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Sumário
Revisão da aula anterior Tipos de SO
Fortaleza-2012
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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.
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Classificação
Fortaleza-2012
Tipos de SistemasOperacionais
SistemasMonoprogramáveis / Monotarefa
SistemasMultiprogramáveis / Multitarefa
Sistemas comMúltiplosProcessadores
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Fortaleza-2012
Monoprogramável ou MonotarefaAlém do S.O., apenas uma aplicação reside na memória em cada instante;
Multiprogramável ou MultitarefaVários processos compartilham memória e uma única Unidade Central de Processamento (CPU), simulando a execução de tarefas “simultâneas”;
MultiprocessadosVários processos compartilham a memória, podendo ter dois ou mais processos em execução simultânea (um em cada processador).
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Fortaleza-2012
Monoprogramável ou 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;
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Fortaleza-2012
Monoprogramável ou Monotarefa
UCP
Memória
Dispositivosde E/S
Programa /Tarefa
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Monoprogramável ou 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
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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.
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Fortaleza-2012
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;
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11
UCP
Memória
Dispositivosde E/S
Programa /Tarefa
Programa /Tarefa
Programa /Tarefa
Programa /Tarefa
Multiprogramáveis ou multitarefas
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12
Solicitação de Entrada/Saída (E/S)Processo solicita `a chamadade Sistema
Término de Entrada/Saída (E/S)Dispositivo envia aInterrupção.
Multiprogramáveis ou multitarefas
Como ocorre o tratamento da interrupções???
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13
Multiprogramáveis ou multitarefas
Ao ocorrer uma interrupção:
1. 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.
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14
Multiprogramáveis ou multitarefas
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15Sistemas Operacionais
SistemasMultiprogramáveis / Multitarefa
SistemasBatch
Sistemas deTempo Compartilhado
Sistemas deTempo Real
CLASSIFICAÇÃO
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16Sistemas Operacionais
SistemasBatch
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.
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17Sistemas Operacionais
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.
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18Sistemas Operacionais
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
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19Sistemas Operacionais
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.
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20Sistemas Operacionais
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???
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21Sistemas Operacionais
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.
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22Sistemas Operacionais
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.
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23Sistemas Operacionais
Tempo Real
Semelhantes em implementação aos sistemas de tempocompartilhado; Diferem no tempo de resposta exigido no processamento dasaplicações; Não existe a ideia de fatia de tempo; Detenção do processador pelo tempo necessário, ou até que umprograma prioritário o solicite; Controlado pela propria aplicação 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.
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Sistemas Operacionais 24
Sistemas com Múltiplos Processadores
SistemasFortementeAcoplado
SistemasFracamenteAcoplado
SistemasSimétricos
SistemasAssimétricos
SistemasOperacionaisde Rede
SistemasOperacionaisDistribuídos
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Sistemas Operacionais 25
DefiniçãoPossuem 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 deEntrada/Saída (E/S); Podem compartilhar o mesmo sistema operacional ou cada um
pode possuir o seu próprio sistema.
Multiprocessadores
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Sistemas Operacionais 26
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.
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Sistemas Operacionais 27
Sistemas Fortemente Acoplado
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Sistemas Operacionais 28
Sistemas Fortemente Acoplado– Assimétricos:
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Sistemas Operacionais 29
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;
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Sistemas Operacionais 30
Sistemas Fortemente Acoplado– Simétricos
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Sistemas Operacionais 31
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);
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Sistemas Operacionais 32
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.
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Sistemas Operacionais 33
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.
![Page 34: Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062404/552fc140497959413d8dea65/html5/thumbnails/34.jpg)
Sistemas Operacionais 34
Sistemas Fracamente Acoplado
![Page 35: Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062404/552fc140497959413d8dea65/html5/thumbnails/35.jpg)
Sistemas Operacionais 35
Sistemas Fracamento Acoplado– Características:
Comunicação por redes de computadores;
cada sistema computacional possui seu próprio SO gerenciando seu recurso;
Processamento distribuído.
![Page 36: Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062404/552fc140497959413d8dea65/html5/thumbnails/36.jpg)
Sistemas Operacionais 36
Sistemas Fracamento Acoplado– SO de redes:
Cada nó possui seu próprio Sistema Operacional (SO), além de hardware e softwarePossibilitam ao sistema ter acesso o outros nós da rede.
Cada nó é totalmente independente um do outroPodem ter sistemas operacionais diferentes.
Tolerância á falhasSe uma estação falhar, a rede continua funcionando sem os recursos daquela que falhou.
ObjetivoA ideia é prover o compartilhamento de recursos e troca de informações..
![Page 37: Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior juniorcs09@gmail.com Fortaleza-2012](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062404/552fc140497959413d8dea65/html5/thumbnails/37.jpg)
Sistemas Operacionais 37
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 é como se não existisse uma rede decomputadores
DinâmicaPossibilidade de balanceamento de carga.
FuncionamentoPara o usuário e suas aplicações e como se não existisse uma rede decomputadores e sim um único sistema centralizado.
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Sistemas Operacionais 38
Sistemas– Comparativo:
Características SO de redes SO distribuido
Imagem do sistema Sistema como conjunto de máquinas
Fornece a ideia de máquina virtual
Autonomia Sistemas independentes
Gerenciamento de redes
Sistema de arquivos tolerância a falhas
Podem ser diferentes perda de funcionalidades
São iguais perda de desempenho