Aula_13 - Sistemas com Múltiplos Processadores

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Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Cap. 13 – Sistemas com Múltiplos Processadores 
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Arquitetura de Sistemas Operacionais
Francis Berenger Machado
Luiz Paulo Maia
Capítulo 13
Sistemas com Múltiplos Processadores
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Cap. 13 – Sistemas com Múltiplos Processadores 
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Sumário
Introdução  
Vantagem e Desvantagens  
Tipos de Sistemas Computacionais  
Sistemas Fortemente e Fracamente Acoplados 
Sistemas com Múltiplos Processadores Simétricos  
Evolução dos Sistemas Simétricos  
Arquitetura dos Sistemas Simétricos  
Sistemas NUMA  
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Cap. 13 – Sistemas com Múltiplos Processadores 
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Sumário
Clusters  
Sistemas Operacionais de Rede  
Sistemas Distribuídos  
Transparência  
Tolerância a Falhas  
Imagem Única do Sistema 
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Cap. 13 – Sistemas com Múltiplos Processadores 
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Vantagens e Desvantagens
Desempenho
Escalabilidade
Relação custo/desempenho
Tolerância a falhas e disponibilidade 
Balanceamento de carga 
Problemas de comunicação e sincronização 
Organizar de forma eficiente os processadores 
Tolerância contra falhas é dependente do sistema operacional 
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Tipos de Sistemas Computacionais
SISD 
(Single Instruction Single Data) 
SIMD 
(Single Instruction Multiple Data) 
MISD 
(Multiple Instruction Single Data) 
MIMD 
(Multiple Instruction Multiple Data) 
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Sistemas Fortemente e Fracamente Acoplados 
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Sistemas Fortemente e Fracamente Acoplados 
Sistemas com múltiplos processadores 
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
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Arquitetura dos Sistemas Simétricos 
Barramento único 
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Arquitetura dos Sistemas Simétricos
Barramento único com cache 
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Arquitetura dos Sistemas Simétricos
Barramento cruzado comutado 
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Arquitetura dos Sistemas Simétricos
Rede Omega 
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Sistemas NUMA 
Exemplo de arquitetura NUMA 
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Sistemas NUMA
Topologias NUMA 
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Sistemas NUMA
Topologias NUMA
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Sistemas NUMA
Topologias NUMA
Arquitetura de Sistemas Operacionais – Machado/Maia
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Sistemas NUMA
Arquitetura DASH 
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Sistemas NUMA
Arquitetura do Multiplus 
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Clusters 
Exemplo de cluster 
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Sistemas Operacionais de Rede
Rede de computadores 
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Sistemas Operacionais de Rede
Topologias de redes de computadores 
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Sistemas Operacionais de Rede
Topologias de redes de computadores
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Sistemas Distribuídos 
Sistema distribuído 
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Sistemas Distribuídos 
Transparência
Transparência de acesso
Transparência de localização 
Transparência de migração
Transparência de replicação
Transparência de concorrência
Transparência de paralelismo
Transparência no desempenho
Transparência de escalabilidade
Transparência a falhas
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Sistemas Distribuídos 
Tolerância a falhas
Garantir que, em caso de problema em um de seus componentes, as aplicações continuem sendo processadas sem qualquer interrupção ou intervenção do usuário, de forma totalmente transparente
Tolerância a falhas de hardware é facilmente oferecida utilizando-se componentes redundantes
Tolerância a falhas de software é bem mais complexa de implementar
Com a tolerância a falhas, é possível também oferecer alta disponibilidade e confiabilidade
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Sistemas Distribuídos 
Imagem única do sistema
A maior dificuldade em implementar um sistema distribuído é a complexidade em criar para os usuários e suas aplicações uma imagem única do sistema, a partir de um conjunto de sistemas autônomos
Capacidade de lidar com os diversos problemas de comunicação existentes em um ambiente fracamente acoplado
O sistema precisa oferecer tolerância a falhas de forma 
Exige mecanismos mais complexos e lentos para manter a integridade e segurança dos dados 
Um dos grandes desafios para a adoção de sistemas distribuídos é a dificuldade no desenvolvimento de aplicações paralelas