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SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS

SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS. Introducción. *1945-1985 Computadoras grandes y costosas Las organizaciones tenían pocas computadoras No existía una forma de conectarlas Operaban de forma independiente. 10 millones de dólares -1 instrucción por segundo.

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SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS

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Presentation Transcript

  1. SISTEMAS OPERATIVOS DISTRIBUIDOS

  2. Introducción *1945-1985 • Computadoras grandes y costosas • Las organizaciones tenían pocas computadoras • No existía una forma de conectarlas • Operaban de forma independiente. • 10 millones de dólares -1 instrucción por segundo

  3. Dos avances tecnológicos fundamentales: 1980: • Microprocesadores poderosos y económicos con arquitecturas de 8, 16, 32 y 64 bits. • 1000 dólares –ejecutan 10 millones de instrucciones por segundo • Las Redes de área Local (LAN´s) • Permiten conectar docenas e incluso cientos de máquinas dentro de un edifico. • Transferir información en un milisegundo o tiempo parecido. • Cantidad de datos que pueden desplazarse entre las maquinas van de 10 a 100 millones de bits/s o más.

  4. RESULTADO DE ESTAS TECNOLOGIAS • Posible reunir sistemas de cómputo compuestos por un gran número de CPU conectados mediante una red de alta velocidad. • Estos reciben el nombre genérico de: SISTEMAS DISTRIBUIDOS

  5. Cuál es el problema? • En contraste con los SISTEMAS CENTRALIZADOS ( o sistemas de un solo procesador que constan de un CPU su memoria, periférico y algunas terminales). • El software, es radicalmente distinto . • Etapa de surgimiento.

  6. ¿Qué es un SISTEMA DISTRIBUIDO? • Según Tanenbaum : "una colección de computadoras independientes que aparecen ante los usuarios del sistema como una única computadora.”

  7. Aspectos • Hardware= Las maquinas son autónomas • Software=Los usuarios piensan que el sistema es como una única computadora.

  8. Ejemplos:

  9. Así que: • “Si el sistema se ve como un todo y actúa como un sistema de tiempo compartido clásico con un único procesador podría considerarse como un sistema distribuido”.

  10. Ejemplo 2:

  11. Entonces: • “Si todos los robots actúan como dispositivos periféricos unidos a la misma computadora central y el sistema se puede programar de esta manera se considera sistema distribuido”

  12. Ventajas S.D Vs S.C • Economía • Velocidad • Distribución inherente • Confiabilidad • Crecimiento por incrementos

  13. Ventajas Sistemas Distribuidos VS Centralizados • Economista: Herb Grosch Ley de Grosch= “El poder de computo es proporcional al cuadrado de su precio” • Si se paga el doble se obtiene 4 veces el desempeño……. Aja¡¡

  14. Costo: • En cuanto al costo: Limitarse a un gran número de CPUs baratos reunidos en mismo sistema. • S. Distribuidos tienen una proporción precio/desempeño mucho mejor que la de un sistema centralizado.

  15. Ciertas APLICACIONES SON DISTRIBUIDAS EN FORMA INHERENTE • Sistema Distribuido COMERCIAL: que el sistema se vea como una computadora para los programas de aplicación pero implantado de manera descentralizada con una computadora por sucursal.

  16. Mayor Confiabilidad: • Al distribuir la carga de trabajo en muchas maquinas la falla de un circuito descompondrá a lo más a una maquina y el resto seguirá intacto.

  17. Crecimiento por incremento: • Podria añadirse solo mas procesadores al sistema lo que permite un desarrollo gradual conforme surjan las necesidades.

  18. Ventajas S.D vs PC independiente • Datos compartidos • Dispositivos compartidos • Comunicación • Flexibilidad

  19. Ventajas Sistemas Distribuidos VS PC Independientes • -Necesidad de compartir datos • -Periféricos caros (impresoras, equipos de fotocomposición, dispositivos de almacenamiento masivo) • Para lograrlo es necesario conectar a las computadoras entre si: la conexión de las maquinas conduce a un sistema distribuido.

  20. Mayor flexibilidad potencial: • Posible tener una mezcla de computadoras personales y compartirlas y dejar q los trabajos se ejecuten de la forma más adecuada. • De esta manera la carga de trabajo se puede difundir entre computadoras de forma mas eficaz.

  21. Desventajas • Software • Redes • Seguridad

  22. DESVENTAJAS No existe mucha experiencia en el diseño e implantación y uso del software distribuido. – • ¿Qué tipos de S.O, lenguajes de programación y aplicaciones son adecuadas? ¿Cuánto deben saber los usuarios de la distribucion? Que tanto hace el sistema, que tanto hacen los usuarios?

  23. Desventajas • Redes de comunicación, pueden perder mensajes, lo que requiere un software especial para el manejo, y puede estar sobrecargado. • Al saturarse la red, esta se debe reemplazar o añadir una segunda lo que requerirá costos. • -Seguridad

  24. Sistemas Operativos Distribuidos CONCEPTOS DE HARDWARE

  25. Esquemas de Clasificación • Flynn (1972) • Características esenciales • Número de flujos de instrucciones • Número de flujos de datos

  26. SISD (Single Instruction, Single Data) • Computadoras Personales hasta Mainframes • SIMD (Single Instruction, Multiple Data) • Sumando todos los elementos de 64 vectores independientes • MISD (MultipleInstruction, Simple Data) • No existe computadora que se ajuste a este modelo • MIMD (MultipleInstruction, Multiple Data) • Sistema Distribuido

  27. Sistemas de Computo Paralelo y Distribuido

  28. Diferencia

  29. Cierta cantidad de CPU, conectados a un bus común, junto con un modulo de Memoria • CONFIGURACIÓN SENCILLA • Plano de Base (Backplane) de alta velocidad o tarjeta madre • Bus típico de 32 o 64 líneas de Dirección, 32 o 64 líneas de Datos y 32 o mas líneas de Control

  30. Características • - Uso de cache • Causas: • Bus sobrecargado • Bajo rendimiento • Tipos de caches a problemas: • - Escritura • - Monitor

  31. Figura. Multiprocesador con base en buses

  32. Dividir la memoria en módulos y conectarlos a las CPU con un conmutador de cruceta

  33. A) Conmutador de cruceta Desventaja Con n CPU y n memorias, se necesitan n2 conmutadores en los puntos de cruce. Si n es muy grande se necesitaran de una gran cantidad de conmutadores. B) Red Omega Con n CPU y n memorias, se necesita log2n etapas de conmutación, Cada una de las cuales tiene: nl2 conmutadores Para un total de (n log2n)/2 conmutadores

  34. Es similar, desde el punto de vista topológico, al multiprocesador basado en un bus. • Pero se tomaran aspectos como: • Menos trafico • No es necesario de un backplane de alta velocidad • Enlace para una LAN de menor velocidad

  35. Dos topologías populares a) retícula b) hipercubo

  36. Conceptos de Software

  37. Contenido Conceptos de Software • Sistemas operativos de redes • Sistemas realmente distribuidos • Sistemas de multiprocesador con tiempo compartido

  38. Conceptos de Software • Los S. O. no se pueden encasillar fácilmente, como el hardware, pero se los puede clasificar en dos tipos: • Débilmente acoplados. • Fuertemente acoplados.

  39. Conceptos de Software Débilmente acoplados • Permite que las máquinas y usuarios sean independientes entre sí. • Facilita que interactúen en cierto grado cuando sea necesario. • Los equipos individuales se distinguen fácilmente.

  40. Sistemas operativos de redes • Software débilmente acoplado en hardware débilmente acoplado. • Solución muy utilizada. • Ejemplo: Red de estación de trabajo conectadas mediante una LAN.

  41. Sistemas operativos de redes Ejemplo: Red de estación de trabajo conectadas mediante una LAN. • Cada usuario tiene una estación de trabajo para su uso: • Tiene su propio S. O. • La mayoría de los requerimientos se resuelven localmente. • Es posible que un usuario se conecte de manera remota con otra estación de trabajo.

  42. Sistemas operativos de redes • Servidores de Archivos • Aceptan solicitudes para la lectura y escritura de archivos. Servidor de archivos Clientes Discos donde se almacena el sistema compartido de archivos Solicitud LAN Respuesta Dos clientes y un servidor en un sistema operativo de red

  43. Sistemas operativos de redes Servidor 1 juego Servidor 2 trabajo Cliente 1 Cliente 2 Pacman Pacchild pacwoman Correo Noticias otros (a) Cliente 2 Cliente 1 Juego Juego Trabajo Pacman Pacchild Pacwoman Trabajo Pacman Pacchild pacwoman Correo Noticias otros Correo Noticias otros (b) (c) Los diversos clientes pueden montar los servidores en diversos lugares

  44. Sistemas realmente distribuidos • Software fuertemente acoplado en un hardware débilmente acoplado. Objetivo: • Crear la ilusión que toda la red de computadoras es un sistema de tiempo compartido. Imagen de único sistema

  45. Sistemas realmente distribuidos • También se define un sistema distribuido como aquel que se ejecuta en una colección de máquinas enlazadas mediante una red pero que actúan como un uniprocesador virtual.

  46. Sistemas realmente distribuidos ¿Cuáles son algunas de las características de un sistema distribuido? • Debe existir un mecanismo de comunicación global entre los procesos. • Debe existir un esquema global de protección. • La administración de procesos debe ser la misma en todas partes. • Un sistema global de archivos

  47. Sistemas de multiprocesador con tiempo compartido • Software y Hardware fuertemente acoplados. Característica de este tipo de sistema: • La existencia de una cola de ejecución: una lista con todos los procesos en el sistema que no están bloqueados en forma lógica y listos para su ejecución.

  48. Sistemas de multiprocesador con tiempo compartido E listo D listo CPU 1 CPU 2 CPU 3 C ejecución B ejecución Disco Proceso A en ejecución Proceso B en ejecución Proceso C en ejecución A ejecución Cola de ejec D, E cache cache cache Sistema Operativo Bus Un multiprocesador con una cola de ejecución

  49. Comparación de tres formas distintas de organizar n CPU

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