Sistemas Operativos De Grande Porte

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


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


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 …


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


Oferecem serviços de exploração do tipo batch (lote), tempo real e interactivo


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


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


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


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


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


(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


(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


(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


(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)



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



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


(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


(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

Technology

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