ARQUITETURA DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO

Transcrição

1 ARQUITETURA DE SISTEMAS DISTRIBUÍDOS EVOLUÇÃO DA COMPUTAÇÃO 1

2 CONTEÚDO Motivação Computação centralizada Microcomputadores e redes de computadores Sistemas distribuídos Características dos serviços em tempo real (tolerância a retardo, jitter) 2

3 REFERÊNCIA TANEMBAUM, A. e STEEN, M., Sistemas Distribuídos: Princípios e Paradigmas, 2ª edição, Pearson Prentice Hall, COMER, D., "Redes de Computadores e internet", 4ª edição, Artmed, COULOURIS,G., DOLLIMORE, J. e KINDBERG, T., Sistemas Distribuídos: Conceitos e Projetos, 4a Edição, Bookman,

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6 MATERIAL DIDÁTICO : Tanembaum, A. e Steen, M., Sistemas Distribuídos: Princípios e Paradigmas, 2ª edição, Pearson Prentice Hall, Capítulo 1 Introdução 19 p. Capítulo 2 Arquiteturas 22 p. Silberschatz, A. e Galvin, P, Fundamentos de sistemas operacionais, 8 ª Edição, LTC, Cap 16, Sistema de Arquivos distribuídos 12 6

7 MATERIAL DIDÁTICO : Deitel, H.M, "Sistemas Operacionais", 3 ª edição, Pearson Prentice Hall, Cap 18. Sistemas distribuídos e serviços web 32p. - Comer, D., "Redes de Computadores e internet", 4ª edição, Artmed, 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. 7

8 Motivação 8

9 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). 9

10 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). 10

11 O que vivemos nos últimos 20 anos? Telefonia fixa digital Telefonia celular Internet (discada e banda larga) Forno de microondas TV digital Portabilidade 11

12 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 12

13 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

14 Mudanças comportamentais 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. 14

15 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? 15

16 Atividade estruturada : 16

17 Videos 45 anos do mainframe: Rafinha 2.0 : 17

18 Computação centralizada 18

19 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). 19

20 Características do mainframe : 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). 20

21 Lei de Moore 21

22 O que é isto? 22

23 Microcomputadores e redes de computadores 23

24 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. 24

25 Aplicação básica: compartilhamento de recursos 25

26 Evolução 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. 26

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28 Sistemas distribuídos 28

29 Utilização das redes de computadores (locais e de longa distância) para execução colaborativa e cooperativa de aplicações e não somente para compartilhamento de recursos. 29

30 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. 30

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32 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. 32

33 Segundo Coulouris... um sistema distribuído é aquele no qual os componentes interligados em rede se comunicam e coordenam suas ações apenas passando mensagens. 33

34 Sistemas de computação distribuídos: Utilizado para tarefas de computação de alto desempenho. 34

35 Quando existe um sistema distribuído? 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. 35

36 Evolução 36

37 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. 37

38 Exemplos 38

39 Internet : sistema distribuído muito grande que permite fazer uso de seus serviços, como WWW, 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. 39

40 Tipos de Sistemas de Distribuídos : 40

41 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. 41

42 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. 42

43 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 43

44 2) Sistemas de Informação Distribuídos: Integração de aplicações empresariais: as aplicações se tornam mais sofisticadas, sendo separadas em componentes independentes, necessitam sua integração. 44

45 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. 45

46 Exemplos: 46

47 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. 47

48 Arquitetura - Vantagens de SDs sobre sistemas centralizados: 48

49 Econômicas: melhor custo/benefício Velocidade: pode ter mais poder computacional que mainframes Distribuição inerente: algumas aplicações envolvem máquinas espacialmente separadas 49

50 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 50

51 Arquitetura - Vantagens de SDs sobre PCs independentes: 51

52 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 52

53 Arquitetura Desvantagens de SDs 53

54 Software: pouco software existente para SD. Falta de padronização para desenvolvimento de software Sistema: Rede: falta de uma divisão clara entre sistema/aplicação. rede pode saturar ou causar outros problemas. Latência e possibilidade de congestionamento na rede. Segurança: acesso fácil também aplica-se aos dados privativos. 54

55 Metas na construção de SDs : 55

56 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 56

57 1) Acesso a recursos : 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 57

58 2) Transparência da distribuição : 58

59 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. 59

60 4) Escalabilidade : Escalável em relação a seu tamanho Possibilidade de adicionar mais usuários e recursos ao sistema Escalável em termos geográficos Usuários e recursos podem estar longes uns dos outros Escalável em termos administrativos Deve ser fácil de gerenciar mesmo que envolva várias organizações 60

61 As 8 falácias (ciladas) da computação distribuída (Peter Deutch) erros comuns ao desenvolver um sistema distribuído 61

62 1) A rede é confiável 2) A latência é zero 3) A largura de banda é infinita 4) A rede é segura 5) A topologia não muda 6) Existe só um administrador 7) O custo de transportes é zero 8) A rede é homogênea 62

63 Atividade estruturada 63

64 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 64

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