1 - Conceitos

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Sistemas Distribuidos
Raphael Winckler de Bettio
 
Histórico
● Histórico
● Conceitos
● Características
● Exemplos
● Discussão
 
Histórico
● 1945 iniciou a era dos computadores 
modernos
● Apenas um computador
● Não eram interligados
 
Histórico
● 1980 (Dois grandes eventos)
– Desenvolvimento de MicroProcessadores
● Dez milhões de dólares → 1 instrução
● Mil dólares → 1 bilhão de instruções
● MainFrame x Celular
– Invenção das Redes de Computadores
● Redes Locais (LANs)
 
Histórico
Comunicação
Dentro de uma
organização
 
Histórico
Computadores
Programas
 
Conceito
”Um sistema distribuido é aquele no qual os 
componentes localizados em computadores 
interligados em rede se comunicam e 
coordenam suas ações apenas passando 
mensagens”. Couloris, Dollimore e Kindberg
 
Conceito
”Um sistema distribuido é um conjunto de 
computadores independentes que se 
apresenta a seus usuários como um sistema 
único e coerente”. Tanenbaum
 
Conceito
● Diversos aspectos importantes
– SD consiste em componentes autônomos 
(computadores)
– Usuários (pessoas ou programas) acham que 
estão lidando com um único sistema.
● Significa que de uma forma ou outra os 
componentes devem colaborar
● Como estabelecer essa comunicação é o 
cerne dos Sistemas Distribuidos
 
Conceito
● Características desejáveis:
– Fácil acesso aos recursos
– Ocultar ao máximo o fato dos recursos serem 
distribuidos (Transparência)
– Capacidade de ser expandido 
(Escalabilidade)
 
Acesso a Recursos
● Exemplos típicos
– Impressoras
– Armazenamento
– Páginas Web
– Redes
 
Transparência
● Um SD é capaz de se apresentar aos 
usuários e aplicações como se fosse um 
único sistema de computador
Internet
 
Transparência
● Acesso
● Localização
● Migração
● Relocação
● Replicação
● Concorrência
● Falha
 
Transparência - Acesso
● Acesso: Oculta diferenças na representação 
de dados no modo de acesso a um recurso
– Páginas WEB
 
Transparência - Localização
● Oculta o lugar onde o recurso está localizado
 
Transparência - Migração
● Oculta que um recurso pode ser movido para 
outra localização
Ontem
Hoje
Amanhã???
 
Transparência - Relocação
● Oculta que um recurso pode ser movido para 
uma outra localização enquanto em uso
 
Transparência - Replicação
● Oculta que um recurso é replicado
 
Transparência - Concorrência
● Oculta que um recurso pode ser 
compartilhado por diversos usuários 
concorrentes
 
Transparência - Falha
● Oculta a falha e recuperação de um recurso
 
Escalabilidade
● Pode ser medida em no mínimo três 
dimensões
– Relação ao Tamanho
– Termos Geográficos
– Termos Administrativos
Neuman, 1994
 
Escalabilidade - Tamanho
● Facilidade de adicionar mais recursos e 
usuários
Internet
1,73 bilhões em 2009
Alguns cientistas em 1990 no CERN
 
Escalabilidade - Geográficos
● Os recursos podem estar longe um dos outros
Internet
 
Escalabilidade - Administrativos
● Ainda pode ser fácil de gerenciar, mesmo que 
abranja muitas organizações administrativas 
diferentes.
Internet
 
Ciladas
● A rede é confiável
● A rede é segura
● A rede é homogênea
● A topologia não muda
● A latência é zero
● A largura de banda é infinita
● O custo de transporte é zero
● Há só um administrador
Tanenbaum
 
Tipos
● Sistemas de computação distribuídos
– Computação em Cluster
– Computação em Grade
● Sistemas de informação distribuídos
– Processamento de Transações
– Integração de aplicações empresariais
● Sistemas distribuidos pervasivos
– Sistemas Domésticos
– Sistemas eletrônicos para tratamento de saúde
– Redes de sensores
 
Cluster
● Tornaram-se populares quando a razão 
preço/desempenho dos computadores 
populares melhorou.
● Mais barato utilizar vários microcomputadores 
funcionando em conjunto do que um 
supercomputador
● Na maioria dos casos clusters são usados 
para processamento paralelo, ou seja, uma 
mesma aplicação rodando em vários 
computadores ao mesmo tempo
 
Cluster
Tomcat
10 usuários
100 usuários
1.000 usuários
1.000.000 usuários ????
 
Cluster
Controlador
 
Grade
● Alto grau de Heterogeneidade
– Computadores, SO e serviços diferentes
● Diferentes recursos de uma organização são 
reunidos de forma a permitir a colaboração de 
um grupo de pessoas/instituições
 
Grade
● SOA (Service Oriented Architecture)
– Arquitetura Orientada a Serviços 
Analisar capacidade de Crédito
C++
Verificar Dívidas Pendentes
Java
Liberar Dinheiro
Cobol
Novo Programa
 
Grade
Barramento de serviços
Analisar capacidade de Crédito
C++
Verificar Dívidas Pendentes
Java
Liberar Dinheiro
Cobol
 
Grade
Barramento de serviços
 
Processamento de Transações
● Atomicidade: Para o mundo exterior, a 
transação acontece como se fosse indivisivel
Atualiza a tabela PESSOAS
Atualiza a tabela ENDEREÇOS
Atualiza a tabela SALDO
 
Processamento de Transações
Cartão
de Crédito
SubTransação
Registro da
Passagem
SubTransação
Transação
 
Integração de Aplicações 
Empresariais
● Integrar sistemas independente de seus 
bancos de dados
Banco de Dados Geral
Cadastro de Pessoas
Movimentação de Saldo
Cadastro de Processos
...
 
Integração de Aplicações 
Empresariais
Middleware
 
SD Pervasivos
● Caracterizados por:
– Pequeno Tamanho
– Alimentação por bateria
– Mobilidade
 
SD Pervasivos
● Sistemas Domésticos
● Sistemas Eletrônicos para Tratamento de 
Saúde
● Redes de Sensores
 
Sistemas Domésticos
 
Tratamento de Saúde
● BAN (Body area 
Network)
● Deve incomodar a 
pessoa o mínimo 
possível
● Deve funcionar 
quando a pessoa 
estiver em 
movimento sem que 
precise fios
 
Redes de Sensores
● Em geral usa comunicação sem fio
● Possui milhares de nós relativamente 
pequenos
● Filme Twister – Caçadores de Furacões
 
Exemplos
● Internet/Intranets – Visto durante a parte conceitual
● Computação Móvel – Visto durante a parte conceitual
● Computação em Núvem
● Emule/Kaaza
● Seti@Home
 
Exemplos 
Computação em Nuvem
● Cloud Computing
– Memória e Capacidade de Armazenamento 
em servidores compartilhados e interligados 
pela internet
 
Exemplos – Peer-to-Peer
Kaaza/eMule
● Peer-to-Peer
– Descentralização de funções
– Cada nó é server e cliente
 
Exemplo
SETI@HOME
● SETI Institute
– Filme Contato
– Explorar, Entender e Explicar a origem, 
natureza e a ”Prevalence” 
● Estatistica de População ou Numero de casos.
 
Discussão/Trabalho
● 5 tipos de recursos (hardware/software) que 
possam ser compartilhados
● Selecione 2 ”Ciladas” e explique como elas 
poderiam interferir em um SD.
● Emule/Kazza – Discutam as caracteristicas de 
Transparência
● Quais são as vantagens/desvantagens de um 
SD?
 
Bibliografia
● Tanenbaum. Andrew S., Steen. Maarten 
Van. Sistemas Distribuidos – Princípios e 
Paradigmas.
● Coulouris George, Dollimore Jean, 
Kindberg Tim. Sistemas Distribuídos – 
Conceitos e Projeto
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