Sistemas Concurrentes Y Distribuidos

Desarrollar potentes microprocesadores. Inicialmente, las máquinas de 8 bits estaban disponibles, luego las CPU de 16 bits, 32 bits e incluso 64 bits se volvieron comunes. El segundo desarrollo fue la invención de la red de área local (LAN) de alta velocidad. Una red de área local (LAN) permite que decenas o incluso cientos de dispositivos en un edificio se conecten para compartir datos.

Es un conjunto de programas informáticos que utilizan recursos computacionales en varios nodos de cálculo distintos para lograr un objetivo compartido común. La finalidad de los sistemas distribuidos es eliminar los cuellos de botella o los puntos de error centrales de un sistema.

Por unos pocos cientos de dólares, puede comprar un chip de CPU que puede ejecutar más instrucciones por segundo que uno de los mainframes más grandes de la década de 1980, y bastante más rápido.

Entonces, la primera razón de la tendencia hacia los sistemas distribuidos es que estos sistemas pueden tener una mejor relación precio/rendimiento que los sistemas centralizados. Además, los sistemas distribuidos son más fiables, flexibles, transparentes y escalables.

El poder de cómputo de CPU es proporcional al cuadrado de su precio. Si se paga el doble se obtiene cuatro veces el desempeño. Esta observación encajó bien en la tecnología mainframe de su tiempo y provocó que muchas organizaciones comprarán una sola máquina la más grande que pudieran conseguir. Con la tecnología del microprocesador, la ley de Grosch ya no es válida.

El número de flujos de instrucciones y el número de flujos de datos.

•SISD (Single Instruction Single Data).: Simple flujo de instrucciones, simple flujo de datos
•MISD (Multiple Instruction Single Data).: Múltiple flujo de instrucciones, simple flujo de datos.
•SIMD (Single Instruction Multiple Data).: Simple flujo de instrucciones, múltiple flujo de datos.
•MIMD (Multiple Instruction Multiple Data).: Múltiple flujo de instrucciones, múltiple flujo de datos.

Máquina NUMA (Non Uniform Memory Access) Acceso no uniforme a la memoria. Tienen mejor tiempo promedio de acceso que las máquinas basadas en redes omega. Necesitan complejos algoritmos para la buena colocación del software.

sistema con software fuertemente acoplado y hardware débilmente acoplado

La principal característica de este tipo de sistema es la presencia de una cola de ejecución: una lista de todos los procesos del sistema que no están lógicamente bloqueados y que están listos para ejecutarse. Una cola de ejecución es una estructura de datos que reside en la memoria compartida.

El planificador debe actuar como una sección crítica para evitar que dos CPU seleccionen el mismo proceso para su ejecución inmediata. La exclusión mutua necesaria se puede lograr utilizando monitores, semáforos o cualquier otra construcción estándar utilizada en sistemas de un solo procesador.

Dado que ninguna CPU tiene memoria local y todos los programas se almacenan en la memoria global compartida, no importa en qué CPU se esté ejecutando un proceso. Si un proceso de ejecución prolongada se programa varias veces antes de que finalice, tarda en promedio el mismo tiempo que se ejecuta en cada CPU. El único factor que no afecta la elección de la CPU es el ligero aumento de rendimiento.

Debe haber un mecanismo de comunicación global entre procesos para que cualquier proceso pueda comunicarse con cualquier otro proceso. No necesita usar diferentes mecanismos en diferentes máquinas, y no necesita usar diferentes mecanismos para la comunicación local o remota. También debería haber un plan global de conservación. La combinación de ACL, bits de protección de UNIX y varias características no crea una sola imagen del sistema.

La gestión de procesos también debería ser la misma en todas partes. La forma en que se crean, se destruyen, inician y detienen los procesos no debe variar de una máquina a otra.

Los sistemas operativos de red están formados por un software débilmente acoplado en un hardware débilmente acoplado. De no ser por el sistema compartido de archivos, a los usuarios les parecería que el sistema consta de varias computadoras. Cada una puede ejecutar su propio sistema operativo y hacer lo que el propietario quiera. En esencia, no hay coordinación alguna, excepto por la regla de que el tráfico cliente-servidor debe obedecer los protocolos del sistema.

- Ninguna máquina tiene la información completa acerca del estado del sistema
- Las máquinas toman decisiones sólo con base en la información local.
- La falla de una máquina no arruina el algoritmo.
- No existe una hipótesis implícita de la existencia de un reloj global.

- Transparencia: Lograr que las personas piensen que la colección de máquinas es tan solo un único sistema.
- Flexibilidad: Mantener abiertas las opciones.
- Confiabilidad: Si una máquina falla, alguna otra máquina debe encargarse del trabajo. También, los archivos y recursos deben ser protegidos contra el uso no autorizado.
- Desempeño: Un buen tiempo de respuesta, además de un excelente rendimiento.
- Escalabilidad: El sistema es capaz de crecer conforme a las necesidades, y se deben evitar los cuellos de botella.

Bus, anillo, estrella, árbol, trama, red de enlace central, red de malla, red de estrella jerárquica.

identifica los sistemas que están localizados en la misma red física rodeados por enrutadores IP. Todos los sistemas en la misma red física deben tener el mismo identificador de red. Debe ser único en la red global.

Existen diversas técnicas de encaminamiento, como las siguientes:
• Inundación
• Encaminamiento estático
• Encaminamiento dinámico
• Encaminamiento jerárquico

El modelo ATM requiere que el remitente primero establezca una conexión (es decir, un circuito virtual) con el receptor. Durante el establecimiento de la conexión, se determina una ruta desde el remitente hasta el receptor, y la información de la ruta se almacena en conmutadores a lo largo del camino. Los paquetes se pueden enviar a través de esta conexión, pero el hardware los divide en unidades pequeñas de tamaño fijo llamadas celdas. Todas las celdas de un circuito virtual determinado siguen la misma ruta almacenada en el conmutador. Cuando ya no se necesita la conexión, se libera y la información de enrutamiento se elimina del conmutador.

Con el enrutamiento dinámico, la información necesaria para crear y mantener tablas de enrutamiento actualizadas se obtiene de otros enrutadores de la red. Los enrutadores utilizan protocolos de enrutamiento para intercambiar información en tablas de enrutamiento con enrutadores vecinos. Los protocolos de enrutamiento definen un conjunto de reglas y mecanismos mediante los cuales los enrutadores intercambian esta información. Un administrador debe habilitar el enrutamiento dinámico.

Conmutación sin conexión o datagramas:
En este modo de conmutación, el encabezado del paquete debe contener información de dirección completa. Los paquetes se envían por separado, se mueven por diferentes rutas y no llegan al destinatario de forma ordenada.

Los paquetes se etiquetan con la dirección de origen, el puerto y la dirección de destino. También se deben incluir los números de secuencia del paquete para que el destinatario pueda hacerlos coincidir en su orden original.

Conmutación orientada a la conexión:
Como todos sabemos, cada nodo de la red debe configurarse en la conmutación de circuitos virtuales. Durante esta configuración, los parámetros de comunicación se determinan antes de que los paquetes se envíen a través del nodo. La dirección del destinatario NO DEBE estar en el encabezado del paquete que contiene la identificación de la conexión. El destinatario recibe el paquete secuencialmente, lo que incluye la comprobación de errores.

ARP: Protocolo de resolución de direcciones. Los fabricantes de NIC Ethernet solicitan un bloque de direcciones Ethernet al IEEE para asegurar que no haya dos NIC con la misma dirección (y evitar conflictos en caso de que las dos NIC aparezcan alguna vez en la misma LAN).

También mediante la conmutación orientada a la conexión, ya que se establecen los parámetros de comunicación antes de enviar cualquier paquete.