Sistemas Operacionais Prof:. Msc. Arimatéia Junior [email protected] Fortaleza-2012

Sistemas Operacionais

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Sumário

Revisão da aula anterior Tipos de SO

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Tipos de SO

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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.

Classificação

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Tipos de SistemasOperacionais

SistemasMonoprogramáveis / Monotarefa

SistemasMultiprogramáveis / Multitarefa

Sistemas comMúltiplosProcessadores

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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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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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UCP

Memória

Dispositivosde E/S

Programa /Tarefa


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

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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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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UCP

Memória

Dispositivosde E/S

Programa /Tarefa

Programa /Tarefa

Programa /Tarefa

Programa /Tarefa


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Solicitação de Entrada/Saída (E/S)Processo solicita `a chamadade Sistema

Término de Entrada/Saída (E/S)Dispositivo envia aInterrupção.


Como ocorre o tratamento da interrupções???

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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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15Sistemas Operacionais

SistemasMultiprogramáveis / Multitarefa

SistemasBatch

Sistemas deTempo Compartilhado

Sistemas deTempo Real

CLASSIFICAÇÃO


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.


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.


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


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.


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???


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.


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.


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 com Múltiplos Processadores

SistemasFortementeAcoplado

SistemasFracamenteAcoplado

SistemasSimétricos

SistemasAssimétricos

SistemasOperacionaisde Rede

SistemasOperacionaisDistribuídos


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


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.


Sistemas Fortemente Acoplado


Sistemas Fortemente Acoplado– Assimétricos:


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;


Sistemas Fortemente Acoplado– Simétricos


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);


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.



• 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.




Sistemas Fracamento Acoplado– Características:

Comunicação por redes de computadores;

cada sistema computacional possui seu próprio SO gerenciando seu recurso;

Processamento distribuído.


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..


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.


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

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