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Sistemas Operativos de Grande Porte objectivos e características
Tecnologias Informáticas – 12ºAgrupamento Vertical de Escolas de Castelo de Paiva2008/2009
Artur Ramísio
Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes
Partilha de dispositivos, dados e programas em grande quantidade
Possuem: Elevadas capacidades de processamento,
armazenamento e comunicação com diferentes dispositivos de I/O
Preparação para trabalharem ininterruptamente em ambientes de elevada exigência e disponibilidade total dos servidores
Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes
Instalação em salas especiais com: Monitorização 24h/dia Alimentação permanente Ar condicionado Sistemas de detecção e extinção de fogo Segurança permanente Muitos terabytes de armazenamento Capacidade para ligar milhares de terminais
directamente aos servidores ou através de redes
Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes
Utilizados em: Médias e grandes empresas Áreas comerciais, de armazenamento e de
fabrico Bancos Fábricas Empresas de transporte aéreo e terrestre Grandes superfícies comerciais Universidades …
Objectivos dos sistemas de grande porte – mainframes
Pelo grande volume de informação que processam, são utilizados em 2 grandes grupos: Estabelecimentos educacionais
Universidades Empresas
Bancos Fábricas Empresas de transporte aéreo e terrestre Grandes superfícies comerciais …
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
O SO diferencia-se dos restantes pela capacidade de I/O Servidores com grande quantidade de
discos rígidos com enorme capacidade de armazenamento
Sistemas multiutilizador e multitarefa
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Oferecem serviços de exploração do tipo batch (lote), tempo real e interactivo
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Sistemas Batch Agrupamento de programas com as mesmas
características, executados numa sequência sem a intervenção do operador
Manutenção de vários programas em memória em simultâneo
Tempo de CPU distribuído entre os programas residentes em memória
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Sistemas de tempo real Usados para controlar um dispositivo numa aplicação
dedicada Experiências científicas Imagens médicas Controlo de processos industriais Robótica Aviação …
Em muitas situações os dados são recolhidos por sensores e enviados ao computador, analisados e executadas acções correspondentes
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Sistemas de tempo compartilhado ou interactivo Permite que vários utilizadores remotos
executem tarefas em simultâneo num computador, existindo interacção entre utilizadores e o sistema
Há partilha do processador, da memória e dos periféricos
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Processo e prioridades Processo – pode ser entendido como um
programa em execução, mas o seu conceito é mais abrangente
Cada utilizador tem a impressão de possuir o processador exclusivamente para si Processador executa a tarefa de um utilizador durante
um intervalo de tempo (time-slice) e no instante seguinte processa outra tarefa
Em cada troca é preciso que o sistema preserve todas as informações das tarefas interrompidas
A estrutura que assegura a manutenção das informações chama-se processo
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
Cada processo tem um conjunto de propriedades Identificador (PID – Process Idfentifer)
Atribuído pelo SO na operação de criação Permite referenciar o processo nas operações que
actuam sobre ele Programa
Cada processo executa um programa que deverá ter sido carregado a partir de um ficheiro executável
O nome do ficheiro executável não identifica o processo porque outros processos podem estar a partilhar o mesmo código
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Espaço de endereçamento
É exclusivo de um processo Tem reservado inicialmente o código do programa,
uma zona para dados e outra para a stack (pilha) São dinâmicas, podendo modificar-se com a execução
do processo O SO mantém no núcleo, para cada processo, uma
zona de memória para guardar informações de gestão do sistema a que o utilizador não tem acesso
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Prioridade
É definida importância que o sistema dá a cada processo, pelo que há necessidade de definir prioridades para determinar a comutação do processador
Pode ser fixa, definida na sua criação, ou dinâmica Processo-pai
Um processo pode criar um processo-filho ou subprocesso
Quando um processo-pai é eliminado são eleiminados todos os processos-filhos nele criados
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Segurança
Um processo em execução tem de estar associado a um utilizador que pode ser responsabilizado pelos seus actos
Os utilizadores são identificados pelo User Identifer – UID que é guardado no núcleo do processo
O utilizador pode pertencer a um grupo de utilizadores, o qual tem também a identificação através do Group Identifer – GID
Os utilizadores e os grupos são associados ao processo através de um mecanismo de autenticação controlado pelo SO, executando uma operação chamada autorização e que valida os direitos do utilizador sobre um recurso
A autorização baseia-se numa Matriz de Direitos de Acesso que indica os direitos de utilizador relativamente à execução de operações e aos objectos sob o controlo do sistema Para um dado objecto a matriz define a Lista de Direitos de Acesso Os direitos de utilizador contidos na Matriz designa-se por capacidade
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Canais de Entrada / Saída, Ficheiros
Para a execução de um processo é necessário utilizar recursos do sistema Entrada / saída Ficheiros Mecanismos de sincronização de processos Mecanismos de comunicação com outros processos …
O SO materializa o processo através de uma estrutura chamada bloco de controlo de processo (Process Control Block – PCB)
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Canais de Entrada / Saída, Ficheiros
A execução do processo pasa por vários estados: New - processo é recém-criado Read - processo pronto a ser executado Running - processo a utilizar o procesador Blocked- processo inactivo à espera que:
Termine uma operação de I/O Outro processo liberte recursos Não possuir recursos na memória principal
Exit- processo terminado
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Canais de Entrada / Saída, Ficheiros
Os processos podem ser classificados de acordo com o tipo de processamento que realizam: CPU-Bound
Quando passa a maior parte do tempo no estado de execução – a utilizar o processador (p.e., nas ciências matemáticas ou científicas)
I/O-Bound Quando passa a maior parte do tempo no estado de
espera, pois realiza um elevado nº de operações de E/S
Tipo de processo mais encontrado em aplicações comerciais, baseadas em leitura, processamento e gravação
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Memórias e gestão
Nos sistemas multitarefa podem residir vários programas em simultâneo na memória, sendo cada um executado durante um determinado tempo
Para que não haja intrusão de um processo na memória de outro processo, há mecanismos de hardware para implementar protecções Um dos mecanismos é o da utilização de registadores-
base e limite que indicam os limites superior e inferior do processo
Características dos sistemas de grande porte – mainframes
(Cont.) Terminal
Periférico que se liga a um computador central e ao qual podem estar ligados vários dispositivos
Tipo de terminais: Terminais estúpidos – só transmitem directamente os dados
nele introduzidos Terminais espertos – contém um processador capaz de
realizar algumas tarefas de processamento pré-definidas, podendo o utilizador controlar a informação introduzida, antes de a enviar para o processador central
Terminais inteligentes – terminais ou consolas que além de estarem ligadas ao processador central têm também um processador próprio, garantindo alguma autonomia ao utilizador
Consola Conjunto de um monitor e um teclado de um computador ou
de um terminal
Bibliografia
Sá, J. Paulo, Rui Carvalho e Teotónio Silva (2006). Tecnologias Informáticas – 12º Ano. Porto: Porto Editora
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