Aula 2 Sistemas Mainframes

Aula 2 Sistemas Mainframes


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Prof. Esp. Manoel Pedro
Sistemas Mainframes
Sistemas Operacionais
Sistemas Mainframe
quinta-feira, 9 de setembro de 2010
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O que é um Mainframe? 
Um mainframe é um computador de grande porte, dedicado normalmente ao processamento de um volume grande de informações. Os mainframes são capazes de oferecer serviços de processamento a milhares de usuários através de milhares de terminais conectados diretamente ou através de uma rede.
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Os sistemas de computação mainframe foram os primeiros computadores usados para atender a muitas aplicações comerciais e cientificas
São classificados em:
Sistemas Batch
Sistemas Multiprogramados
Sistemas de Tempo Compartilhado
Sistemas Mainframe
Sistemas Batch
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Os computadores eram, fisicamente, maquinas enormes operadas a partir de um console. Os dispositivos de entrada corriqueiros eram as leitoras de cartão e os drives de fita. Os dispositivos comuns da saída eram as impressoras de linha, os drives de fita e as perfuradoras de cartões
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Sistemas Batch
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Nos sistemas Batch os usuários não interagiam com o sistema operacional, eles preparavam um job. Um Job é uma tarefa a ser executada pelo sistema, consiste num programa, em dados e alguma informação de controle.
Os sistemas operacionais nestes computadores iniciais era um tanto simples. Sua maior tarefa era transferir automaticamente o controle de um job ao seguinte. O sistema estava sempre residente na memória.
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Sistemas Batch
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Neste Ambiente de execução, a CPU estava freqüentemente ociosa. As velocidades dos dispositivos mecânicos de I/O eram muito mais baixas dos que as dos dispositivos eletrônicos.
CPU Lenta \u2013 Trabalha em escala de microssegundos com milhões de instruções executadas por segundo.
Uma Leitora de cartão rápida \u2013 pode ler 1200 cartões por minuto ou 20 cartões por segundo.
Com o tempo e os avanços tecnológicos e a introdução de discos os dispositivos de I/O ficam mais rapido, entretanto a velocidade da CPU aumenta com maior expressão, não resolvendo assim o problema de I/O.
I/O \u2013 Entrada e Saída de dados
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- A introdução da tecnologia de discos permitiu ao sistema operacional deixar todos os Jobs em um disco, em vez de uma leitora de cartão serial. Com acesso direto a vários Jobs , o sistema operacional pode executar o agendamento (scheduling) dos Jobs de modo a utilizar os recursos executar as tarefas eficientemente.
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Sistemas Multiprogramados
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 O aspecto mais importante do agendamento dos Jobs é a capacidade de Multiprogramar. Um único usuário não pode, em geral, manter tanto tempo a CPU como os dispositivos de I/O ocupados durante todo o tempo. 
 A multiprogramação aumenta a utilização da CPU organizando os jobs de modo que a CPU tenha sempre um deles para execultar.
A idéia : Transforma os Jobs em fila, e executar um a um, quando o que está sendo executado solicita um I/O, o sistema executa o próximo da fila a assim na seqüência. Quando a solicitação de I/O e atendida ele retorna a fila.
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 A multiprogramação é a primeira instância na qual o sistema operacional deve tomar decisões em favor dos usuários.
 Todos os Jobs que entram no sistema são mantidos na fila de Jobs. Esta fila compõe-se de todos os processos residentes em disco aguardando alocação na memória principal. 
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 A tomada dessa decisão corresponde ao agendamento dos Jobs. Quando o sistema operacional seleciona um Job da fila, carrega na memória para execução. A manutenção de vários programas em memória ao mesmo tempo requer alguma forma de gerenciamento da memória.( característica do sistema multiprogramado )
 Logo temos diversos Jobs prontos para serem executados, essa toma de decisão é o agendamento de CPU. ( característica do sistema multiprogramado )
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Sistemas de Tempo Compartilhado.
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Finalmente, múltiplos Jobs executando concorrentemente exigem que as suas capacidades de afetar uns ao outros sejam limitadas em todas as fases do sistema operacional, incluindo o agendamento de processos, o armazenamento em disco e o gerenciamento de memória.
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Sistemas Batch Multiprogramado propiciam um ambiente onde os diversos recursos de sistema (por exemplo, CPU, memória, dispositivos periféricos) são utilizados eficientemente, mais não propiciam a interação do usuário com os sistema computacional. Tempo Compartilhado ( ou multitarefa) é uma extensão da multiprogramação. 
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 Em um Sistema Tempo Compartilhado a CPU executa múltiplos jobs permutando entre eles com tanta freqüência que o usuário pode interagir com cada programa enquanto ele esta em execução.
Um sistema de computação interativos (ou hands-on) proporciona comunicação direta entre o usuário e o sistema. Os usuários interagem diretamente via teclado ou mouse.
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Sistemas de Tempo Compartilhado.
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 Um sistema operacional de tempo compartilhando permite que muitos usuários compartilhem o computador simultaneamente.
Como o sistema permuta rapidamente entre os Jobs dos usuários, cada usuário tem a impressão que os sistema está dedicado ao seu uso, mesmo que ele esteja sendo compartilhado entre muitos usuários. 
Exemplos?
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Sistemas de Tempo Compartilhado.
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 Os usuários fornecem instruções para o sistema operacional ou para algum programa, diretamente, usando um teclado ou um mouse, e aguarda por resultados imediatos. Em contra partida, o tempo de resposta precisa ser curto, normalmente em torno de 1 segundo.
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 Cada usuário tem pelo menos um programa separado na memória. Um programa carregado na memória e em execução é comumente chamado de processo
Quando um processo entra em execução, ele normalmente é executado por apenas um curto tempo antes de termine ou necessite de executa um I/O .
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 A solicitação de I/O pode ser interativa; isto é, a saída é exibida ao usuário na tela ou em qual quer outros dispositivos de saída e a entrada por teclado, mouse ou outro.
 considerando que a solicitação de I/O interativa depende da velocidade do usuário, isso pode levar um longo tempo para se completar o sistema operacional aloca os recursos automaticamente para os outros usuários.
Exemplos?
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 Sistemas operacional de tempo compartilhado são mais complexos do que os sistemas multiprogramados . Em ambos, diversos jobs devem ser mantidos simultaneamente na memória, logo o sistema precisa de um gerenciamento e proteção de memória. Para obter um bom tempo de resposta os jobs permutam entre a memória principal e o disco, que funciona como uma memória de retaguarda. ( memória secundaria) 
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 Um método comum para atingir esse objetivo é a utilização de memória virtual, uma técnica que permite a execução a execução de um job que não está totalmente na memória.
A vantagem da memória virtual e a execução de programas maiores que a memória física. Fazendo que os programadores não se preocupem mais com as limitações de armazenamento de memória. 
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Sistemas de Tempo Compartilhado.