O documento discute sistemas operacionais distribuídos e de redes, definindo sistemas operacionais e seus principais serviços como gerenciamento de recursos, entrada e saída, comunicação entre processos e controle de acesso. O texto também diferencia os serviços do sistema do núcleo do sistema operacional.

1. Sistemas Operacionais Distribuídos e de Redes
Notas de Aula - 2000/1
Profa. Patrícia Kayser Vargas
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É inegável a crescente importância dos ambientes paralelos e distribuídos tanto no meio acadêmico
com comercial. O uso de redes locais e da Internet está amplamente difundido mesmo para uso
doméstico. Mas para que tais recursos físicos sejam aproveitados da melhor forma possível é
preciso fornecer suporte adequado de software. Nesse texto serão discutidos diversos aspectos
relacionados ao controle em ambientes distribuídos. Por ambiente distribuído entende-se um
conjunto de processadores interligados por uma rede de interconexão e sem memória
compartilhada. A ausência de memória compartilhada obriga a uma interação entre processadores
de uma forma distinta do ambiente centralizado: ao invés de variáveis ou arquivos compartilhados
utiliza-se troca de mensagens.
Esse texto apresentará diversos aspectos dos sistemas operacionais distribuídos e de rede, bem
como algoritmos distribuídos mais importantes e alguns estudos de caso. Antes de iniciarmos a
discussão sobre sistemas operacionais direcionados a ambiente distribuídos, apresentaremos
algumas definições possíveis para sistema operacional.
As informações apresentadas nesse texto foram compiladas a partir das referências bibliográficas
indicadas. Em especial, grande parte dos conceitos podem ser encontrados nos livros do
Tanembaum [TAN 92][TAN 95]. Essa compilação não substitui a consulta aos textos originais. Ela
serve para apresentar de uma forma mais simples e direta servindo como um roteiro para os alunos
da disciplina INF01018 – Sistemas Operacionais Distribuídos e de Redes.
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D 1 C A @ 1 8 ( 5 3 1 ) ( $
Não existe uma definição de consenso e incontestável que defina o significado e o objetivo de um
sistema operacional. Cada autor apresenta uma definição própria mas das quais pode-se abstrair, se
não uma definição de consenso, pelo menos uma aproximação. Apresenta-se abaixo a tradução de
algumas definições de importantes autores da área:
``‚V©`©X c€RqB````x©`#But§rRqB``S pf``S `RRBWhBh©f`©0f©WW`§c```BR`9RWVRP §%0F
P y w g P X S v Q G s Q P T I a S y w P X S v I s T H Q P T I a I H T i I a P Q P b U Q G g H S Q S X e T X U T d H b S a T G Y S X P U T S Q I HG
RfB``W£™`…9``©``–````Bf`B`Wh`R˜R—`W•–`9`B7•‘0”…’ ‘‘'ˆ RR`§f€©`#`©``…fƒ``©`BI
b P ‡ d a T U HG i P X S v i X S „ T i b S a T G Y S I y U Q T Y X P i T U T S a X T I ˆ “ˆ F “ ˆˆˆ ‰ b P ‡ † H y P X S v i X S „ H T Q S a X T
``€RB``h`kBujiB`f•`§f```i `Rh©`#`©``ffBf`R©RgfT ©``§fff©`WxP `RRe`RP `RR``RY
S T l X P I l T P i Q G s S P I a P Q S H T i S G y Y P X S v i X S „ T S G Y a P X P e P G X † y H y T S X S U I a P Q P I a G a P ‡ a T
Rf``•©`us RWU
ˆ P Y a S Q X T X P
[DEI 90]
`…B©``§f…h©x `R…B©`„ `Rp9RB`z ‚`f`Rh0fi—`f•`90f©W`4}```Bf`©RWVfRB§™§qom
v ƒ v r x „ ~ p ~ v t s z t v r x r ƒ t n x t s r n ~ v n v y t € u t ~  u n u x € v x w n ~ | { u z v r y u x t w v u n t s pr p n
B©``“fƒ`'```h`ŒB`Rt `•—‘`RR`9Wo7•‘0Ž`Œ`hBs §fWV©WŠ‚R©`#`©``ip```B`Wh`Ry
v r x „ ~ p ~ n ~ { u ~  v z t s z r ’ n u n ~ x t  v x w | ˆ ‰ˆ  n ~ t ƒ v r p ‹ w v x w ‰ ˆ t x u ‡ ƒ x u † v t x v ƒ u s ~ w n v
Rt `RBRy c‘˜}B`Rt `R“``R˜©`c——xf`©0f©W``B`RR`•˜§©fWw
ˆ s z t r r –t t t s z r z t  z v y u n x v – t ƒ p u n u x € v x w x u s ~ y t ” t u p p v
[SIL 99]

2. Usuário 1 Usuário 2 Usuário 3 ›š™
™™ Usuário n
Compilador Assembler Editor de texto Sistema de BD
Sistema Operacional
Hardware do
Computador
Figura 1.1 – Visão de um Sistema Operacional em ambiente centralizado.
•`f¶“R9RµB`f•`R´ BRB`R``©`#But§`°f¤ ```••`ŒB``ut`R¬`p0```BR`©fWVŒ•fB§™§Ÿoœ
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``R§…RB R—t`½¼`RŒV©``9``º—·•fB§™§……rfR´ B`R§ BWVrf•`90f©W©B`R…R`u± R¢ `B·•`«
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Æ ¦ £ ž « ¢ ® © § Ä ± ¢ ¤ ¦ « ¸ ¢ ž » ¡ ¨ ¢ § ±¢ © £ ¨ ¤ § ¡ « ¥  ¤ § £  ¡ ž ž  « ¦ £ ¿ ¨ £ § ©
[CHO 97]
•9`cšf`©Ò ”``·```Î `WÀ—R‘`”B©`WrÐ`RÐ`B`Bu›—×R§Š``Wx```Ï R`©RWVÐRB“%§ÊoÇ
Î È Ò Ï ØÉ Ô Î Ì Í Ù Ú Ò Ï Ö Ì Ù Ñ È Ï Ó Ï Ö Í Ì Ò Î Ñ Î Ï È Ï Ó Ï Ö Ë Ô Ë ØÍ Ö Ò Í É Í Ö Ï Ñ Õ Î Ô Ë Ó Î Ò Í Ñ Ï Î È Í Ì ÉË É È
BR“`§f}˜§f©R``WßRB“%§…`ÞR˜`Ö R·R§'©`#`©`Î Û
á Õ Í Ý à É Ù Í Ï É Ï Ò Í Ö Ï Ñ Î È Í Ì ÉË É È Ù È Í Î Ë Ý È Í É Í Ò Î Ü Ö Ò
[GOS 91]
O S.O. provê meios para o uso apropriado dos recursos de hardware, software e dados durante a
operação do sistema computacional. O S.O. não realiza por si só nenhuma função útil. Ele
simplesmente provê um no qual cada um dos outros programas pode realizar trabalho
£RB…Áâ
æ è ç æ å ä ã
útil. Mas o que se caracteriza por um trabalho útil? Note que essa definição está relacionada com a
visão de usuário. Talvez um forma melhor de expressar essa idéia seja dizer que o S.O. realiza
funções básicas a partir das quais outros programas podem realizar tarefas mais complexas.
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ê 6ýûò ‚…ôßø 07©7£…ô0ñ 7£#ì
ê ü ê ì ú í ù ó ò ð ÷ í ö î ò õ ó ò ð ï î í
Um S.O provê um ambiente para a execução de programas. Um S.O provê certos serviços para
programas e para os usuários desses programas. Os serviços específicos providos irão, logicamente,
variar de um S.O para outro, mas existem algumas classes comuns de serviços que podem ser
identificas [SIL 99]:
• ¡£¡¡£¦¡£¦££¡#þ : o sistema deve ser capaz de carregar um programa na memória e
¨ © ¨ § ¥ ¤ ¢ ÿ
executá-lo. O programa deve ser capaz de terminar, tanto normalmente quanto em uma situação
não normal (erro).
• TRBQ¡H¦F¡D2C¦¡£B¦£98642¦0£¡£¡££¦ : uma operação de E/S pode envolver um arquivo
S 3P I G % )E % ( # % ) % $A @ #7 53 1 # ) ( # ' % $ # !
ou um dispositivo de E/S. Para dispositivos específicos, funções especiais são requeridas. Por
eficiência e proteção, usualmente os usuários não podem realizar operações de E/S diretamente.
• ¡y¦£u£Bpqph¦h¡£¡a¦a¡WU : esse serviço permite que programas leiam e escrevam
i f xY b w v V s g V t s r iY i f g f e d V c b ` Y X V
em arquivos e arquivos sejam criados e removidos.
• ¡£¡ˆF¦¦T€ : serviço implementado para permitir que um processo troque informações com
  ‰ ‡ †… „ ƒ ‚ 
outro(s) processo(s). A interação pode ocorrer entre processos da mesma máquina ou entre
processos em máquinas distintas ligadas em rede. Essa comunicação pode ser implementada
através de memória compartilhada (quando na mesma máquina ou em processadores distintos
com memória compartilhada) ou através de troca de mensagens.

3. • ¡ˆ£•ed¡££•B£T‘ : possíveis erros na CPU, dispositivos de E/S, etc, devem ser de alguma
g ˜ f f ’ ’ ™ ˜ — – ” ’“ ’
forma tratados pelo S.O para garantir uma computação correta e consistente. Note que o sistema
não precisa necessariamente garantir tolerância a falhas, mas no mínimo detecção.
• ¡pˆˆ•ts¦2¡£¡ˆ¡Fjh
w k w v u l q r q p k o n m l ki : necessário quando há múltiplos usuários ou múltiplos processos.
• ŠFa¦¡ˆ£B£9pa¡£Tx : manutenção do controle de quais usuários usam quanto e quais recursos
‹ ‰ †ˆ‡ † … „ ƒ ƒ ‚€  ~} |{ z y
computacionais. Tais informações podem ser utilizadas para cobrar os serviços do usuário (p.ex.
um provedor de acesso a Internet) e/ou para acumular estatísticas de uso (p.ex. para
planejamento de compra de novos equipamentos).
• ¡£•Bˆ4Œ
Ž “ ’ ‘ Ž  : envolve a garantia de que todos os acessos aos recursos do sistema sejam controlados
pelo S.O.
Os primeiros serviços estão diretamente ligados ao usuário enquanto as três últimas classes de
serviços garantem a execução eficiente do S.O.
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–• ¦¦¢9œ¦š¦Fœša—
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Os S.O modernos normalmente são baseados em uma arquitetura formada por um kernel (núcleo).e
por serviços. Assim, as funções providas pelo S.O são então estruturadas em duas categorias
[CHO 97]:
• serviços do sistema: funções de alto nível tal como são vistas pelas aplicações (visão para o
usuário de uma máquina estendida);
• kernel (núcleo): funções essenciais que são dependentes da arquitetura sob a qual o S.O vai
executar (visão do administrador do sistema de um gerenciador de recursos)
Em outras palavras, os serviços é o objetivo principal a ser atingido enquanto o kernel é a forma de
atingir tal objetivo.
serviços Sistema de gerência de Escalona-
do sistema arquivos memória mento
multiplexação de CPU, tratamento de
kernel interupções, , primitivas de
¬££aD¡s£a££¡¥
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sincronização, comunicação entre processos
Figura 1.2 – Arquitetura de um SO organizado com kernel e serviços.
Um S.O. normalmente tem dois objetivos que são contraditórios: conveniência para o usuário e
eficiência. No passado, a eficiência era o aspecto mias importante devido aos altos custos de
hardware. Devido a isso, boa parte das teorias de S.O. concentram-se no uso ótimo dos recursos
computacionais. É importante porém notar a tendência atual em priorizar a facilidade de uso e a
transparência.
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°  À¾ ½ ¼¯ º ± °¯ ¸ ° µ ´ ³ ± °¯
Definição [TAN 95][TAN 92]:
Fp¡¡•ˆÍ¡á£•ˆp¡Üœ¡àÝa¡£¡¡£·¬¡¡F2Ýp¡¡¡F¡ÜÛ¡£2¡Í¡£ˆF¡£ÍT¡ÕÍ¡F¡¡apF•Î¡ÍT£F»y»ÇÅÃ
Ó È Ï â Ñ Æ Ñ Ó Ë Ä Ê Ö Ê Ï Ë Ú Ê Ñ ß Æ Ê É Þ Ê Ì Þ Ê Ú Ê Ì Þ È Æ Ê Ï Ó Ì Ë É Ñ Ú Ä Ó Ö Ê Ì Ó Ù Ø Ê × Ó Ö Ë Ä Ñ Ô Ó Ì Ò Ñ Ð È Ï É ÆÈ Ì Ë Ä Ê É ÆÈ Æ Ä
¡¡¡a¡Üå£2£a¡¡ä¡2T¡£Ö
Ï Ó Ì ËÉ Ñ Ú Ä Ó Ö Ó ÖÈ Þ ã Ä Ñ Ó Ä Ó

4. Essa definição implica hardware formado por máquinas autônomas e software fornecendo a
abstração de uma máquina única.
Vantagens:
• Econômicas: aproveitar máquinas potencialmente ociosas; mais barato vários processadores
interconectados do que um supercomputador.
• Distribuição inerente: algumas aplicações são distribuídas por natureza.
• Tolerância a falhas: em caso de falha de uma máquina, o sistema como um todo pode
sobreviver, apresentando apenas uma degradação de desempenho.
• Crescimento incremental: o poder computacional pode ser aumentado através da inclusão de
novos equipamentos.
• Flexibilidade: sistemas distribuídos são mais flexíveis do que máquinas isoladas, por isso muitas
vezes são utilizados até mesmo que não se esteja buscando desempenho. É essa flexibilidade
que permite que vários usuários compartilhem dados e periféricos.
Desvantagens:
• Pouco software de alto nível disponível para sistemas distribuídos.
• Dificuldades para evitar acesso indevido (segurança).
• A rede de interconexão pode causar problemas ou não dar vazão a demanda.
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• de Localização: os usuários não sabem onde os recursos estão localizados.
• de Migração: os recursos podem se mover sem alterar seus nomes.
• de Replicação: os usuários não sabem quantas cópias de um recurso existem.
• de Concorrência: múltiplos usuários podem compartilhar um recurso automaticamente.
• de Paralelismo: atividades podem ocorrer em paralelo sem que o usuário saiba (falta muito
ainda para ser atingido).
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Para obter isso, hoje a tendência é construir S.O. baseados em um micro kernel (ao invés de um
sistema monolítico com mais performance mas menos flexibilidade). Um microkernel implementa
poucas funções, fornecendo em princípio quatro serviços básicos:
• Mecanismo de comunicação entre processos
• Algum tipo de gerência de memória
• Uma pequena parte do escalonamento e gerência de baixo nível de processos
• Estrada e saída de baixo nível
Outros serviços ( '%©#!
$ , ©'E9H9©©EC6A9©642©(
I F 8 B 8 G D F D B @ @ 8 7 5 3 1 00 ) , etc) providos por serviços em nível de
usuário.
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c a W aU`U X WUT S Q
Na teoria, a idéia é que se alguma máquina parar de funcionar, alguma outra máquina pode pegar o
trabalho dela. Na prática, existem alguns servidores em diferentes máquinas que precisam estar no
ar para que o sistema como um todo funcione.

5. Existem vários aspectos relacionados a confiabilidade:
• Disponibilidade ( ): se refere a fração de tempo que o sistema está
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ifgf h dgf d e
funcionando/usável. Pode-se melhorar a disponibilidade através de um projeto que não exija o
funcionamento simultâneo de um número substancial de componentes críticos; ou, ainda,
através de redundância, isto é, componentes chaves de hardware e software devem ser
replicados, de modo que se um deles falhar, os outros estarão aptos a tomar conta da tarefa.
• Tolerância a falhas: o que fazer em caso de falha de um servidor? Em geral, sistemas
distribuídos podem ser projetados para mascarar falhas, isto é, escondê-las do usuário. Por
exemplo, um serviço de arquivos (ou outros serviços quaisquer) pode ser construído com um
grupo de servidores cooperantes de tal modo que o usuário não perceba a perda de um ou mais
servidores (a não ser, talvez, por perda de desempenho).
¡v'6¡Rq
y x w r u t r s r
Todos os itens anteriores não devem ser atingidos sacrificando o desempenho. Quando rodar uma
determinada aplicação em um sistema distribuído, ele não pode ser pior do que rodar a mesma
aplicação em um único processador.
Métricas para medir desempenho:
• Tempo de resposta
• ©4‡H9©6©€
ˆ „ †  … „ ƒ ‚  (número de tarefas / tempo)
• Utilização do sistema
• Quantidade consumida da capacidade da rede
Principal problema é o Custo de Comunicação. Para otimizar o desempenho, otimiza-se o número
de mensagens. Porém, a melhor forma de obter desempenho é ter várias atividades rodando em
paralelo em diferentes processadores, o que implica em enviar muitas mensagens.
Para minimizar o problema: considerar a granulosidade:
• Tamanho do grão (
%—%•¦©6H‰
˜ –’ ” “ ’ ‘  ): tempo execução de uma tarefa (grão fino – ©lHi¡©¦b™
ed k j hg f ed – e grão
grosso – ). ¦©6Hu%r©©¡m
wv o p t s qp o n
• Executar tarefas pequenas remotamente não é válido porque o custo adicional ( ©¡©l'¡©x
~ } z | { z y ) de
comunicação não compensa o ganho de CPU.
• Executar tarefas que envolvam grandes computações ( %—¡¦©6©4¡©©6Hˆ¡…#©©¡
 ƒ‰ Ž „ Ž Ž  ‚  Œ ‹ „ Š ‰  ‚ ‡† „ ƒ ‚  € ), baixas taxas
de interações e poucos dados pode ser mais apropriado.
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¤ ¢¡Ÿ¡ žŸ ž  œš ™ ˜ ” ˜—•— – ”• ” “ ‘
Os sistemas distribuídos precisariam se adaptar a possibilidade de termos ambientes com centenas
ou milhares de processadores. Para isso, deve-se evitar:
• Componentes centralizados. Por exemplo, um único servidor de email para todos os usuários.
• Tabelas centralizadas. Por exemplo, uma única relação on-line de telefones.
• Algoritmos centralizados. Por exemplo, roteamento de mensagens baseado em informações
completas.
Deve-se usar algoritmos descentralizados, que possuem as seguintes características:
• Nenhuma máquina possui informações completas sobre o estado do sistema.
• Máquinas tomam decisões baseadas apenas nas informações disponíveis localmente.
• Falha de uma das máquinas não impede o funcionamento do algoritmo.

6. • Não há suposições implícitas de que existe um relógio global.
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« ¶ µ · ± ¶ µ ³ « ± ­ « ¯® ­ « ©
Sistemas distribuídos consistem de várias CPUs interconectadas. No entanto, há várias formas
diferentes no qual esse hardware pode estar organizado.
Dentre as várias classificações existentes, Flynn propõe uma taxonomia considerando o número de
fluxo de instruções e o número de fluxo de dados.
• SISD – ©ÌÊH9HÈ©¦¡©6'9ÁH9¦Hº
ËÃ Ë É ¿¾ ½ ¼» º ¼ Ç»Ã Æ Å Äà  ¼ À ¿¾ ½ ¼» – fluxo de instruções e dados único é a característica dos
uniprocessadores tradicionais;
• MIMD – ¦©ßÖ4Ó ©ÏÜ9©¦¡©6¦%9ÁÖ4Ó ©ÏÍ– caracteriza-se por vários processadores
ÞÑ Þ Ý ÔÐ ÒÑÐ Î Í Ø × ÛÒÑ Ú Î ÙÑ Ø × Õ ÔÐ ÒÑÐ Î
interconectados. Tanembaum [TAN 92] apresenta a seguinte subclassificação, onde os dois
primeiros são definidos em relação a organização da memória e os dois últimos em relação a
forma de interconexão:
• Multiprocessador – máquinas MIMD com memória compartilhada (um único espaço de
endereçamento virtual compartilhado por todas as CPU’s).
• Multicomputador – máquinas que não possuem memória compartilhada, isto é, cada
processador possui sua memória privada.
• Barramento – um único cabo, rede, barramento ou outro meio que conecte todas as
máquinas. Analogia: TV a cabo.
• Switch: existem cabos individuais conectando máquina a máquina, com vários padrões
possíveis.
Outra classificação:
• Fortemente acoplado – ¡¦4‡©ëéç ©Hãà
ï îæ í ì ê è æ å ä âá – comunicação rápida entre os processadores (grande
número de bits por segundo).
• Fracamente acoplado – ¡¦4‡©ë÷õ ¡%9©uð
ú óô ù ø ñ ö ô ó ò ñ ñ – atraso para troca de msg entre máquinas é alto.
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Com a criação de novas arquiteturas de computadores, surgiram novas demandas de software e, em
especial, novas funções exigidas ao S.O. Pode-se considerar como uma boa classificação da
evolução dos Sistemas Operacionais a tabela abaixo apresentada em [CHO 97]. Essa tabela
apresenta uma comparação entre as características dos S.O modernos:

7. Tabela 2.1 – Características dos SO modernos.
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2 10 (% BA9#753
( @ %8 64 £AG9HG))9)£)£DC
6 ( E48 6F %8 E ( ( £5XW9AT©QI
` Y VUSR P
1º S.O Centralizado Gerenciamento de processos Gerenciamento de
Gerenciamento de memória recursos
Gerenciamento de E/S Máquina estendida
£££G7££G#7ca
p i g ibh g fe db
Gerenciamento de arquivos
2º S.O de Rede Acesso Remoto Compartilhamento de
(network operating system) Troca de Informações recursos
£££G7G££#Ax#)G£#q
t ƒ y ƒ‚ € y u t w v u ts r
Navegação na Rede
3º S.O Distribuído Visão Global do Sistema de Visão de Computador
(distributed operating system) arquivos, Único em Sistema
Espaço de Nomes de Múltiplos
Tempo, Segurança Computadores
7)£)#£§A£H5„
†’ ‘ ‡  … † ‰ˆ ‡ † …
Poder Computacional
4º Sistema Cooperativo Aplicações Distribuídas Trabalho Cooperativo
7e£££7£•“
fd ™ — ˜ —– ”
Autônomo Abertas e Cooperativas
Note que as classificações de sistemas operacionais apresentadas acima também são apresentadas
em [TAN 95][TAN 92], com exceção do último tipo, que pode ou não ser considerado como um
sistema operacional. Entre as diversas gerações dos S.O existe uma diferença com relação ao
acoplamento. Por nível de acoplamento ( ) considera-se a medida de quão centralizado ou
A7Gx£'g
n mlk j i h
descentralizado o sistema [CHO 97].
uww{ £uu•zywusrqo
}ƒ ‚ t € v ~ } | { t x v t p
c‡ †qwx
… t … „ t
‰ 1 3 4 2 ˆ
SO Centralizado SO Distribuído Sistema SO de Rede
Cooperativo
Autônomo
Figura 2.1 – Classificação dos SO modernos segundo [CHO 97].
Nas próximas seções cada um desses tipos de sistemas operacionais será analisado com um pouco
mais de detalhamento.
2.3.1 Sistema Operacional Centralizado
Nessa categoria enquadram-se os S.O tradicionais para arquiteturas monoprocessadas que
evoluíram de um simples sistema de controle para um sistema multitarefa e multiusário. Alguns
autores [CHO 97] incluem nessa classificação também o suporte para arquitetura multiprocessada
enquanto outros [TAN 95] consideram esse tipo de suporte como um tipo especial de sistema
operacional (sistema operacional multiprocessado ou ou ).
AGuœ›™AGG£H)x•£u#x)£# 7G£DŠ
” Š “ ” š” ˜ —Ž –  “  ‘  ‘ ” ” “ ’ ‘  ŽŒ ‹ Q ž
¡ Ÿ
O MOS é definido como um sistema com compartilhamento de tempo em multiprocessador.
Nessa classe de sistemas operacionais, a comunicação e compartilhamento de recursos é feita via
memória compartilhada ou interrupções. Como características principais destaca-se:
• Sistema altamente acoplado, com todos os recursos compartilhados internamente;
• Comunicação entre processos via memória compartilhada.
As principais funções exigidas nesse tipo de sistema estão sumarizadas na tabela abaixo.

8. Tabela 2.2 – Funções de Gerenciamento em S.O centralizados.
BA9#75°­£7))£G£¤¢
ª ³ ²± «¥ ¯ ® ¬ « ª¥ © ¨ § ¦¥ £ §5ABœGA5A)'º¹­A£)5´
®± ¨ ² ³ ª¥ © ¨ ² » ² ¸ ² ¬ « ² · ¶ ¨ µ
único usuário interface de usuário, controle de E/S, interrupções, '7)'£¼
½ À¿ ¾ ½
›))GH£¼
ÂÁ ½ ¾¿ Á
E/S eficiente E/S virtual, AG7££§Ã
É ÈÇÆ Å Å Ä
programas grandes paginação e segmentação, memória virtual
Multiusuários Multiprogramação e tempo compartilhado ( ), AG#££uÏDG7Ê
Ô ÓË Ò Ñ Ð Î Í ÌË
escalonamento de processos, proteção e controle de
acesso, compartilhamento de arquivos e controle de
concorrência
Multitarefa processamento concorrente, sincronização de processos,
tratamento de , comunicação entre processos
)œ7££)£Õ
Û Ú ÙØ Õ × Ö
Dentre os possíveis aprimoramentos na arquitetura cita-se duas abordagens:
• Gerenciamento dos módulos: uso de orientação a objetos para facilitar extensões e
portabilidade;
• Separação dos códigos dependentes de hardware do restante do sistema: uso de kernel mínimo
(microkernel), reduzindo a complexidade do porte de uma arquitetura de máquina para outro.
Normalmente o código do kernel é monolítico por ser centrado na eficiência.
2.3.2 Sistema operacional de rede ( G££ìXéGç9¥™9àDÜ
ï ÝÞ î í ë ê èÞ æâ Ý å ä ãâ á ßÞ Ý ou NOS)
Sistema operacional de rede é uma coleção de S.O de computadores conectados a uma rede
incorporando módulos para prover acesso a recursos remotos. Com isso tem-se uma implementação
barata, porém, exige que o usuário conheça a localização dos recursos requisitados. Um exemplo
típico é um conjunto de estações de trabalho interconectados por uma LAN usando UNIX. Pode-se
considerar como uma extensão do S.O centralizado para facilitar o compartilhamento de recursos e
a troca de informações apresentando as seguintes características:
• cada computador possui seu S.O privado;
• usuários normalmente estão a par da localização dos seus arquivos e movem eles através de
transferências explícitas;
• sistema possui pouco ou nenhum recurso de tolerância a falhas.
Para facilitar a comunicação e uso dos recursos, pode-se prover um sistema de arquivos
globalmente compartilhado acessível a todas as máquinas. O sistema é suportado por uma ou mais
máquinas denominadas servidores de arquivos. Assim um N.O.S. típico é uma coleção de S.O.
centralizados locais juntamente com servidores de arquivos e impressão comuns. Os recursos são
vistos como pertencentes localmente a computadores específicos.
A maior parte dos N.O.S apresentam uma API de alto nível como RPC ou socket no serviço de
transporte para suportar a comunicação entre os S.O nos diferentes domínios da rede. Com a
inclusão dessa camada de transporte, diversas aplicações de rede são suportadas. Os principais tipos
são: login remoto, transferência de arquivos, mensagens, navegação na rede e execução remota.

9. 2.3.3 Sistema Operacional Distribuído ( B£7©£¡ìçóý75§ç75Xö97£óòDð
ò ¢ øô ò ÿ þ ñô üõ ø û ú ù øô ÷ ñõô ñ ou DOS)
A implementação de um sistema verdadeiramente distribuído tem como objetivo a obtenção de um
conjunto de máquinas ligadas em rede que funcionem como um uniprocessador virtual. Um SO
Distribuído parece ao usuário como um sistema centralizado comum, mas executa em múltiplas
unidades de processamento independentes onde: (1) o uso de múltiplos processadores deve ser
invisível (transparente) para o usuário; (2) o usuário vê o sistema como um uniprocessador virtual,
não como uma coleção de máquinas distintas conectadas por um subsistema de comunicação.
Como principais características tem-se um mecanismo de comunicação global único entre
processos, proteção global e gerenciamento homogêneo de processos. O objetivo é fornecer
transparência no acesso aos recursos, mas, de fato, não existe um sistema 100% transparente.
Assim, o SO Distribuído deve:
(1) controlar a alocação de recursos da rede para permitir seu uso no modo mais eficiente;
(2) prover ao usuário com um computador virtual conveniente que serve como um ambiente de
programação de alto nível;
(3) esconder a distribuição dos recursos;
(4) prover mecanismos para proteção dos recursos do sistema contra acesso por usuários não
autorizados;
(5) prover comunicação segura
Processos do Usuário Processos do Usuário
SO Local
©§£¤
¨ ¦¨ ¨ ¦ ¥ 321)'%$ ! £
4 0 ( #
Módulo de Comunicação
Rede de Computadores Rede de Computadores
Figura 2.2 – Diferenciação na arquitetura entre S.O de Rede e S.O Distribuído.
A figura acima [GOS 91] mostra de forma esquemática uma comparação da arquitetura NOS e
DOS, enquanto a tabela abaixo diferencia os três tipos de SO segundo as principais características.
Note que por MOS entende-se um sistema centralizado para ambiente multiprocessado.
Tabela 2.3 – Diferenciação entre SO de Rede, SO Distribuído e SO centralizado para ambiente
multiprocessado (resumido do quadro de [TAN 92]).
A975
@ 8 6 FDB
E C FDG
E C IH@
E C
Se parece com um processador virtual? N S S
Todas as máquinas devem rodar o N S S
mesmo sistema operacional?
Quantas cópias do sistema operacional N N 1

10. existem?
Como a comunicação é feita? Arquivos Mensagens Memória
Compartilhados Compartilhada
Há uma única fila de execução? N N S
2.3.4 Sistema Autônomo Cooperativo
Um sistema autônomo cooperativo é um sistema de software orientado a serviço de alto nível que
requer o suporte de mecanismos de comunicação no qual protocolos de comunicação de alto nível
são construídos. Chow [CHO 97] classifica como um tipo de S.O mas isso não é um conceito
sedimentado na literatura. Por ser um tipo de sistema com crescente aumento em importância ele
será estudado independente de ser ou não um S.O de fato.
SSu1tTFragigedSaDSDTDTSP
b ` XY R s U q pYh fY c b `Y X W V U Q R Q
[CHO 97] CHOW, R.; JOHNSON, T. Tg†g–”)€mkigƒˆT†e™£–g)”ƒ£F‘ƒˆ†£€ƒgT€xv
p y f ow ‚ n —l j h y f ‡ y d ˜ — •w “ ‚ ‡ ’  ‰ ‡ … „w ‚ yw
Addison-Wesley, 1997.
[DEI 90] DEITEL, H. M. …1ˆT†e™£–ˆ)ƒƒ£F™A‘)–ˆƒ££)ƒg£T‘Fq
ƒ „ ~t ƒ ‚  € rzt  u ~ } | v { r vzt y x w v ut r s r . Addison-Wesley,
1990.
[GOS 91] GOSCINSKI, A. …1ˆT†e–†€g)ƒ”†Iƒg££–ƒˆT–D†
ˆ ˜ ‰ ˆ — • ” “‡‰ ’ Š  ‘  Ž ‰ Œ ‹‡ Š‰ ˆ‡ : The Logical Design.
Addison-Wesley, 1991. 913 p.
[SIL 99] SILBERSCHATZ et al. Tˆ£ƒ1£)x¨1gT†e££–ˆ)ƒƒ£F™
« ¥ž š › ª © § ¦ ›ž ¥ ¤ ¢ ¡ Ÿž  œ › š John Willey, 1999.
[TAN 92] TANENBAUM, A. S. Te”gT†e££–ˆ)ƒƒ£F³ƒ1£)H¬ Prentice Hall, 1992.
½ » ¼ ¯¶ » º ¹ ¸ ±·¶ µ ° ¯ ´ ² ± ° ¯ ® ­
[TAN 95] TANENBAUM, A. S. ÏTÀ…1ˆT†e££–g)”ƒ£F³ƒg££–”gT€x¾
Î ÅÁ À Í Ì Ë Ê¿Á É Â Å È Ç Æ ÅÁ Ä Ã¿ ÂÁ À¿ Prentice Hall, 1995.