Sistemas Operativos De Grande Porte

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Sistemas Operativos De Grande Porte

  1. 1. Sistemas Operativos de Grande Porte objectivos e características Tecnologias Informáticas – 12º Agrupamento Vertical de Escolas de Castelo de Paiva 2008/2009 Artur Ramísio
  2. 2. Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Partilha de dispositivos, dados e programas em grande quantidade </li></ul><ul><li>Possuem: </li></ul><ul><ul><li>Elevadas capacidades de processamento, armazenamento e comunicação com diferentes dispositivos de I/O </li></ul></ul><ul><ul><li>Preparação para trabalharem ininterruptamente em ambientes de elevada exigência e disponibilidade total dos servidores </li></ul></ul>
  3. 3. Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Instalação em salas especiais com: </li></ul><ul><ul><li>Monitorização 24h/dia </li></ul></ul><ul><ul><li>Alimentação permanente </li></ul></ul><ul><ul><li>Ar condicionado </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistemas de detecção e extinção de fogo </li></ul></ul><ul><ul><li>Segurança permanente </li></ul></ul><ul><ul><li>Muitos terabytes de armazenamento </li></ul></ul><ul><ul><li>Capacidade para ligar milhares de terminais directamente aos servidores ou através de redes </li></ul></ul>
  4. 4. Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Utilizados em: </li></ul><ul><ul><li>Médias e grandes empresas </li></ul></ul><ul><ul><li>Áreas comerciais, de armazenamento e de fabrico </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bancos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Fábricas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Empresas de transporte aéreo e terrestre </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Grandes superfícies comerciais </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Universidades </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul></ul>
  5. 5. Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Pelo grande volume de informação que processam, são utilizados em 2 grandes grupos: </li></ul><ul><ul><li>Estabelecimentos educacionais </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Universidades </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Empresas </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Bancos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Fábricas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Empresas de transporte aéreo e terrestre </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Grandes superfícies comerciais </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul></ul>
  6. 6. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>O SO diferencia-se dos restantes pela capacidade de I/O </li></ul><ul><ul><li>Servidores com grande quantidade de discos rígidos com enorme capacidade de armazenamento </li></ul></ul><ul><ul><li>Sistemas multiutilizador e multitarefa </li></ul></ul>
  7. 7. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Oferecem serviços de exploração do tipo batch (lote), tempo real e interactivo </li></ul>
  8. 8. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>Sistemas Batch </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Agrupamento de programas com as mesmas características, executados numa sequência sem a intervenção do operador </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Manutenção de vários programas em memória em simultâneo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tempo de CPU distribuído entre os programas residentes em memória </li></ul></ul></ul>
  9. 9. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>Sistemas de tempo real </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Usados para controlar um dispositivo numa aplicação dedicada </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Experiências científicas </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Imagens médicas </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Controlo de processos industriais </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Robótica </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Aviação </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Em muitas situações os dados são recolhidos por sensores e enviados ao computador, analisados e executadas acções correspondentes </li></ul></ul></ul>
  10. 10. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>Sistemas de tempo compartilhado ou interactivo </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permite que vários utilizadores remotos executem tarefas em simultâneo num computador, existindo interacção entre utilizadores e o sistema </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Há partilha do processador, da memória e dos periféricos </li></ul></ul></ul>
  11. 11. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Processo e prioridades </li></ul><ul><ul><li>Processo – pode ser entendido como um programa em execução, mas o seu conceito é mais abrangente </li></ul></ul><ul><ul><li>Cada utilizador tem a impressão de possuir o processador exclusivamente para si </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Processador executa a tarefa de um utilizador durante um intervalo de tempo ( time-slice ) e no instante seguinte processa outra tarefa </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Em cada troca é preciso que o sistema preserve todas as informações das tarefas interrompidas </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>A estrutura que assegura a manutenção das informações chama-se processo </li></ul></ul></ul>
  12. 12. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><li>Cada processo tem um conjunto de propriedades </li></ul><ul><ul><li>Identificador ( PID – Process Idfentifer ) </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Atribuído pelo SO na operação de criação </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Permite referenciar o processo nas operações que actuam sobre ele </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Programa </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Cada processo executa um programa que deverá ter sido carregado a partir de um ficheiro executável </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>O nome do ficheiro executável não identifica o processo porque outros processos podem estar a partilhar o mesmo código </li></ul></ul></ul>
  13. 13. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Espaço de endereçamento </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>É exclusivo de um processo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tem reservado inicialmente o código do programa, uma zona para dados e outra para a stack (pilha) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>São dinâmicas, podendo modificar-se com a execução do processo </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>O SO mantém no núcleo, para cada processo, uma zona de memória para guardar informações de gestão do sistema a que o utilizador não tem acesso </li></ul></ul></ul>
  14. 14. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Prioridade </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>É definida importância que o sistema dá a cada processo, pelo que há necessidade de definir prioridades para determinar a comutação do processador </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Pode ser fixa, definida na sua criação, ou dinâmica </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Processo-pai </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Um processo pode criar um processo-filho ou subprocesso </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Quando um processo-pai é eliminado são eleiminados todos os processos-filhos nele criados </li></ul></ul></ul>
  15. 15. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Segurança </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Um processo em execução tem de estar associado a um utilizador que pode ser responsabilizado pelos seus actos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Os utilizadores são identificados pelo User Identifer – UID que é guardado no núcleo do processo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>O utilizador pode pertencer a um grupo de utilizadores, o qual tem também a identificação através do Group Identifer – GID </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Os utilizadores e os grupos são associados ao processo através de um mecanismo de autenticação controlado pelo SO, executando uma operação chamada autorização e que valida os direitos do utilizador sobre um recurso </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>A autorização baseia-se numa Matriz de Direitos de Acesso que indica os direitos de utilizador relativamente à execução de operações e aos objectos sob o controlo do sistema </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Para um dado objecto a matriz define a Lista de Direitos de Acesso </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Os direitos de utilizador contidos na Matriz designa-se por capacidade </li></ul></ul></ul></ul>
  16. 16. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Canais de Entrada / Saída, Ficheiros </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Para a execução de um processo é necessário utilizar recursos do sistema </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Entrada / saída </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Ficheiros </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Mecanismos de sincronização de processos </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Mecanismos de comunicação com outros processos </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>… </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>O SO materializa o processo através de uma estrutura chamada bloco de controlo de processo ( Process Control Block – PCB ) </li></ul></ul></ul>
  17. 17. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Canais de Entrada / Saída, Ficheiros </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>A execução do processo pasa por vários estados: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>New - processo é recém-criado </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Read - processo pronto a ser executado </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Running - processo a utilizar o procesador </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Blocked - processo inactivo à espera que: </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Termine uma operação de I/O </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Outro processo liberte recursos </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Não possuir recursos na memória principal </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Exit - processo terminado </li></ul></ul></ul></ul>
  18. 18. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Canais de Entrada / Saída, Ficheiros </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Os processos podem ser classificados de acordo com o tipo de processamento que realizam: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>CPU-Bound </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Quando passa a maior parte do tempo no estado de execução – a utilizar o processador (p.e., nas ciências matemáticas ou científicas) </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>I/O-Bound </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Quando passa a maior parte do tempo no estado de espera, pois realiza um elevado nº de operações de E/S </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li>Tipo de processo mais encontrado em aplicações comerciais, baseadas em leitura, processamento e gravação </li></ul></ul></ul></ul></ul>
  19. 19. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Memórias e gestão </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Nos sistemas multitarefa podem residir vários programas em simultâneo na memória, sendo cada um executado durante um determinado tempo </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Para que não haja intrusão de um processo na memória de outro processo, há mecanismos de hardware para implementar protecções </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Um dos mecanismos é o da utilização de registadores-base e limite que indicam os limites superior e inferior do processo </li></ul></ul></ul></ul>
  20. 20. Características dos sistemas de grande porte – mainframes <ul><ul><li>(Cont.) </li></ul></ul><ul><ul><li>Terminal </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Periférico que se liga a um computador central e ao qual podem estar ligados vários dispositivos </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>Tipo de terminais: </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Terminais estúpidos – só transmitem directamente os dados nele introduzidos </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Terminais espertos – contém um processador capaz de realizar algumas tarefas de processamento pré-definidas, podendo o utilizador controlar a informação introduzida, antes de a enviar para o processador central </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Terminais inteligentes – terminais ou consolas que além de estarem ligadas ao processador central têm também um processador próprio, garantindo alguma autonomia ao utilizador </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Consola </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Conjunto de um monitor e um teclado de um computador ou de um terminal </li></ul></ul></ul>
  21. 21. Bibliografia <ul><li>Sá, J. Paulo, Rui Carvalho e Teotónio Silva (2006). Tecnologias Informáticas – 12º Ano . Porto: Porto Editora </li></ul>

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