1) O documento discute diferentes tipos de sistemas operacionais, incluindo sistemas monotarefa, mainframe, desktop, paralelos, distribuídos, em tempo real e portáteis. 2) Sistemas operacionais podem ser classificados de acordo com fatores como grau de multiprogramabilidade, localização física dos processadores e tipo de comunicação entre eles. 3) Cada tipo de sistema operacional possui vantagens e desvantagens dependendo do contexto e aplicação.

1. Sistemas Operacionais Aula II – Tipos de SO Adilson Marques

2. Sistemas Operacionais Monoprogramável / Monotarefa Características -Apenas uma Tarefa executada 1 Operador (1 usuário) tem acesso à máquina -Sistemas Dedicados para Tarefa fim Vantagens -Todos os recursos ficam a disposição da tarefa Desvantagens -Recursos passam muito tempo ociosos -Sem recursos de Segurança

3. Sistemas Operacionais Mainframe Sistemas de Processamento de Lotes ( Batch ) -Lote de várias tarefas é organizado no dispositivo de entrada -Tarefas são lidas e processadas seqüencialmente na ordem -Reduz o tempo de configuração agrupando tarefas semelhantes -Maior eficiência para uma única tarefa -CPU ociosa -Velocidade dos dispositivos mecânicos de I/O são menores que os dispositivos eletrônicos

4. Sistemas Operacionais Mainframe Sistemas Batch Multiprogramados -Várias tarefas são mantidas na memória e processador é “multiplexado” entre elas -Uso contínuo do processador -Atrasos na execução individual -Requer sistema de prioridade: Escalonamento de tarefas

5. Sistemas Operacionais Multiprogramável / Multitarefa Características -Série de trabalhos executados simultaneamente -Compartilhando os recursos Vantagens Aumento de Produtividade Redução de Custos Requisitos do Sistema Definição das Rotinas de E/S Gerenciamento de Memória Agendar CPU para as tarefas prontas para execução Alocar dispositivos

6. Sistemas Operacionais Sistemas de Tempo Compartilhado Computação Interativa -Interação de vários usuários com o sistema -Reserva de tempo ( Time-Slice ) para cada usuário -Uma tarefa (um usuário) alterna na memória do sistema -Necessita sistema on-line para acesso dos usuários -Quantidade de trabalhos limitado por configuração -Maior Produtividade -Menor Custo de utilização do sistema

7. Sistemas Operacionais Sistemas Desktop Computadores pessoais -computador dedicado a um único usuário Dispositivos de E/S -teclados, mouses, monitores, impressoras -Conveniência e responsabilidade do usuário Tecnologia de SO “maiores” -Podem adotar tecnologia desenvolvida para SO maiores -Podem executar vários tipos diferentes de sistemas operacionais (Windows, MacOS, UNIX, Linux) -Os usuários normalmente fazem um único uso do computador

8. Sistemas Operacionais Sistemas Paralelos Sistemas Multiprocessados -Sistemas com mais de uma CPU em perfeita comunicação -Tempo de Processamento total é maior que a soma das partes (Sistema de Controle de Processamento) Fator Chave -Forma de Comunicação -Grau de Compartilhamento de Memória e Dispositivos de E/S

9. Sistemas Operacionais Sistemas Paralelos Sistemas Fortemente Acoplados ( Tightly Coupled ) -os processadores compartilham barramento, memória e clock -comunicação ocorre através da memória compartilhada Concorrência -Processadores acessando o mesmo espaço de memória Vantagens do Sistema Multiprocessado: -Maior produção ( Throughput ) Mais processadores executam mais tarefas em menos tempo Cuidado! Aumento da velocidade de n processadores < n ! -Economia Custo de processador inferior ao custo do computador -Maior confiabilidade ( Sistema Tolerante a Falha ) Degradação controlada

10. Sistemas Operacionais Multiprocessamento Assimétricos Sistemas Fortemente Acoplados Assimétricos -Uma tarefa específica é atribuída a cada processador -Mais comum em sistemas extremamente grandes Mestre / Escravo -Só o Processador Mestre executa o SO -Um processador mestre escalona e aloca trabalho para os processadores escravos Ineficiente -Número excessivo de Interrupções do processador escravo -Se o Mestre falhar, sistema inoperante

11. Sistemas Operacionais Multiprocessamento Simétricos (SMP) Sistemas Fortemente Acoplados Simétricos -Cada processador executa uma cópia idêntica do SO -Muitos processos podem ser executados ao mesmo tempo sem queda do desempenho -A maioria dos sistemas operacionais modernos suporta SMP Características -Sem Hierarquia entre Processadores -Recursos compartilhados -SO responsável pelo gerenciamento Mais Poderoso que Assimétricos -Melhor Distribuição da carga de Trabalho e Operações de E/S -Se um processador falhar, outro processador assume a tarefa

12. Sistemas Operacionais Sistemas Distribuídos Sistemas Fracamente Acoplados ( Loosely Coupled ) -Distribuem a computação entre vários processadores físicos -Cada processador possui sua própria memória local -Processadores se comunicam através de linhas de comunicação barramento de alta velocidade ou linhas telefônicas Requerem infra-estrutura de rede -Redes locais (LANs) ou redes de longa distância (WANs) -Podem ser sistemas cliente-servidor ou peer-to-peer Padrões DCE – Distributed Computing Environment CORBA – Common Object Request Broker Architecture OLE – Object Linking and Embedding

13. Sistemas Operacionais Sistemas Distribuídos Sistemas Operacionais de Rede -Fornece recursos através da rede -Troca de mensagens entre computadores -Atua independente dos outros computadores da rede Sistemas Operacionais Distribuídos -Menos autônomo -SO interagem o suficiente para dar a impressão de um único SO Vantagens dos Sistemas Distribuídos -Compartilhamento de recursos -Computação mais rápida Compartilhamento de carga -Segurança Capacidade de Redundância – Sistema de Tolerância a Falhas

14. Sistemas Operacionais Sistemas em Cluster Sistema de Compartilhamento de Armazenamento -Permite que dois ou mais sistemas compartilhem armazenamento -Computadores de rede que funcionam como Sistemas Paralelos -Arquitetura Intermediária entre Computação Distribuída e Multiprocessamento -Fornecem alta confiabilidade Tolerância à falhas Clustering assimétrico -um servidor executa a(s) aplicação(ções) enquanto os outros ficam em espera Clustering simétrico -todos os hosts estão executando a(s) aplicação(ções)

15. Sistemas Operacionais Sistemas de Tempo Real Definidos pelos Requisitos de Tempo do Sistema -Restrições de bem definidas e Tempo de Resposta rígido -Aloca recursos para o processo de maior prioridade – sempre -Monitoramento de Sistemas Críticos Dispositivo de controle em uma aplicação dedicada -experiências científicas de controle -sistemas de geração de imagens médicas -sistemas de controle industrial -alguns sistemas de vídeo ... Máxima confiabilidade com mínimo de intervenção humana -Nem sempre é possível utilizar time-slice

16. Sistemas Operacionais Sistemas de Tempo Real Tempo Real Rígido (ou Crítico ) -Limites de tempo obedecidos de maneira rígida -Armazenamento secundário limitado ou ausente Dados armazenados na memória de curta duração ou ROM -Conflitos com Sistemas de Tempo Compartilhado Não suportados pelos SOs de finalidade geral -Tarefas críticas que não permitem atraso Atrasos tem dano significativo Tempo Real Flexível (ou Não Crítico ) -Integrável com sistemas de tempo compartilhado -Utilidade limitada no controle industrial da robótica -Aplicações que exigem tempos de resposta curtos e não rígidos multimídia, realidade virtual, ...

17. Sistemas Operacionais Sistemas Portáveis Computadores de Mão e Sistemas Embarcados -Personal Digital Assistants (PDAs) -Telefones celulares Desvantagens: -Limitação de Memória e Consumo de Energia -Processadores lentos -Telas pequenas Exemplos -Windows CE ( Consumer Eletronics ) -PalmOS

18. Sistemas Operacionais Sistemas de Cartões Inteligentes Dispositivos que contém um chip de CPU -Realizar poucas ou um única função Pagamentos eletrônicos -Normalmente são sistemas proprietários Problemas -Restrições severas de consumo de energia e memória Cartões Inteligentes Orientados à Java -ROM possui um interpretador para a Máquina Virtual Java (JVM) -Alguns podem tratar múltiplas Applets Multiprogramação e conseqüente escalonamento Gerenciamento de Recursos e Proteção

19. Sistemas Operacionais

20. Sistemas Operacionais Ambiente de Computação Computação tradicional -PCs, servidores, acesso remoto limitado Computação baseada na Web -Cliente-servidor e Web Services -Acesso remoto conveniente -Servidores sem local Computação incorporada -A maioria dos computadores (controladores de motores de automóveis, microondas) -Recursos de sistema operacional bastante limitados -Pouca ou nenhuma interface, acesso remoto

21. Sistemas Operacionais Ambiente de Trabalho Descentralizado Cada usuário cuida de seu sistema Equipamento, aplicativos e arquivos Duplicação de Dados, Inconsistências e Redundâncias Maior custo de equipamento, manutenção e operação Centralizado Um computador acomoda os recursos da Organização Terminais remotos (“Burros”) (não necessariamente uma rede) Economia nos custos de equipamento e manutenção Facilidade de gerenciamento, suporte e comunicação Ponto de Falha Único: Se o computador parar, tudo para