Transcript Tipos de SO

Sistemas Operacionais
Prof:. Msc. Arimatéia Junior
[email protected]
Fortaleza-2012
Sumário
 Revisão da aula anterior
 Tipos de SO
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Tipos de SO
 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.
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Classificação
Tipos de Sistemas
Operacionais
Sistemas
Monoprogramáveis /
Monotarefa
Sistemas
Multiprogramáveis /
Multitarefa
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Sistemas com
Múltiplos
Processadores
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).
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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;
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Monoprogramável ou Monotarefa
UCP
Memória
Dispositivos
de E/S
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Programa /
Tarefa
Monoprogramável ou Monotarefa
Características:
 Implementação simples;
Principal problema
grande tempo ocioso
do SO
 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.
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.
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;
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Multiprogramáveis ou multitarefas
Programa /
Tarefa
Programa /
Tarefa
UCP
Memória
Dispositivos
de E/S
Programa /
Tarefa
Programa /
Tarefa
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Multiprogramáveis ou multitarefas
Solicitação de Entrada/Saída
(E/S)
Processo solicita `a chamada
de Sistema
Término de Entrada/Saída (E/S)
Dispositivo envia a
Interrupção.
Como ocorre o tratamento da interrupções???
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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.
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Multiprogramáveis ou multitarefas
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CLASSIFICAÇÃO
Sistemas
Multiprogramáveis / Multitarefa
Sistemas
Batch
Sistemas Operacionais
Sistemas de
Tempo Compartilhado
Sistemas de
Tempo Real
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BATCH
Sistemas
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.
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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.
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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
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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.
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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???
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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
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Operacionais
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ao processamento.
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.
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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.
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Sistemas com Múltiplos
Processadores
Sistemas
Fortemente
Acoplado
Sistemas
Simétricos
Sistemas Operacionais
Sistemas
Assimétricos
Sistemas
Fracamente
Acoplado
Sistemas
Operacionais
de Rede
Sistemas
Operacionais
Distribuídos
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Multiprocessadores
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.
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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.
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Sistemas Fortemente Acoplado
Sistemas Operacionais
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Sistemas Fortemente Acoplado
– Assimétricos:
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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;
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Sistemas Fortemente Acoplado
– Simétricos
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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);
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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.
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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.
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Sistemas Fracamente Acoplado
Sistemas Operacionais
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Sistemas Fracamento Acoplado
– Características:
 Comunicação por redes de computadores;

cada sistema computacional possui seu próprio SO gerenciando seu
recurso;
 Processamento distribuído.
Sistemas Operacionais
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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..
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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.
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Sistemas
– Comparativo:
Características
SO de redes
SO distribuido
Imagem do sistema Sistema como
conjunto de
máquinas
Fornece a ideia de
máquina virtual
Autonomia
Sistemas
independentes
Gerenciamento de
redes
Sistema de
arquivos tolerância
a falhas
Podem ser
São iguais perda de
diferentes perda de desempenho
funcionalidades
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