Unidade III FUNDAMENTOS DE SISTEMAS. Prof. Victor Halla

Unidade III

FUNDAMENTOS DE SISTEMAS

OPERACIONAIS

OPERACIONAIS

Conteúdo

Arquitetura de processadores

Atualmente os processadores podem ser divididos em 2 arquiteturas:

ƒ 32 bits (i386 e x86); ƒ 64 bits (x86_64);

Processadores antigos utilizam 8 e 16 bits; Processadores antigos utilizam 8 e 16 bits; Outras arquiteturas como ia64 (HP Itanium) ou mesmo o PPC (PowerPc utilizado no Mac);

Representa a quantidade de dados que o

d t b lh d d

processador consegue trabalhar de cada vez;

Diferenças 16, 32 e 64 bits

ƒ Com 16 bits um processador pode

manipular um número de valor até 65.535;

ƒ Com 32 bits um processador pode

manipular um número de valor até 4.294.967.296;

ƒ Com 64 bits um processador pode

manipular um número de valor até 18.446.744.073.709.551.616;

ƒ Se um processador de 16 bits precisar p p

fazer um operação com o numero 100.000, ele precisará fazer em duas vezes;

Diferenças 16, 32 e 64 bits

ƒ Versões de 64 bits podem utilizar mais

memória reduzindo o tempo despendido na permuta de processos para dentro e para fora da memória;

Problemas entre 32 e 64 bits

ƒ Alguns processadores como o Itanium

não suportam sistema operacionais 32 bits, assim apenas aplicações 64 bits podem ser executadas sobre esta plataforma !

Características do núcleo

ƒ Atualmente processadores podem ter 1

ou mais núcleos;

ƒ Não equivale a ter dois processadores

simultâneos mas produz um resultado parecido;

Cache de memória

ƒ No lobo temporal do cérebro, os seres

humanos armazenam as informações recentes, como as mais utilizadas diariamente. Por exemplo, se alguém pergunta quanto é 2+2, a resposta vem logo à ponta da língua: 4

logo à ponta da língua: 4

ƒ Entretanto, se alguém quiser o resultado

exato da raiz quadrada de 111 é muito provável que não obtenha a resposta de imediato.

ƒ Todos os computadores, a partir do 486,

possuem memória cache no próprio processador.

Interatividade

Qual a principal vantagem do uso de processadores 64 bits?

a) Menor consumo de energia;

b) Consegue executar mais tarefas simultaneamente;;

c) Um editor de texto pode ter seu desempenho aumentando em 50%; d) Pode processar muito mais dados em

um ciclo; ) NDA

Barramento, clock

ƒ Indicar onde se encontram os dados a

serem processados ou para onde devem ser enviados;

ƒ Atividades necessitam de sincronização,

assim o clock atua como um sinal de sincronização;

ƒ A medição do clock é feita em hertz (Hz); ƒ O barramento possui um clock diferente

Conjunto de instruções

ƒ Um conjunto de instruções é uma lista

de todas as instruções, e todas suas variações, que um processador (ou, no caso de uma máquina virtual, um

intérprete) pode executar;

ƒ Aritmética, como somar e subtrair. ƒ Instruções de lógica, como E, OU, e

NÃO.

ƒ Instruções de dados, como mover-se,

entrada, saída, carregar e armazenar;, , g ;

ƒ Instruções de controle de fluxo, tais

como goto, se ... Goto, chamada e retorno

Compatibilidades

ƒ A escolha do processador deve ser uma

das primeiras decisões de quem vai

comprar um computador novo, pois dela depende a seleção de outros

componentes como a placa-mãe e a memória;

memória;

ƒ A placa-mãe é uma placa de circuito

impresso que serve como base e é responsável pela instalação e

comunicação de todos os demais

componentes entre eles o processador componentes, entre eles o processador, a memória RAM, as placas

controladoras, o bios, a bateria, o

chipset, os conectores, os circuitos de apoio, etc

Compatibilidades

ƒ Processadores 386 eram soldados ou

encaixados em soquetes de pressão;

ƒ Processadores 486 marcou a introdução

Dispositivos móveis

ƒ Um processador móvel é um

processador central projetado para economizar energia. Pode ser

encontrado nos computadores portáteis e telefones celulares;

Características:

ƒ Consumo reduzido de energia; ƒ Menor dissipação de calor; ƒ Menor tamanho;

Virtualização

ƒ Na ciência da computação, máquina

virtual é o nome dado a uma máquina, implementada através de software, que executa programas como um

computador real.

ƒ “Em uma definição livre, virtualização é

o processo de executar vários sistemas operacionais em um único equipamento. Uma máquina virtual é um ambiente

operacional completo que se comporta como se fosse um computador

como se fosse um computador

independente. Com a virtualização, um servidor pode manter vários sistemas operacionais em uso” (Fonte: HP

-http://www.hp.com/latam/br/pyme/solucoes/apr _solucoes_01.html)

Histórico I

ƒ De acordo com a VMware, virtualização

foi desenvolvida inicialmente em 1960 para permitir um melhor uso do

hardware dos mainframes.

ƒ Sua primeira implementação foi realizada

a quase 30 anos pela IBM através da criação de partições lógicas do

mainframe, criando assim maquinas virtuais isoladas.

ƒ Entre 1980 e 1990, a virtualização foi

abandonada devido a grande expansão das aplicações cliente- servidor através do uso equipamentos de baixo custo (plataforma x86) para computação distribuída.

Histórico II

ƒ Este movimento de transição para

computação distribuída, inicialmente demonstrou ser uma solução com melhor custo, devido os altos preços pagos para sustentar a infra-estrutura de um mainframe Esta nova solução ainda um mainframe. Esta nova solução ainda possibilitava o desenvolvimento de

aplicações mais atrativas para os usuários.

Interatividade

Porque a computação distribuída tornou-se um problema?

a) Aumento de custos de gerenciamento de hardware e software;

b) Uso ineficiente do hardware;) ; c) Custos altos de infraestrutura; d) Todas alternativas anteriores; e) NDA;

Desafios

O grande crescimento da infra-estrutura de computação distribuída através da adoção de sistemas operacionais como Windows e Linux, trouxeram novos desafios e

problemas como:

ƒ Subutilização dos recursos;

ƒ Aumento dos custos de infra-estrutura; ƒ Aumento dos custos de gerenciamento; ƒ Aumento do downtime das aplicações;

Motivação

ƒ Para endereçar alguns destes desafios,

em 1999, a VMware introduziu a virtualização para a plataforma de hardware x86.

Tipos de virtualização

ƒ Nativa: atua como uma aplicação que

roda sobre um sistema operacional. Suas principais vantagens incluem a

possibilidade de priorizar o uso de CPU e facilmente executar múltiplos ambientes virtuais simultaneamente

virtuais simultaneamente.

ƒ Virtualização em nível de Sistema

Operacional: são métodos de isolar diferente instâncias do sistema

operacional enquanto compartilha o mesmo hardware Nesta solução mesmo hardware. Nesta solução, normalmente não são executados sistemas operacionais diferentes.

Tipos de virtualização

ƒ Para-virtualização (Hypervisor): o nível

de performance e controle sobre o hardware é maior que a virtualização nativa, podendo dedicar processadores individuais, memórias, discos, etc. Isto acontece pois não existe um sistema acontece pois não existe um sistema operacional entre o hardware e a

aplicação de virtualização. A aplicação de virtualização é um sistema

Vantagens da virtualização

ƒ Gerenciamento centralizado ƒ Instalações simplificadas

ƒ Facilidade para a execução de backups ƒ Suporte e manutenção simplificados

ê

ƒ Independência de Hardware

ƒ Disponibilização de novos desktops

reduzida para alguns minutos;

ƒ Migração de desktops para novo

hardware de forma transparente;p ;

ƒ Maior disponibilidade e mais fácil

recuperação

ƒ Compatibilidade total com as aplicações ƒ Economia de espaço físico;

Inconvenientes da virtualização

ƒ Grande Consumo de espaço em disco; ƒ Dificuldade no acesso direto a hardware,

como por exemplo placas gráficas ou dispositivos USB;

Serviços de virtualização

ƒ Cenários de Estação de Trabalho

Otimizada;

ƒ Computação de Utilitário/Dinâmica; ƒ Teste e Desenvolvimento;;

ƒ Segurança; ƒ Hospedagem;

O que pode ser virtualizado?

Hoje praticamente qualquer sistema pode ser virtualizado, como:

ƒ Servidores (e-mail, banco de dados, etc.); ƒ Estações de Trabalho;

ƒ Switches; ƒ Switches; ƒ Roteadores; ƒ Firewall

Riscos da virtualização

ƒ Falta de envolvimento do time de

segurança;

ƒ Vulnerabilidade na camada de

virtualização;

ƒ Risco na comunicação entre máquinas ç q

virtuais;

ƒ Cargas de trabalho em um servidor físico

sem separação suficiente;

ƒ Falta no controle no acesso à camada de

virtualização; virtualização;

ƒ Risco de separação de funções de rede e

Virtualização servidor

Antes

Interatividade

Qual das alternativas pode ser um inconveniente da virtualização: a) Gerenciamento centralizado; b) Instalações simplificadas;

c) Falta de envolvimento do time de c) Falta de envolvimento do time de

segurança;

d) Dificuldade no acesso direto a hardware, como por exemplo placas gráficas ou dispositivos USB

) NDA e) NDA;

O que é necessário?

Servidor com capacidade para rodar maquinas virtuais:

ƒ Processadores; ƒ Memória RAM;

ƒ Interfaces de Rede; ƒ Interfaces de Rede;

Processadores

ƒ Atualmente os processadores estão cada

vez mais avançados, utilizando diversos core;

ƒ A computação atual não consegue fazer

o uso adequado de processadores com muitos core;

ƒ A virtualização pode fazer uso mais

adequado dos processadores;

ƒ É possível dividir processadores entre

maquinas virtuais, ou mesmo, dividir o q , , clock;

Memória

ƒ A virtualização faz uso de muita memória

RAM, pois precisa reservar um espaço de memória para cada servidor virtual;

Interfaces de rede

ƒ Como os servidores precisam ser

acessados por cliente e trocar informações, a interface de rede é fundamental;

ƒ Atualmente interfaces utilizadas são

Gigabit, porem o uso de múltiplas interfaces já é comum;

ƒ Alguns sistemas já utilizam interfaces de

Armazenamento em disco

ƒ Este é um fator critico para qualquer

sistema de virtualização;

ƒ Em linhas gerais utiliza-se de uma SAN

(Storage Area Network) que consiste de uma rede de fibra ótica com taxas de transferência de 1Giga a 8Giga bits;

ƒ O I/O de disco é sempre fundamental

Exemplo arquitetura

Rede

Virtual

Gerencia de continuidade

ƒ A Gestão da Continuidade dos Negócios

(GCN) é algo relativamente novo, resultado da fusão dos Planos de Contingência e dos Planos de

Recuperação de Desastres, que objetiva garantir a recuperação de um ambiente garantir a recuperação de um ambiente de produção, independentemente de eventos que suspendam suas operações e de danos nos componentes

(processos, pessoas, softwares,

hardware, infra-estrutura etc.) por ele a d a e, a est utu a etc ) po e e utilizados

Falhas de sistemas

8% foram causados por desastres naturais; 77% das interrupções foram causadas por falha humana;

ƒ falha humana (10%); ƒ falha de software (27%) ƒ falha de software (27%) ƒ falha de hardware (23%);

Interatividade

Do ponto de vista de arquitetura qual seria o componente mais critico em um ambiente virtual? a) Disco Rígido; b) CD-ROM;) ; c) Teclado; d) Interface de Rede; e) NDA;