Tipos de Sistemas Operacionais

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Ronaldo Barros Barata
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1 Ygor Colen Morato

2 Tipos de Sistemas Operacionais Sistemas Monoprogramáveis/ Monotarefa Sistemas Multiprogramáveis/ Multitarefa Sistemas com Múltiplos Processadores

3 UCP programa/ tarefa Memória Principal Dispositivos de E/S

4 programa/ tarefa UCP programa/ tarefa Memória Principal Dispositivos de E/ S programa/ tarefa programa/ tarefa programa/ tarefa

5 Sistemas Multiprogramáveis/ Multitarefa tarefa Sistemas Batch Sistemas de Tempo Compartilhado Sistemas de Tempo Real

6 Usuário não era mais o operador da máquina; Jobs são organizados em lote (batch): Jobs são organizados em lote (batch): Necessidades semelhantes (ex. mesmo compilador) Passagem entre diferentes jobs continua sendo manual;

7 Como o tempo para preparação de Job (tarefa) era muito alto, a UCP (Unidade Central de Processamento) ficava ociosa; Lembrando que os computadores eram extremamente caros e o tempo de processamento tinha muito valor, e quanto mais tempo em uso melhor seria;

8 Para reduzir o tempo, jobs com necessidades similares eram agrupados (batched) e executados em grupo pelo computador. Essa abordagem marcou a época do Mesmo assim toda vez que um problema era detectado o sistema deveria ser reiniciado e um novo cartão com um programa deveria ser carregado.

9 Para resolver essas inicializações que eram executadas toda hora foi criado um seqüenciador de jobs. (Primeiro Sistema Operacional); Sua função era controlar a transferência de um job para outro. Ele funcionava como um monitor residente, estava sempre presente na memória do computador.

10 Bufferização Antes, enquanto o sistema ficava lendo as informações da fita, a UCP ficava ociosa; Com o uso do buffer, enquanto a UCP executa uma seqüência de comandos lidos o sistema de E/S já fazia novas leituras na fita.

11 Para escrever nas fitas era preciso avançá-las até o final. Com o passar do tempo foram criados DISCOS que permitiam uma escrita ou leitura a qualquer momento; As operações de escrita e leitura poderiam ser bufferizadas em discos e escritas a qualquer momento. (Spool - Simultaneous Peripheral Operation On-Line)

12 Inicialmente o sistema operacional escolhe um dos jobs de uma lista e começa a executá-lo; Eventualmente, o job deve esperar por alguma tarefa como a montagem de uma fita, um comando digitado pelo teclado, ou mesmo o término de uma operação de E/S. Em um sistema monoprogramado a UCP permaneceria ociosa;

13 Para que vários jobs estejam prontos para executar, é necessário que todos estejam presentes na memória RAM da máquina simultaneamente. Isto acarreta em um gerenciamento de memória para os vários jobs. O SO deve escolher qual deles deve ser executado primeiro. A política de decisão de qual job será executado é chamada de escalonamento de UCP.

14 Por fim, o sistema operacional deve garantir que vários jobs rodando concorrentementenão afetem uns aos outros em todas as fases do sistema operacional, incluindo escalonamento de processos, armazenamento de disco e gerenciamento de memória.

15 exec espera exec tempo exec A exec B espera exec A exec B IC - UFF tempo

16 O conceito de sistemas de tempo compartilhado, também chamados de multitarefa, é uma extensão lógica de multiprogramação; Múltiplos jobs são executados simultaneamente, sendo que a UCP atende cada job por um pequeno tempo, um a um em seqüência; Os tempos dedicados para cada job são pequenos o suficiente para que os usuários consigam interagir com cada programa sem que percebam que existem outros programas rodando.

17 Muito semelhantes aos sistemas de tempo compartilhado; A maior diferença é o tempo de resposta exigido no processamento das aplicações; Enquanto que em sistema de tempo compartilhado o tempo de resposta pode variar sem comprometer as aplicações, nos sistemas de tempo real os tempos de resposta devem estar dentro de limites rígidos.

18 São utilizados em controles de processos, como no monitoramento de refinarias de petróleo, controle de trafego aéreo, de usinas termonucleares, ou em qualquer aplicação que o tempo de resposta seja o fator fundamental.

19 Sistemas com Múltiplos Processadores Sistemas Fortemente Acoplados Sistemas Fracamente Acoplados Sistemas Simétricos Sistemas Assimétricos S. O. de Rede S. O. Distribuído

20 Escalabilidade: Capacidade de ampliar o poder computacional do sistema apenas adicionando novas UCP; Disponibilidade: Capacidade do sistema se manter em operação em caso de falhas. Outra UCP assume a função de forma transparente ao usuário; Balanceamento: Possibilidade de distribuir o processamento entre várias UCPs, melhorando o desempenho como um todo;

21 Utilização de duas ou mais UCP interligadas, trabalhando em conjunto; Uma grande característica nos sistemas multiprocessados é a forma de comunicação entre as UCP s e o grau de compartilhamento da memória e dos dispositivos de I/O; Essa característica distingue os sistemas em 2 categorias: Fortemente/Fracamente acoplados;

22 São compostos por 2 ou mais processadores compartilhando a mesma memória e controlados por apenas um único sistemas operacional; Fortemente utilizados em sistemas que fazem uso intensivo da UCP, o processamento é voltado para a solução de um único problema.

23 UCP Memória Principal UCP Dispositivos de E/S Dispositivos de E/S

24 Os sistemas fortemente acoplados podem ser divididos conforme a simetria existente entre seus processadores, ou seja todos os processadores podem ou não executar as mesmas tarefas; Os sistemas fortemente acoplados assimétricos, são definidor por terem uma UCP responsável por controlar as outras (Master/Slave).

25 Nos sistemas fortemente acoplados Simétricos, diferentemente do assimétrico as UCP executam as mesmas tarefas tendo acesso a todos os sistemas da mesma forma; Os sistemas simétricos são mais poderosos, permitindo um melhor balanceamento do processamento e das operações de E/S, apesar de sua implementação ser bastante complexa.

26 Caracterizam-se por possuir dois ou mais sistemas de computação, conectados através de linhas de comunicação; Cada sistema funciona de modo independente, possui seus próprios processadores, memória e dispositivos;

27 link de comunicação UCP UCP Memória Principal Dispositivos de E/S Memória Principal Dispositivos de E/S

28 Com a evolução da computação e a interligação de equipamentos podemos dizer que uma rede de computadores é um sistema Fracamente acoplado; Cada nó é totalmente independente do outro, podendo inclusive possuir sistemas operacionais diferentes. Caso a conexão ou nó sofra qualquer problema, os sistemas podem continuar operando normalmente;

29 Os sistemas operacionais distribuídos possuem também seu próprio sistemas operacional, memória, e dispositivos. O que define um sistema distribuído é uma maior dependência de cada sub sistema para o sistema como um todo; Neste caso geralmente os sistemas operacionais são os mesmos; Para os usuários e suas aplicações é como se não existisse uma rede de computadores, mas sim um único sistema centralizado.

30 Machado, F. B.; Maia, L. P.; Arquitetura de Sistemas Operacionais. 4ª Edição. Rio de Janeiro: Editora LTC Silberschatz, Abraham; Galvin, Peter; Gagne, Greg. Rio de Janeiro: Ed. Campus Tanenbaum, Andrew S. Rômulo Silva de Oliveira.. 2ª Edição, Novembro H. M. Deitel, P. J. Deitel e D. R. Choffnes.. 3ª Edição, outubro 2005.

31 Apostilas e notas de aula de: Anibal?? Machado e Maia Humberto Brandão UFMG / UNIFAL Peter Jandl Jr. Leandro Krug Wives Carlos Maziero PUCPR Rômulo Silva de Oliveira UFRGS Gustavo CEFET-MG / Divinópolis

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