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II Material de Apoio Sistemas Operacionais
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II Material de Apoio Sistemas Operacionais

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  • 1. Sistemas Operacionais Aula II – Tipos de SO Adilson Marques
  • 2. Sistemas Operacionais
    • Monoprogramável / Monotarefa
    • Características
      • -Apenas uma Tarefa executada 1 Operador (1 usuário) tem acesso à máquina
      • -Sistemas Dedicados para Tarefa fim
    • Vantagens
      • -Todos os recursos ficam a disposição da tarefa
    • Desvantagens
      • -Recursos passam muito tempo ociosos
      • -Sem recursos de Segurança
  • 3. Sistemas Operacionais
    • Mainframe
    • Sistemas de Processamento de Lotes ( Batch )
      • -Lote de várias tarefas é organizado no dispositivo de entrada
      • -Tarefas são lidas e processadas seqüencialmente na ordem
      • -Reduz o tempo de configuração agrupando tarefas semelhantes
      • -Maior eficiência para uma única tarefa
      • -CPU ociosa
        • -Velocidade dos dispositivos mecânicos de I/O são menores que os dispositivos eletrônicos
  • 4. Sistemas Operacionais
    • Mainframe
    • Sistemas Batch Multiprogramados
      • -Várias tarefas são mantidas na memória e processador é “multiplexado” entre elas
      • -Uso contínuo do processador
      • -Atrasos na execução individual
      • -Requer sistema de prioridade:
      • Escalonamento de tarefas
  • 5. Sistemas Operacionais
    • Multiprogramável / Multitarefa
    • Características
      • -Série de trabalhos executados simultaneamente
      • -Compartilhando os recursos
    • Vantagens
      • Aumento de Produtividade
      • Redução de Custos
    • Requisitos do Sistema
      • Definição das Rotinas de E/S
      • Gerenciamento de Memória
      • Agendar CPU para as tarefas prontas para execução
      • Alocar dispositivos
  • 6. Sistemas Operacionais
    • Sistemas de Tempo Compartilhado
    • Computação Interativa
      • -Interação de vários usuários com o sistema
      • -Reserva de tempo ( Time-Slice ) para cada usuário
      • -Uma tarefa (um usuário) alterna na memória do sistema
      • -Necessita sistema on-line para acesso dos usuários
      • -Quantidade de trabalhos limitado por configuração
      • -Maior Produtividade
      • -Menor Custo de utilização do sistema
  • 7. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Desktop
    • Computadores pessoais
      • -computador dedicado a um único usuário
    • Dispositivos de E/S
      • -teclados, mouses, monitores, impressoras
      • -Conveniência e responsabilidade do usuário
    • Tecnologia de SO “maiores”
      • -Podem adotar tecnologia desenvolvida para SO maiores
      • -Podem executar vários tipos diferentes de sistemas operacionais
      • (Windows, MacOS, UNIX, Linux)
      • -Os usuários normalmente fazem um único uso do computador
  • 8. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Paralelos
    • Sistemas Multiprocessados
      • -Sistemas com mais de uma CPU em perfeita comunicação
      • -Tempo de Processamento total é maior que a soma das partes
      • (Sistema de Controle de Processamento)
    • Fator Chave
      • -Forma de Comunicação
      • -Grau de Compartilhamento de Memória e Dispositivos de E/S
  • 9. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Paralelos
    • Sistemas Fortemente Acoplados ( Tightly Coupled )
      • -os processadores compartilham barramento, memória e clock
      • -comunicação ocorre através da memória compartilhada
    • Concorrência
      • -Processadores acessando o mesmo espaço de memória
    • Vantagens do Sistema Multiprocessado:
      • -Maior produção ( Throughput )
        • Mais processadores executam mais tarefas em menos tempo
        • Cuidado! Aumento da velocidade de n processadores < n !
      • -Economia
        • Custo de processador inferior ao custo do computador
      • -Maior confiabilidade ( Sistema Tolerante a Falha )
        • Degradação controlada
  • 10. Sistemas Operacionais
    • Multiprocessamento Assimétricos
    • Sistemas Fortemente Acoplados Assimétricos
      • -Uma tarefa específica é atribuída a cada processador
      • -Mais comum em sistemas extremamente grandes
    • Mestre / Escravo
      • -Só o Processador Mestre executa o SO
      • -Um processador mestre escalona e aloca trabalho para os processadores escravos
    • Ineficiente
      • -Número excessivo de Interrupções do processador escravo
      • -Se o Mestre falhar, sistema inoperante
  • 11. Sistemas Operacionais
    • Multiprocessamento Simétricos (SMP)
    • Sistemas Fortemente Acoplados Simétricos
      • -Cada processador executa uma cópia idêntica do SO
      • -Muitos processos podem ser executados ao mesmo tempo sem queda do desempenho
      • -A maioria dos sistemas operacionais modernos suporta SMP
    • Características
      • -Sem Hierarquia entre Processadores
      • -Recursos compartilhados
      • -SO responsável pelo gerenciamento
    • Mais Poderoso que Assimétricos
      • -Melhor Distribuição da carga de Trabalho e Operações de E/S
      • -Se um processador falhar, outro processador assume a tarefa
  • 12. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Distribuídos
    • Sistemas Fracamente Acoplados ( Loosely Coupled )
      • -Distribuem a computação entre vários processadores físicos
      • -Cada processador possui sua própria memória local
      • -Processadores se comunicam através de linhas de comunicação
        • barramento de alta velocidade ou linhas telefônicas
    • Requerem infra-estrutura de rede
      • -Redes locais (LANs) ou redes de longa distância (WANs)
      • -Podem ser sistemas cliente-servidor ou peer-to-peer
    • Padrões
      • DCE – Distributed Computing Environment
      • CORBA – Common Object Request Broker Architecture
      • OLE – Object Linking and Embedding
  • 13. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Distribuídos
    • Sistemas Operacionais de Rede
      • -Fornece recursos através da rede
      • -Troca de mensagens entre computadores
      • -Atua independente dos outros computadores da rede
    • Sistemas Operacionais Distribuídos
      • -Menos autônomo
      • -SO interagem o suficiente para dar a impressão de um único SO
    • Vantagens dos Sistemas Distribuídos
      • -Compartilhamento de recursos
      • -Computação mais rápida
        • Compartilhamento de carga
      • -Segurança
        • Capacidade de Redundância – Sistema de Tolerância a Falhas
  • 14. Sistemas Operacionais
    • Sistemas em Cluster
    • Sistema de Compartilhamento de Armazenamento
      • -Permite que dois ou mais sistemas compartilhem armazenamento
      • -Computadores de rede que funcionam como Sistemas Paralelos
      • -Arquitetura Intermediária entre Computação Distribuída e Multiprocessamento
      • -Fornecem alta confiabilidade
        • Tolerância à falhas
    • Clustering assimétrico
      • -um servidor executa a(s) aplicação(ções) enquanto os outros ficam em espera
    • Clustering simétrico
      • -todos os hosts estão executando a(s) aplicação(ções)
  • 15. Sistemas Operacionais
    • Sistemas de Tempo Real
    • Definidos pelos Requisitos de Tempo do Sistema
      • -Restrições de bem definidas e Tempo de Resposta rígido
      • -Aloca recursos para o processo de maior prioridade – sempre
      • -Monitoramento de Sistemas Críticos
    • Dispositivo de controle em uma aplicação dedicada
      • -experiências científicas de controle
      • -sistemas de geração de imagens médicas
      • -sistemas de controle industrial
      • -alguns sistemas de vídeo ...
    • Máxima confiabilidade com mínimo de intervenção humana
      • -Nem sempre é possível utilizar time-slice
  • 16. Sistemas Operacionais
    • Sistemas de Tempo Real
    • Tempo Real Rígido (ou Crítico )
      • -Limites de tempo obedecidos de maneira rígida
      • -Armazenamento secundário limitado ou ausente
        • Dados armazenados na memória de curta duração ou ROM
      • -Conflitos com Sistemas de Tempo Compartilhado
        • Não suportados pelos SOs de finalidade geral
      • -Tarefas críticas que não permitem atraso
      • Atrasos tem dano significativo
    • Tempo Real Flexível (ou Não Crítico )
      • -Integrável com sistemas de tempo compartilhado
      • -Utilidade limitada no controle industrial da robótica
      • -Aplicações que exigem tempos de resposta curtos e não rígidos
        • multimídia, realidade virtual, ...
  • 17. Sistemas Operacionais
    • Sistemas Portáveis
    • Computadores de Mão e Sistemas Embarcados
      • -Personal Digital Assistants (PDAs)
      • -Telefones celulares
    • Desvantagens:
      • -Limitação de Memória e Consumo de Energia
      • -Processadores lentos
      • -Telas pequenas
    • Exemplos
      • -Windows CE ( Consumer Eletronics )
      • -PalmOS
  • 18. Sistemas Operacionais
    • Sistemas de Cartões Inteligentes
    • Dispositivos que contém um chip de CPU
      • -Realizar poucas ou um única função
        • Pagamentos eletrônicos
      • -Normalmente são sistemas proprietários
    • Problemas
      • -Restrições severas de consumo de energia e memória
    • Cartões Inteligentes Orientados à Java
      • -ROM possui um interpretador para a Máquina Virtual Java (JVM)
      • -Alguns podem tratar múltiplas Applets
        • Multiprogramação e conseqüente escalonamento
        • Gerenciamento de Recursos e Proteção
  • 19. Sistemas Operacionais
  • 20. Sistemas Operacionais
    • Ambiente de Computação
    • Computação tradicional
      • -PCs, servidores, acesso remoto limitado
    • Computação baseada na Web
      • -Cliente-servidor e Web Services
      • -Acesso remoto conveniente
      • -Servidores sem local
    • Computação incorporada
      • -A maioria dos computadores
      • (controladores de motores de automóveis, microondas)
      • -Recursos de sistema operacional bastante limitados
      • -Pouca ou nenhuma interface, acesso remoto
  • 21. Sistemas Operacionais
    • Ambiente de Trabalho
    • Descentralizado
      • Cada usuário cuida de seu sistema
        • Equipamento, aplicativos e arquivos
        • Duplicação de Dados, Inconsistências e Redundâncias
        • Maior custo de equipamento, manutenção e operação
    • Centralizado
      • Um computador acomoda os recursos da Organização
        • Terminais remotos (“Burros”)
        • (não necessariamente uma rede)
        • Economia nos custos de equipamento e manutenção
        • Facilidade de gerenciamento, suporte e comunicação
        • Ponto de Falha Único:
        • Se o computador parar, tudo para

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