistema.
- Memória Multiport
• Permite acessos simultâneos a um mesmo módulo de memória.
• Os acessos simultâneos são realizados através de múltiplas portas.
Sistema Fracamente Acoplados
• Possuem dois ou mais sistemas de computação, conectados através de linhas de comunicação.
• Cada sistema funciona de forma independente, e cada sistema possui seu próprio sistema operacional.
• Caracterizada pelo processamento distribuído pelos seus diversos processadores.
Sistema Fracamente Acoplados
UCP UCP
Memória MemóriaE/S E/S
Link de Comunicação
- Sistemas Operacionais de Rede
• São independentes e caso a conexão entre um dos nós sofra qualquer problema, os demais continuam operando normalmente , apesar de alguns recursos se tornarem indisponíveis.
• Cada nó possui seu próprio sistema operacional e permite:• Cópia remota de arquivos.
• Emulação de terminal.
• Impressão remota.
• Gerência remota.
• Correio eletrônico.
- Sistemas Operacionais Distribuídos
• É definido pela existência de um relacionamento mais forte entre seus componentes, onde geralmente os sistemas operacionais são os mesmos.
• Para o usuário e suas aplicações é como se não existisse uma rede de computadores e sim um único sistema centralizado.
• Possibilidade de balanceamento de carga.
- Sistemas Operacionais Distribuídos
- Sistemas Operacionais Distribuídos
COMPUTADOR 1 COMPUTADOR 2
- Sistemas Operacionais Distribuídos
• Uma grande vantagem da implementação de aplicações distribuídas é a capacidade de redundância do sistema. Principalmente em aplicações de missão crítica, onde são conhecidos como sistema de tolerância a falhas (fault tolerance).
- Organização Funcional
• Barramento: sistemas conectados a uma mesma linha e todos compartilham o meio, caso haja algum problema de comunicação todos os nó ficarão incomunicáveis. Usado em redes locais.
• Organização distribuída: existem linhas de comunicação ponto-a-ponto entre os sistemas e caminhos alternativos entre os nós. Caso haja algum problema, linhas alternativas permitem que continue funcionando. Usado em redes distribuídas.
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