Sistemas Distribu

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Sistemas Distribuídos

• Carlos A. G. Ferraz
• DI/UFPE
• Aula 03

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Tópicos

• Características
• Tendências
• Suporte à Programação Distribuída Introdução
• Conceitos

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Caracterização de SD

• Características principais -gt benefícios
• Compartilhamento de recursos
• Flexibilidade
• Concorrência
• (cont.)

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Características (cont.)

• Escalabilidade (operação efetiva e eficiente em
  qualquer escala)
• Robustez
• Tolerância a falhas
• Disponibilidade
• Transparência

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Tipos de Transparência

• Localização acesso sem conhecimento de
  localizacao
• Acesso operações idênticas para acesso local e
  remoto
• Migração sem afetar operação
• Concorrência sem interferência entre concorrentes

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Tipos de Transparência (cont.)

• Falha completar tarefas apesar de falhas
• Replicação sem conhecimento das réplicas
• Desempenho reconfigura sistema variando cargas
• Escala expansão sem mudanças na estrutura do
  sistema

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Tendências

• Multimídia distribuída
• Longa distância
• Redes de alta velocidade
• Problema Novas latências
• Interoperabilidade de plataformas distribuídas
  heterogêneas
• Diversas aplicações
• Computação móvel
• Agentes móveis
• Integração com CORBA

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Suporte à Programação Distribuída

• Sistemas Abertos (OSI ODP)
• Sistemas operacionais distribuídos
• Abordagem revolucionária
• Microkernels

Sistemas abertos e Aplicações
Emul. S.O.
Suporte a Ling.
....
....
Microkernel
Hardware
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Suporte à Programação Distribuída (cont.)

• Plataformas ODP
• Abordagem evolucionária

Sistemas abertos e Aplicações
Plataforma ODP
Sistema Operacional
Hardware
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Conceitos - Tópicos

• Processos e Threads
• Concorrência
• Sistemas Abertos
• Comunicação
• Sincronização
• Tolerância a Falhas
• Segurança
• Sistemas Distribuídos de Tempo-Real

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Processos e Threads

• Em sistemas operacionais tradicionais, cada
  processo tem um único espaço de endereço e uma
  única linha (thread) de controle

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Processos e Threads (cont.)

• É desejável ter múltiplos threads de controle
  compartilhando um espaço de endereço e executando
  em paralelo, como se fossem processos separados
• Concorrência é uma abstração importante porque o
  comportamento de muitos sistemas reais pode ser
  modelado sem detalhes desnecessários

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Processos e Threads (cont.)

• Threads são também chamados de processos
  peso-leve
• Executam sequencialmente e têm seu próprio
  contador de programa e pilha de execução
• Compartilham a CPU assim como processos - através
  de timesharing

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Processos e Threads (cont.)

• Diferentes threads em um processo não são tão
  independentes quanto diferentes processos - não
  são protegidos uns dos outros compartilham
  variáveis

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Processos e Threads (cont.)

• Múltiplos threads x múltiplos processos
  (servidores)
• Um servidor pode servir a vários clientes
  concorrentemente
• Interferência pode causar inconsistência nos
  dados compartilhados

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Processos e Threads (cont.)

• Pacote de threads conjunto de primitivas (ex.
  chamadas de bibliotecas)
• Criação estática e dinâmica de threads
• simplicidade x flexibilidade
• Compartilhamento de memória/variávies mutex
• Sincronização variável condicional - wait e
  wakeup

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Processos e Threads (cont.)

• Criação estática e dinâmica de processos
• Razões para a criação dinâmica
• Flexibilidade um sistema pode ser projetado sem
  saber de processos necessários
• Uso dinâmico de recursos um sistema pode
  precisar de diferentes conjuntos de recursos em
  tempos diferentes

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Processos e Threads (cont.)

• Razões para a criação dinâmica (cont.)
• Balanceamento de carga se a criação dinâmica de
  processos existe, processos adicionais podem ser
  criados para desempenhar a função sobrecarregada
  e alocados a processadores sub-utilizados.

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Processos e Threads (cont.)

• A criação estática (mais eficiente) é mais
  aplicável em sistemas embarcados (ex. aviões),
  onde
• A configuração do sistema é fixa
• A previsibilidade do desempenho é mais importante
  do que flexibilidade
• Sendo a configuração fixa, balanceamento de carga
  não é importante.

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Processos e Threads (cont.)

• Ligação dinâmica (dynamic binding) de processos
• Ligação estática, com endereçamento pré-definido,
  é inflexível e gera problema se um processo
  (servidor) migra ou é replicado, por exemplo -
  requer recompilação.

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Concorrência

• Região Crítica (RC)
• Exclusão mútua enquanto um processo estiver em
  sua RC, outros não podem estar em suas RCs
• Problemas
• Interrupção de instruções de máquina
• Ex A A 1 3 instruções
• (cont.)

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Concorrência (cont.)

• Problemas de exclusão mútua
• Entradas simultâneas em RCs
• Alternação
• Impasse (deadlock)

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Concorrência (cont.)

• Semáforo
• Primitivas - instruções não-interrompíveis
• P(s) e V(s) / Wait(s) e Signal(s)
• Primitivas de sincronização

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Concorrência (cont.)

• Monitor
• Construção de mais alto nível
• Baseada em procedimentos - mais bem estruturado
• Chamada a procedimento garante exclusão mútua

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Concorrência (cont.)

• Problemas clássicos representam abstrações de
  problemas
• Exclusão mútua sincronização (wait e signal)
• Produtor-Consumidor comunicação
• Leitores e Escritores acesso a banco de dados