Os Sistemas operacionais

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Controle de máquinas, áudio digital, multimídia.

4. Distribuído

Distribui a computação entre vários processadores físicos;

Compartilhamento de recursos;

Uso de redes;

- Quais as características de um SO rede?

Nesse sistema, cada nó possui seu próprio sistema operacional, além de um hardware e software que possibilitam ao sistema Ter acesso a outros componentes da rede, compartilhando seus recursos. O SOR permite, entre outras funções: Cópia remota de arquivos, emulação de terminal, impressão remota, gerência remota, correio eletrônico, etc.

Cada nó é totalmente independente do outro, podendo inclusive possuir sistemas operacionais diferentes. Caso a conexão entre os nós sofra qualquer problema, os sistemas podem continuar operando normalmente, apesar de alguns recursos se tornarem indisponíveis.

O melhor exemplo da utilização dos SOs de rede são as redes locais (Local Area Network – LAN). Nesse ambiente, cada estação pode compartilhar seus recursos com o restante da rede. Caso uma estação sofra qualquer problema, os demais componentes da rede podem continuar o processamento, apenas não dispondo dos recursos oferecidos por ela.

- Quais as características de um SO distribuído?

Em sistemas distribuídos, cada componente da rede também possui seu próprio SO, memória, processador e dispositivos. O que define um sistema distribuído é a existência de um relacionamento mais forte entre os seus componentes, onde geralmente os SOs são os mesmos. Para o usuário e suas aplicações, é como se não existisse uma rede de computadores, mas sim um único sistema centralizado. A grande vantagem desses sistemas é a possibilidade do balanceamento de carga, ou seja, quando um programa é admitido para execução, a carga de processamento de cada sistema é avaliada e o processador mais livre é escolhido. Depois de aceito para processamento, o programa é executado no mesmo processador até o seu término. Também é possível o compartilhamento de impressoras, discos e fitas, independentemente do sistema em que a aplicação esteja sendo processada. Este tipo de sistema distribuído é muitas vezes chamado de cluster.

- Descreva as diferenças entre multiprocessamento simétrico e assimétrico. Quais as

vantagens e desvantagens dos sistemas multiprocessador?

Multiprocessamento assimétrico é uma técnica para sistemas multiprocessados, onde somente um processador tem acesso ao núcleo (e suas estruturas) e realiza o papel de escalonador dos outros processadores, formando uma estrutura mestre-escravo. Já no multiprocessamento simétrico, cada processador executa uma cópia idêntica do SO e muitos processos podem executar de uma vez sem deterioração do desempenho, porém surgem problemas de sincronismo entre cada cópia do SO de cada processador.

A grande vantagem dos sistemas multiprocessador é o ganho de desempenho, ao processar mais de uma tarefa ao mesmo tempo, além da confiabilidade e economia. Suas desvantagens são os inconvenientes na gerência da execução paralela.

- Porque sistemas distribuídos são desejáveis?

Para solucionar complexos problemas computacionais, no entanto atualmente vem sendo largamente utilizado com outras finalidades, como em um sistema distribuído conectando vários computadores pela internet o qual está tipicamente envolvido com comunicação de dados.

- Qual é a diferença entre um trap e uma interrupção? Qual é o uso de cada uma das funções?

Ambas são exceções, ou seja, ambas desviam a CPU do fluxo de execução atual. A principal diferença é que as interrupções caracterizam eventos assíncronos gerados normalmente por algum dispositivo de hardware (I/O, relógio...) que interrompe a ativividade atual da CPU para que este evento seja tratado, isto é feito normalmente, através de rotinas pré-definidas no sistema operacional. Já a trap é gerada por software e indica algum evento de erro ou exceção, é normalmente utilizada para mudar o modo de execução do modo usuário para o modo kernel.

- Para que tipos de operações o DMA é útil? Quais as implicações de uma organização sem DMA na multiprogramação?

O DMA é útil para operações em que haja a necessidade da transferência de informação em blocos de algum dispositivo para a memória principal, com o intuito do uso posterior dos dados pela CPU. O DMA permite que os dados sejam transferidos sem a necessidade do gasto de computação durante a transferência, liberando a CPU para outro processamento durante este período. Após a conclusão da transferência, o chip DMA manda um sinal de interrupção para a CPU, informando-a do fim.

Uma organização sem DMA na multiprogramação, torna mais lenta a transferência de dados presente em uma operação de E/S, pois sempre que houver a transferência de dados entre a memória e o dispositivo, haverá utilização da CPU; enquanto que através do DMA, a configuração da transferência de vários blocos é feita somente no início da transação.

- Que características d e hardware (máquina) são necessárias para suportar proteção para o kernel do SO ? Explique brevemente cada característica e como elas permitem o kernel controlar os programas de usuário.

Proteção de memória – não deixa uma área de memória ser afetada por programas de outra área de memória. O kernel pode alocar os processos do usuário cada um com sua área de memória, não permitindo a invasão de um processo à área do outro ou à área do sistema. É feita através de registradores base e limite e do mapeamento de endereços físicos para endereços virtuais através da MMU.

Modos de operação – Restringe algumas instruções da CPU ao sistema. A operação em modo kernel tem acesso a todas as instruções do hardware, enquanto que em modo usuário, boa parte das instruções, principalmente de E/S e configuração, não estão disponíveis. Permite que somente o kernel tenha controle sobre os dispositivos de E/S, bem como a outras configurações.

Timer e Interrupções – Não deixa que um único job tenha monopólio sobre o sistema. Permite a execução de operações nos dispositivos de E/S em paralelo com o processamento de outro