TIPOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS

1. TIPOS DE SISTEMAS OPERACIONAIS Pablo Viana

2. Tipos de Sistemas Operacionais

3. 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.

4. Sistemas Monoprogramáveis • Estão relacionadas ao surgimento de mainframes e posteriormente a máquinas utilizadas por apenas um usuário. Programa/ Tarefa UCP E/S Memória

5. 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.

6. 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.

7. Sistemas Multiprogramáveis Programa/ Tarefa Programa/ Tarefa UCP E/S Memória Programa/ Tarefa Programa/ Tarefa

8. 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.

9. Sistemas X Usuários

10. Classificação de Processamento

11. 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. Classificação dos Sistemas

18. 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.

19. 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.

20. Sistemas Fortemente Acoplados UCP UCP Memória E/S E/S

21. - 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.

22. - Sistemas Assimétricos

23. - 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.

24. - Sistemas Simétricos UCP UCP E/S SO Usuários

25. - 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.

26. - 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.

27. - 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.

28. - 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.

29. - 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.

30. - 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.

31. - Memória Multiport • Permite acessos simultâneos a um mesmo módulo de memória. • Os acessos simultâneos são realizados através de múltiplas portas.

32. 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.

33. Sistema Fracamente Acoplados Link de Comunicação UCP UCP E/S Memória E/S Memória

34. - 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.

35. - 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.

36. - Sistemas Operacionais Distribuídos

37. - Sistemas Operacionais Distribuídos COMPUTADOR 1 COMPUTADOR 2

38. - 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).

39. - 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.