EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO

ARQUITETURA DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS

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CONTEÚDO

Motivação

Computação centralizada

Microcomputadores e redes de computadores

Sistemas distribuídos

Características dos serviços em tempo real (tolerância a retardo, jitter)

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REFERÊNCIA

TANEMBAUM, A. e  STEEN, M., “Sistemas Distribuídos: Princípios e Paradigmas”, 2ª edição, Pearson Prentice Hall, 2007.

COMER , D. , "Redes de Computadores e internet", 4ª edição, Artmed, 2007.

COULOURIS,G.,  DOLLIMORE, J. e KINDBERG, T., “Sistemas Distribuídos: Conceitos e Projetos”, 4a Edição, Bookman, 2007.

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MATERIAL DIDÁTICO : Tanembaum, A. e  Steen, M., “Sistemas Distribuídos: Princípios e Paradigmas”, 2ª edição, Pearson Prentice Hall, 2007.

Capítulo 1 Introdução   19 p.

Capítulo 2 Arquiteturas  22 p.

Silberschatz, A.  e Galvin, P , “Fundamentos de sistemas operacionais”, 8 ª Edição, LTC, 2010.

Cap 16, Sistema de Arquivos distribuídos  12

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MATERIAL DIDÁTICO :

Deitel, H.M, "Sistemas Operacionais", 3 ª edição, Pearson Prentice Hall, 2005.

Cap 18. Sistemas distribuídos e serviços web     32p.

- Comer , D. , "Redes de Computadores e internet", 4ª edição, Artmed, 2007.

capítulo 28 - interação cliente-servidor    12 p.

capítulo 29 - interface de sockets             13p.

capítulo 30 - exemplo de um cliente e de um servidor 12.

Capítulo 38 – RPC e Middleware   11p.

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Motivação

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Frases famosas sobre

· No futuro, os computadores não pesarão mais do que 1,5 tonelada.(Popular Mechanics,1949).

· Penso que há talvez no mundo um mercado para 5 computadores.(Thomas Watson, presidente da IBM, 1943).

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Frases famosas sobre

· Não há nenhuma razão para que alguém queira ter um computador em casa.(Ken Olson, presidente e fundador da Digital Equipment Corp.,1977).

· 640 K é mais do que suficiente para qualquer um.(Bill Gates, presidente e fundador da Microsoft, 1981).

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O que vivemos nos últimos 20 anos ?

Telefonia fixa digital

 Telefonia celular

Internet  (discada e banda larga)

Forno de microondas

TV digital

Portabilidade

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O que esperar para os próximos 20 anos?

Computação em nuvem

Teletransporte

Manipulação genética (mais!)

Elevador espacial

Preços mas acessíveis para telefonia e acesso a internet

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Mudanças comportamentais

Nativo digital: é aquele que nasceu e cresceu com as tecnologias digitais presentes em sua viva (por exemplo: videogames, internet, MP3, iPod, telefone celular, etc). Caracterizam-se principalmente por não necessitar do uso de papel nas tarefas com o computador.

No sentido mais amplo, refere-se a pessoas nascidas a partir da década de 1970 e, geralmente, o termo foca sobre aqueles que cresceram com a tecnologia do século 21.

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Imigrante digital: são membros das gerações mais antigas, são os que conseguiram aprender a usar as tecnologias digitais, uns mais, outros menos.

O fazem como os imigrantes, se adaptam ao novo ambiente, mas sem deixar de ter o seu sotaque, isto é, o seu pé no passado. Usam as novas tecnologias, mas de uma maneira diferente das gerações mais recentes.

Mudanças comportamentais

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Mudanças comportamentais

O que mudou no comportamento humano em função da tecnologia ?

Que mudança não agradou ?

Qual a mudança que mais impactaria em sua vida ?

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Atividade estruturada :

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45 anos do mainframe: http://www.youtube.com/watch?v=qb5EH5PSgQk 

Rafinha 2.0 : http://www.youtube.com/watch?v=UI2m5knVrvg

Videos

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Computação centralizada

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Mainframe: termo utilizado para se referenciar a um grande computador, normalmente produzido por uma grande empresa.

O nome tem origem na forma com que estes computadores eram construídos.

Todos os componentes (processador, memória...) do computador principal (Main) são colocados dentro de uma única estrutura (frame).

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Sistemas multitusuário

Sistemas proprietários -> hardware, software, rede,

Instalação e manutenção feita pelo fabricante -> confiabilidade x custo

Lei de Moore: em meados de 1965,o então presidente da Intel, Gordon E. Moore previu que o número de transistores dos chips teria um aumento de 100%, pelo mesmo custo, a cada período de 18 meses. Este parâmetro deve se manter até 2015 e serve para uma elevada gama de dispositivos digitais, além de CPUs, tais como câmeras fotográficas digitais (sensor que capta a imagem nas câmeras nuclear; ou CNCL, sensores que captam imagens nas câmeras fotográficas profissionais).

Características do mainframe :

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Lei de Moore

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O que é isto ?22

Microcomputadores e redes de computadores

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Ampliação do parque computacional em função de:

Processadores mais rápidos e mais baratos.

Redes mais rápidas e acessíveis.

Liberdade de escolha.

Menor custo de manutenção.

Necessidade inerente de conectividade.

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Aplicação básica:

compartilhamento de recursos

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Os terminais foram substituídos pelos primeiros microcomputadores.

Em geral, o uso de um programa emulador de terminais e uma unidade de disquete era suficiente para que um PC-XT se comportasse como um terminal.

Em alguns casos era utilizada uma placa que compatibilizasse a forma  de comunicação serial entre os dois computadores.

Evolução

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Sistemas distribuídos

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Utilização das redes de computadores (locais e de longa distância) para execução colaborativa  e cooperativa de aplicações e não somente para compartilhamento de recursos.

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Sistema Distribuído = Computadores + Rede + Aplicação

Conceito:

É um sistema em que os computadores estão conectados em rede e coordenam suas ações através de troca de mensagens.

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O que é um sistema distribuído (SD) ?

Segundo Tanenbaum...

um sistema distribuído é um conjunto de computadores independentes entre si que se apresenta a seus usuários como um sistema único e coerente.

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Segundo Coulouris....

um sistema distribuído é aquele no qual os componentes interligados em rede se comunicam e coordenam suas ações apenas passando mensagens.

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Sistemas de computação distribuídos:

Utilizado para tarefas de computação de alto desempenho.

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Segundo Leslie Lamport...

você sabe que existe um sistema distribuído quando a falha de um computador que você nunca ouviu falar impede que você faça qualquer trabalho.

Quando existe um sistema distribuído ?

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Evolução

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Os terminais foram substituídos pelos primeiros microcomputadores.

Em geral, o uso de um programa emulador de terminais e uma unidade de disquete era suficiente para que um PC-XT se comportasse como um terminal.

Em alguns casos era utilizada uma placa que compatibilizasse a forma  de comunicação serial entre os dois computadores.

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Exemplos

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Internet : sistema distribuído muito grande que permite fazer uso de seus serviços, como WWW, email e transferência de arquivos.

Intranet: parte da internet composta por redes locais, que pode estar ligada a internet por meio de um roteador.

Sistema de computação de cluster: cada cluster consiste em um conjunto de nós de computação controlados e acessados por meio de um único nó mestre.

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Tipos de Sistemas de Distribuídos :

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1) Sistemas de Computação Distribuídos:

Computação de cluster: conjunto de computadores semelhantes, interligados em uma rede local de alta velocidade e cada nó executa o mesmo sistema operacional.

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Computação em grade:

possui alto grau de heterogeneidade (nenhuma premissa é adotada em relação a hardware, sistemas operacionais, redes, domínios administrativos, entre outros).

Recursos de diferentes organizações são reunidos para permitir a colaboração de um grupo de pessoas ou instituições.

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2) Sistemas de Informação Distribuídos:

é encontrada em organizações que necessitam utilizar várias aplicações em rede.

Sistemas de processamento de transações:

um servidor executa uma operação, inclui em um banco de dados, e disponibiliza em um sistema remoto para o cliente

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2) Sistemas de Informação Distribuídos:

Integração de aplicações empresariais:

as aplicações se tornam mais sofisticadas, sendo separadas em componentes independentes, necessitam sua integração.

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3) Sistemas distribuídos pervasivos:

Características:

Introdução de mecanismos móveis e embutidos.

Instabilidade é um comportamento esperado.

Ausência geral de controle administrativo humano.

Descobrem automaticamente seu ambiente e “se encaixam” o melhor que puderem.

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Exemplos:

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Sistemas domésticos: redes domésticas (computadores, TVs, impressoras, dispositivos para jogos) ligadas em um único sistema

Sistemas eletrônicos para tratamento de saúde costumam ser equipados com vários sensores organizados em uma rede de área corporal e suportam processamento de dados na rede

Redes de sensores: conjunto de dispositivos que permitem obter informações sobre um fenômeno e suportam o processamento de dados na rede.

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Arquitetura - Vantagens de SDs sobre sistemas centralizados:

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Econômicas:

melhor custo/benefício

Velocidade:

pode ter mais poder computacional que mainframes

Distribuição inerente:

algumas aplicações envolvem máquinas espacialmente separadas

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Confiabilidade (tolerância a falhas):

se uma máquina quebra, o sistema como um todo pode continuar

Capacidade de crescimento incremental (escalabilidade) :

poder computacional pode ser adicionado em pequenos incrementos

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Arquitetura - Vantagens de SDs sobre PCs independentes:

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Compartilhamento de dados: permite o acesso a uma base comum de dados por vários usuários

Compartilhamento de dispositivos: permite o compartilhamento de dispositivos caros por vários usuários

Comunicação: facilita comunicação humana

Flexibilidade: distribui a carga sobre máquinas disponíveis com um custo mais efetivo

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Arquitetura Desvantagens de SDs

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Software: pouco software existente para SD. Falta de padronização para desenvolvimento de software

Sistema: falta de uma divisão clara entre sistema/aplicação.

Rede: rede pode saturar ou causar outros problemas. Latência e possibilidade de congestionamento na rede.

Segurança: acesso fácil também aplica-se aos dados privativos.

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Metas na construção de SDs :

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Construir um sistema distribuído não é trivial

Para valer a pena o esforço, Tanenbaum sugere quatro metas a serem cumpridas:

1) Acesso a recursos

2) Transparência da distribuição

3) Abertura

4) Escalabilidade

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Facilitar aos usuários e as aplicações o acesso a recursos remotos e seu compartilhamento de maneira controlada e eficiente

Dentre os recursos temos:Impressoras

Computadores

Facilidades de armazenamento

Dados

Páginas Web

Redes

1) Acesso a recursos :

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2) Transparência da distribuição :

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3) Abertura :Um sistema distribuído aberto é um sistema que oferece serviços de acordo com regras padronizadas que descrevem a sintaxe e a semântica desses serviços.

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4) Escalabilidade :Escalável em relação a seu tamanho

Possibilidade de adicionar mais usuários e recursos ao sistema

Escalável em termos geográficosUsuários e recursos podem estar longes uns dos outros

Escalável em termos administrativosDeve ser fácil de gerenciar mesmo que envolva várias organizações

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As 8 falácias (ciladas) da computação distribuída (Peter Deutch)

erros comuns ao desenvolver um sistema distribuído61

1) A rede é confiável2) A latência é zero3) A largura de banda é infinita4) A rede é segura5) A topologia não muda6) Existe só um administrador 7) O custo de transportes é zero8) A rede é homogênea

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Atividade estruturada

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1. Apresente duas redes com mais de 5 pontos com dois tipos de sistemas distribuídos diferentes. 

2. Cite duas vantagens e duas desvantagens das duas redes citadas no item anterior

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