Sistemas Operacionais

Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012

Sumário Revisão da aula anterior 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. Tipos de SO Fortaleza-2012

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

Monoprogramávelou Monotarefa Além do S.O., apenas uma aplicação reside na memória em cada instante; Multiprogramávelou 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). Fortaleza-2012

Monoprogramávelou 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; Fortaleza-2012

UCP Memória Dispositivos de E/S Programa / Tarefa Monoprogramávelou Monotarefa Fortaleza-2012

Monoprogramávelou 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

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; Fortaleza-2012

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

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???

Multiprogramáveis ou multitarefas Ao ocorrer uma interrupção: 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.

Multiprogramáveis ou multitarefas

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

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.

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.

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

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.

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???

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.

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.

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 propriaaplicação 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.

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

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.

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.

Sistemas Fortemente Acoplado

Sistemas Fortemente Acoplado • Assimétricos:

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;

Sistemas Fortemente Acoplado • Simétricos

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);

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.

Sistemas Fracamente Acoplado

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

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 éprover o compartilhamento de recursos e troca de informações..

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 écomo 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.

Sistemas • Comparativo:

Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012

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