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Sistemas operativos de grande porte
 

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    Sistemas operativos de grande porte Sistemas operativos de grande porte Presentation Transcript

    • Sistemas Operativos 11º ano – 2011-2012Sistemas Operativos de GRANDE PORTE Curso Profissional de Técnico de Gestão e Programação de Sistemas Informáticos
    • Conceitos básicosObjectivos dos sistemas de grande porteQuando os objectivos dos sistemas informáticos existentes numdeterminado local são a partilha de dispositivos, dados e programasem grande quantidade, existe a necessidade de utilizar servidoresde resposta rápida e eficaz a todos os pedidos dos váriosutilizadores.Estes sistemas possuem mainframes, i.e, computadores de grandeporte, com capacidades elevadas de processamento, dearmazenamento e de comunicação com diferentes dispositivos de I/O.Estes sistemas estão preparados para trabalharemininterruptamente em ambientes de elevada exigência, com umadisponibilidade total. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 2
    • Objectivos dos sistemas de grande porte (cont.)Os mainframes são instalados em DataCenters que são salasespeciais, dotadas de sistemas de monitorização 24 horas por dia,alimentação ininterrupta com apoio de diversos sistemas de backupde energia, climatização, sistema de detecção e extinção deincêndios e acessos condicionados.Nos sistemas de grande porte podemos ter máquinas servidorascom vários processadores e muitos terabytes de armazenamento.Eles permitem a ligação de milhares de utilizadores, através demilhares de terminais que podem estar ligados directamente aosservidores ou por meio de redes. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 3
    • Objectivos dos sistemas de grande porte (cont.)Fundamentalmente, os sistemas de grande porte justificam-sequando existe uma grande necessidade de vários utilizadoresacederem simultaneamente a bases de dados complexas e comgrandes volumes de informação.A sua utilização pode situar-se em dois grandes grupos:- em estabelecimentos educacionais, como por exemplo asuniversidades, as quais possuem bases de dados complexas parainvestigação científica ou para a sua própria estrutura organizativa;- em empresas. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 4
    • Características dos sistemas de grande porteUm sistema operativo de grande porte diferencia-se dos restantespela capacidade de dispositivos de entrada e saída, existindo,normalmente, servidores com grande quantidade de discos rígidos eelevada capacidade de armazenamento.São sistemas multiutilizador e multitarefa (multiprogramação). Sistemas Operativos Prof. António Pereira 5
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Sistemas batch, tempo real e interactivoNos sistemas batch os programas com a mesma característica, sãoagrupados e executados numa sequência, sem a intervenção dooperador, e vários programas são mantidos na memória ao mesmotempo, sendo o tempo de CPU distribuído entre os programasresidentes na memória.Os sistemas de tempo real são usados para controlar umdispositivo numa aplicação dedicada, como, por exemplo, nocontrolo de experiências científicas, imagens médicas, processosindustriais, na robótica, etc. Em muitos destes sistemas, os dadossão recolhidos por sensores e enviados ao computador, sendoobtidas respostas após processamento desses mesmos dados. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 6
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Sistemas batch, tempo real e interactivoOs sistemas de tempo compartilhado ou interactivo permitemque vários utilizadores remotos executem as suas tarefassimultaneamente num computador, existindo, assim, interacção dosutilizadores com o sistema. O processador, a memória e osperiféricos são partilhados. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 7
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridadesA estrutura responsável pela manutenção de todas as informaçõesnecessárias à execução de um programa, como o conteúdo dosregistos e espaço de memória, chama-se processo.Um sistema multitarefa simula um ambiente monoprogramávelpara cada utilizador, i.e, cada utilizador do sistema tem a impressãode possuir o processador exclusivamente para si.Nesses sistemas, o processador executa a tarefa de cada um dosutilizadores durante um intervalo de tempo (time-slice) e, noinstante seguinte, está a processar outra tarefa. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 8
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridades Sistemas Operativos Prof. António Pereira 9
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridadesCada processo contém, entre outros, o seguinte conjunto depropriedades mais importantes: · Identificador - Cada processo tem um identificador único (PID –Process Identifier), atribuído pelo sistema operativo na operação decriação;· Programa - Cada processo executa um programa que deverá tersido carregado em memória a partir de um ficheiro executável;· Espaço de Endereçamento - É exclusivo de um processo e garanteo isolamento em relação a outros processos; Sistemas Operativos Prof. António Pereira 10
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridades· Prioridade - A importância atribuída a um processo poderá advir danecessidade de executar uma tarefa mais rapidamente ou danecessidade de responder a estímulos externos;· Processo – Pai - Um processo pode criar outros processos demaneira hierárquica. Como consequência dessa estrutura, caso umprocesso deixe de existir, os processos-filhos subordinados sãoeliminados. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 11
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridades· Segurança – Um processo em execução tem de estar associado aum utilizador que pode ser responsabilizado pelos seus actos. Outilizador e o(s) respectivo(s) grupo(s) são associados ao processoatravés de um mecanismo de autenticação controlado pelo sistemaoperativo que, para validar os direitos de acesso de um processo aum objecto, executa uma operação designada por autorização. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 12
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Noção de processo e prioridades· Canais de Entrada/Saída, Ficheiros - Para se executar umprocesso é necessário utilizar recursos do sistema, tais como: canaisde I/O, ficheiros, mecanismos de sincronização e de comunicaçãocom outros processos, etc.O sistema operativo materializa o processo através de uma estruturachamada bloco de controlo de processo (Process Control Block) aqual fornece todas as informações sobre o processo. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 13
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Durante a sua execução, um processo passa por diversos estados,reflectindo o seu comportamento dinâmico. Eles são:New – processo recém-criado;Ready – processo pronto a ser executado;Running – processo a utilizar o processador;Blocked – processo inactivo à espera que: - termine uma operação de I/O; - outro processo liberte recursos; - devido à ocorrência de uma falha do sistema em aceder a dados da memória, não possui recursos na memória principal;Exit – processo terminado. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 14
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Admit - processo admitido; Dispatch - envio, expedição, eficiência;Timeout - tempo de espera/inactividade; Release - Processo libertado;Event Wait - à espera que um determinado acontecimento tenha lugar/se verifique;Event Occurs - ocorreu um determinado acontecimento; Sistemas Operativos Prof. António Pereira 15
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.)Bound - preventing leaving; Sistemas Operativos Prof. António Pereira 16
    • Características dos sistemas de grande porte (cont.) Sistemas Operativos Prof. António Pereira 17
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMCaracterísticas do AS/400 – Application SystemO AS/400 é a arquitectura utilizada pela IBM (actualmentedesignada por iSeries) para sistemas de tamanho médio e foi criadaem 20 de Junho de 1988 para substituir a família System/3x.Tal como os seus antecessores, o AS/400 é um sistemamultiutilizador.Ao longo dos anos a IBM tem convertido o AS/400 de um sistemacentrado no servidor, com terminais ligados ao servidor, para umsistema centrado em aplicações, que já permite que dados eprogramas possam estar em sistemas separados. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 18
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMCaracterísticas do AS/400 – Application System (cont.)Hoje em dia o AS/400 é muito utilizado como servidor de base dedados, seguindo a filosofia cliente-servidor. Ele já possui umaversão da base de dados relacional DB/2, integrada no seu sistemaoperativo.O AS/400 também é muito utilizado em redes de PC, uma vez queexistem componentes para ligá-lo a praticamente qualquer outrosistema, de PC a estações RISC com Unix.Este sistema integra não só o hardware, como também o software,a segurança, uma base de dados, máquina virtual Java, Web Servere outros componentes. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 19
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMCaracterísticas do AS/400 – Application System (cont.)Adaptabilidade - esta arquitectura é extremamente adaptável,podendo incorporar facilmente novas tecnologias. Está desenhadade modo a que haja uma separação muito profunda entre ohardware e o software, assim, as mudanças de uma destascomponentes afectam o menos possível a outra.Simplicidade - este sistema é simples de utilizar.Custo de compra - Como os sistemas vêm inteiramente montadoscom todos os componentes de hardware necessários para um bomdesempenho, são considerados pela IBM como de baixo custo. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 20
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMCaracterísticas do AS/400 – Application System (cont.)Flexibilidade - os sistemas fornecem um ambiente flexívelpermitindo funcionar simultaneamente com todas as aplicações deOS/400, de Unix, de Linux, de Windows NT, etc.Desempenho - o desempenho é elevado devido a um grande poderde processamento e a uma boa gestão da memória e dos processosde I/O.Segurança e disponibilidade - os modelos AS/400 mais avançadospossuem várias características de segurança, como RAID, areparação de unidades de disco e até de fontes de alimentação como sistema em utilização. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 21
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMCaracterísticas do AS/400 – Application System (cont.)Conectividade – é possível a conexão, por TCP/IP, ao servidor e,assim, fazer todo o tipo de trabalho sobre o mesmo.Base de Dados - possui integrada uma base de dados relacionalchamada DB2/400. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 22
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMOrganização em camadas Sistemas Operativos Prof. António Pereira 23
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMBlocos principais do AS/400 Sistemas Operativos Prof. António Pereira 24
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMOrganização de objectosO AS/400 é um sistema baseado em objectos. Tudo o que existe nosistema (terminais, impressoras, ficheiros, etc.) e que pode serguardado ou obtido é um objecto.Um objecto combina dados e métodos válidos para os utilizar numasó entidade. Deste modo, os objectos permitem que os utilizadoresfaçam o seu trabalho sem terem de intervir directamente nofuncionamento da máquina.Um objecto é constituído por um conjunto de atributos que odescreve, tais como o nome, o tipo, o tamanho, a data em que foicriado e o nome da biblioteca na qual foi armazenado. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 25
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMOrganização de objectos (cont.)As bibliotecas ou livrarias são um exemplo de objectos.Uma biblioteca pode conter tudo o que é manipulável dentro dosistema. O conceito é semelhante ao das directorias que existemnos sistemas operativos Unix e Windows, mas uma biblioteca emAS/400 só permite um nível, ou seja, não é possível haver umabiblioteca dentro de outra.Numa mesma biblioteca, diferentes objectos podem ter omesmo nome desde que tenham tipos diferentes. Embibliotecas distintas poderemos ter objectos com o mesmonome e o mesmo tipo. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 26
    • O Sistema de Aplicação 400 da IBMOrganização de objectos (cont.)É importante saber que os objectos não estão fisicamentearmazenados numa biblioteca, mas sim que uma biblioteca contémnomes e endereços desses objectos. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 27
    • O Sistema Vax/VMSEvolução dos sistemas VAX até ao OpenVMSNo início dos anos 70, o aparecimento dos minicomputadoresmodificou o panorama da indústria de computadores.A Digital Equipment Corporation (DGA) e a Data General (DG)são duas das empresas originadas pelo aparecimento dosminicomputadores.A DGA está ligada ao aparecimento de duas gerações de máquinas:o PDP-11 e o VAX. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 28
    • O Sistema Vax/VMSEvolução dos sistemas VAX até ao OpenVMS (cont.)O VMS (Virtual Memory System) é um sistema operativo da famíliade computadores VAX (Virtual Address eXtension) que pretendeuoferecer sobre um minicomputador com uma arquitecturasofisticada, um sistema operativo multiutilizador adaptado aotrabalho interactivo.Tipos de utilizaçãoO grande sucesso do OpenVMS deve-se à sua utilização emambientes bastante diversos, nomeadamente científicos, industriaise até comerciais.Foi projectado para plataformas RISC e CISC, é multiutilizador,multiprogramável e pode ter utilização em tempo real ou partilhado. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 29
    • O Sistema Vax/VMSEstrutura do sistemaA estrutura do OpenVMS consiste em quatro camadas concêntricas,variando da mais privilegiada (kernel) para a menos privilegiada(user). Sistemas Operativos Prof. António Pereira 30
    • O Sistema Vax/VMSProtecção e modos de acessoO mecanismo básico de protecção tem uma estrutura hierárquicadefinindo vários níveis de protecção designados por Modo deAcesso ao Processador (Access Mode).O acesso a ficheiros, canais de E/S, operações sobre outrosprocessos, é validado poruma palavra de protecçãoUser Identification Code– UIC, que se encontraassociada ao processo. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 31
    • O Sistema Vax/VMSEstados de um processoOs processos passam por diferentes estados, sendo que, no OpenVMS, são atribuídos os seguintes nomes aos diferentes estados:Execução (CURrent) – o estado de execução (CUR), o processoestá a ser executado;Pronto (COMputable) – o estado de pronto (COM), o processoaguarda pela execução;Computable outswapped (COMP) – o processo aguarda a suaexecução fora da memória principal;Espera (Wait) – o estado de espera indica que o processo aguardapor algum evento ou recurso do sistema para continuar a suaexecução. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 32
    • O Sistema Vax/VMSFicheiros e directóriosEm OpenVMS é utilizado o formato de ficheiros próprio, denominadoFiles-11 ODS (On – Disk Structure Level 2).Todos os ficheiros e directórios no sistema de ficheiros Files-11fazem parte de um ou maisdirectórios numa estruturahierárquica que começa nodirectório raiz, denominadaMaster File Directory – MFD. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 33
    • O Sistema Vax/VMSFicheiros e directóriosO Sistema Operativo pode aceder a um ou mais discos, contendocada um deles um sistema de ficheiros completamenteindependente, podendo ser discos locais ou partilhados.O formato de um ficheiro é o seguinte: Nó::Disco:[Directório…]nome.extensão;versão Sistemas Operativos Prof. António Pereira 34
    • O Sistema Vax/VMSComandos DLCA camada supervisor do OpenVMS fornece um programadenominado Command Language Interpreter – CLI, que serve deinterface entre os utilizadores e o SO. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 35
    • O Sistema Vax/VMSComandos DLC mais utilizados Sistemas Operativos Prof. António Pereira 36
    • O Sistema Vax/VMSComandos básicoslogin e logout ; ($ logout <return>)help; ($ help nome_do_comando)password; ($ set password <return>)show; ($ show terminal - mostra as características do sistema $ show users - mostra os utilizadores que estão no sistema $ show time - mostra a data e a hora) Sistemas Operativos Prof. António Pereira 37
    • O Sistema Vax/VMSComandos para ficheiros e directóriosNo sistema OpenVMS os ficheiros têm uma especificação quepermite a sua identificação de uma forma clara. path nomeficheiro.tipo versãodoficheiro Sistemas Operativos Prof. António Pereira 38
    • O Sistema Vax/VMSComandos para ficheiros e directórios Sistemas Operativos Prof. António Pereira 39
    • O Sistema Vax/VMSComandos para ficheiros e directórios$ set default [.vms] – torna o directório .vms no directório detrabalho;$ directory – lista o conjunto de ficheiros contidos num directório;$ create exemplo.txt – cria o ficheiro exemplo.txt. Ctrl + Z termina ocomando;$ append <origem1>,<origem2> <destino> - adiciona o conteúdode um ou mais ficheiros de entrada num ficheiro de saída jáexistente; Sistemas Operativos Prof. António Pereira 40
    • O Sistema Vax/VMSComandos para ficheiros e directórios$ differences <ficheiro1> <ficheiro2> - compara o conteúdo dedois ficheiros e lista a diferença entre eles;$ merge <origem1>,<origem2> <destino> - combina dois ou maisficheiros ordenados e grava o resultado num ficheiro de saída<destino>;$ sort <origem1> <destino> - ordena os registos de um ficheiro deentrada gravando-os ordenadamente num ficheiro de saída. Sistemas Operativos Prof. António Pereira 41
    • «O que sabemos é uma gota de água, o que ignoramos é um oceano.» Sir Isaac NewtonSistemas Operativos Prof. António Pereira 42
    • «Experiência é o nome que nós damos aos nossos próprios erros.» Oscar Wilde Sistemas Operativos Prof. António Pereira 43
    • «One can´t be forever dwelling on what might have been.»Sistemas Operativos Prof. António Pereira 44
    • «Pensar é o trabalho mais árduo que existe.Talvez essa seja a razão pela qual há tão poucas pessoas a fazê-lo.» Henry Ford (1863-1947) Empresário Norte-Americano (Fundador da Ford Motor Company) Sistemas Operativos Prof. António Pereira 45
    • «A educação visa melhorar a natureza dohomem, o que nem sempre é aceite pelo interessado.» Carlos Drummond de Andrade (1902-1987) Poeta e escritor brasileiro Sistemas Operativos Prof. António Pereira 46