CCT-UFCA/Ciência da Computação/Sistemas Distribuídos/Conceitos Básicos de Sistemas Distribuídos

Definição e Importância dos Sistemas Distribuídos

Um sistema distribuído é um conjunto de computadores independentes que aparentam ser um único sistema aos usuários. Esses computadores comunicam-se através de uma rede para realizar tarefas de maneira cooperativa.

Características Principais:
- Transparência: O sistema deve esconder a distribuição dos recursos, proporcionando uma interface uniforme ao usuário (transparência de localização, acesso e replicação).
- Escalabilidade: Habilidade de se expandir adicionando mais computadores ou recursos sem prejudicar o desempenho.
- Confiabilidade: A capacidade de continuar funcionando mesmo com falhas em alguns componentes.
Importância:
- Distribuição de tarefas para aumentar o desempenho e eficiência.
- Maior disponibilidade e confiabilidade em serviços.
- Suporte para aplicações que exigem grandes volumes de dados, como redes sociais e sistemas bancários.

Exemplo: A infraestrutura de servidores do Google é um sistema distribuído que gerencia bilhões de consultas de pesquisa diariamente. Seus data centers trabalham juntos para garantir alta eficiência e disponibilidade.

Histórico dos Sistemas Distribuídos

Décadas de 1970 e 1980:
- Surgimento de redes locais (LAN) e primeiras tentativas de interconectar computadores.
- Desenvolvimento do conceito de comunicação entre computadores por meio de RPC (Remote Procedure Calls).
Décadas de 1990:
- Popularização da internet e avanço das tecnologias de rede, permitindo a expansão dos sistemas distribuídos.
- Surgimento de sistemas de arquivos distribuídos, como o Andrew File System (AFS).
Século XXI:
- Expansão de arquiteturas de computação em nuvem e sistemas baseados em IoT.
- Aplicação em escala global, com sistemas massivamente distribuídos como redes de entrega de conteúdo (CDNs).

Terminologia Usada em Sistemas Distribuídos

Sistemas distribuídos possuem terminologias específicas para descrever componentes e funções:

Nó: Cada dispositivo participante de um sistema maior.
Middleware: Camada de software que conecta e gerencia os nós, permitindo comunicação e execução de tarefas.
Latência: Tempo gasto na comunicação entre nós do sistema.
Replicação: Cópias redundantes de dados ou serviços para aumentar a confiabilidade.
Fault Tolerance (Tolerância a Falhas): Capacidade de continuar funcionando mesmo com falhas.

Exemplo:  No sistema distribuído usado pela Netflix, nós são servidores localizados globalmente, enquanto o middleware facilita a entrega de conteúdo ao usuário final.

Comparação entre Sistemas Centralizados, Distribuídos e Paralelos

Característica	Sistemas Centralizados	Sistemas Distribuídos	Sistemas Paralelos
Definição	Um único computador realiza todas as tarefas.	Vários computadores independentes trabalhando juntos.	Múltiplos processadores em um único sistema colaboram.
Escalabilidade	Limitada.	Alta, com adição de nós.	Limitada ao número de processadores.
Confiabilidade	Baixa; falha de um componente interrompe o sistema.	Alta; falhas podem ser compensadas por outros nós.	Média; depende do design do hardware.
Exemplo	Mainframes utilizados em bancos na década de 1970.	Infraestrutura de servidores da Amazon AWS.	Supercomputadores como o Cray XC40.

Exemplo: Um sistema centralizado como um mainframe gerencia operações bancárias locais; um sistema distribuído suporta serviços globais, como armazenamento em nuvem; um sistema paralelo processa grandes volumes de dados, como previsões meteorológicas.

Definição e Importância dos Sistemas Distribuídos

Histórico dos Sistemas Distribuídos

Terminologia Usada em Sistemas Distribuídos

Comparação entre Sistemas Centralizados, Distribuídos e Paralelos

Referências