Evento: Treinamento Interno
Título da Palestra: Arquitetura UNIX
Apresentador: José Luís Vieira Carvilhe
E-mail: [email protected]
Telefone: (41) 350-5202
Data: Agosto/2001
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SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
OBJETIVOS
ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM
CARACTERÍSTICAS DO SISTEMA OPERACIONAL UNIX
CONSIDERAÇÕES SOBRE O SISTEMA LINUX
EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX
CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
CONCLUSÃO
BIBLIOGRAFIA
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OBJETIVOS
• APRESENTAR A ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
• APRESENTAR UM HISTÓRICO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
• DESCREVER O AMBIENTE UNIX DA CELEPAR
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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
PROCESSADORES RISC/CISC
– O nome RISC refere-se a "Reduced Instruction Set Computer".
– O termo "Conjunto Reduzido de Instruções" define o número de ciclos de clock que o processador leva para selecionar uma instrução.
– Os processadores CISC levam vários ciclos de clock para selecionar uma única instrução. Um chip RISC, por outro lado, pode selecionar e executar uma instrução a cada ciclo de clock.
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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
PROCESSADORES RISC/CISC
– Motivação original Arquitetura RISC (IBM 1970-80)• Aumentar a velocidade de processamento em relação a arquitetura CISC
(Complex Instruction Set Computers);
– Estratégia• Otimizar as operações mais freqüentes;
– Implementação• Medir, em programas reais, que tipos de instruções ocorrem com maior
freqüência;
• Expressar instruções freqüentes em termos de operações simples (conjunto reduzido de instruções);
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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
PROCESSADORES RISC/CISC
– Problemas constatados nos processadores CISC • Instruções complexas são usadas raramente;
• Implementação do controle é cara e complexa;
• Instruções complexas podem gerar maior ciclo de clock;
– Alternativa RISC• Instruções simples facilitam implementação do controle;
• Ciclo de relógio pode ser menor;
• Tempo de execução em geral menor;
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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
PROCESSADORES RISC/CISC
– Características principais dos processadores RISC:
• Arquiteturas do tipo load/store (operandos estão sempre em registradores);
• Paralelismo na execução de instruções devido ao uso de pipelining;
• Tempo de acesso à memória é crítico (uso de memórias cache torna-se obrigatório);
• Maior dependência do compilador para otimização de desempenho;
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ARQUITETURA RISC/CISC/ITANIUM UNIX
PROCESSADORES ITANIUM
– Projeto IA-64 “Intel Arquitecture 64” - Merceds (Intel/HP) - 1994
• Os processadores RISC e CISC estão ficando muito complexos;
• Os processadores da Intel passaram a utilizar a arquitetura híbrida RISC/CISC a aprtir do Pentium Pro;
• Baseado na arquitetura esperimental LIW "Large Instruction Word” - Intel chama EPIC "Explicitily Parallel Instruction Computing" (pacotres com 03 intruções);
• Utilização de compiladores inteligentes. Simplificação do processador com grande parte do trabalho transferido para o compilador;
• Manutenção da compatibilidade das aplicações RISC - HP-UX E CISC -Intel;
• O primeiro processador da família IA-64 se chamará Itanium e estará disponível no segundo semestre de 2000 (OUTUBRO);
• O IA-64 vem a confirmar a tendência de convergência das arquiteruas RISC e CISC.
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
ARQUITETURA DE PROCESSAMENTO PARALELO
– SMP
– CLUSTER
– MPP
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
SMP - SYMMETRIC MULTIPROCESSORS
– Shared Memory• Múltiplos processadores acessando a mesma memória e todos os discos;• Consumo de recursos para o controle de acesso a memória e discos.
...
CPU 01 CPU 02 CPU 03...
MEMÓRIA GLOBAL
INTERCONEXÃO
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
CLUSTER
– Shared Disk• Processamento e memória distribuída com capacidade de acesso aos discos de
forma concorrente.
...
CPU 02 CPU 03...
INTERCONEXÃO
CPU 01
MEM 01 MEM 02 MEM 02...
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
MPP - MASSIVELY-PARALLEL PROCESSORS
– Shared Nothing• Processamento, memória e discos distribuídos. Não requer controle de discos e
memória;• Os processadores são ligados por uma interconexão de alta velocidade.
CPU 02 CPU 03...CPU 01
MEM 01 MEM 02 MEM 02...
...
INTERCONEXÃO
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
RELAÇÃO RISC/CISC UNIX
– Existe uma forte relação entre Tecnologia RISC e Sistemas UNIX. Os principais fornecedores de tecnologia RISC existentes no Mercado disponibilizam esta tecnologia com os seus sistemas UNIX.
– Principais fornecedores:• PowerPC - RS/6000 - IBM com o Sistema Operacional AIX;
• AlPHA - Digital/Compaq com o sistema True64;
• PA RISC - HP com o Sistema HP-UX;
• ITANIUM - HP com HP-UX;
• SPARC - SUN com o Sistema Solaris.
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
RELAÇÃO RISC/CISC UNIX
– Existe da mesma forma, uma forte relação entre Tecnologia CISC e Sistemas UNIX (Groupware/Internet). Basta verificar o crescimento das distribuições Linux.
– Principais fornecedores:• Intel;
• AMD;
• ITANIUM - HP/Intel.
– Principais Sistemas:• Linux;
• Unixware - SCO;
• Solaris - SUN.
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
APLICAÇÕES RISC UNIX
– Os Servidores RISC UNIX chegaram ao Brasil no início dos anos 90. E eram inicialmente utilizados para aplicações Corporativas Multi-usuárias e Banco de Dados.
• Aplicações Cobol;
• Progress;
• Dataflex entre Outras.
– Com o surgimento das Aplicações Cliente Servidor, estes Servidores passaram a representar a principal Plataforma para os Serviços de Bancos de Dados Modernos.
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
APLICAÇÕES RISC UNIX
– Os principais Fornecedores de Bancos de Dados do mercado são portados para as plataformas RISC UNIX.
– Principais fornecedores de Banco de dados:• Oracle;
• Sybase;
• Informix;
• DB2.
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ARQUITETURA RISC/CISC UNIX
APLICAÇÕES RISC UNIX
– A Tecnologia RISC UNIX também é muito utilizada para as Aplicações Internet.
– Os grandes Provedores de Soluções Internet e Grandes Corporações utilizam esta plataforma pela sua robustez e escalabilidade. Entre as principais aplicações disponíveis:
• Aplicações WEB;
• Mail;
• Proxy;
• Firewall entre outras.
– Além dos serviços DNS, FTP, NFS entre outros. Desta forma, tudo que se refere a grandes aplicações Internet tem forte ligação com Sistemas RISC UNIX.
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CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX
– Origem: Bell Laboratories (New Jersey, EUA), anos 70
• Objetivo – Criar um ambiente amigável para programação e para compartilhamento
de recursos.
– Popularização do UNIX:
• Anos 70/80 – Minicomputadores
• Anos 80/90 – Servidores e Estações CISC/RISC
• Anos 90 – Microcomputadores
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CARACTERÍSTICAS DO SO UNIX
Sistema Operacional Interativo – Do tipo comando, resposta.
Sistema Operacional Multi-Tarefa– Várias tarefas podem estar em execução simultaneamente.
Sistema Operacional Multi-Usuário – Uso simultâneo por um ou mais usuários, inclusive Interface Gráfica
Sistema de Arquivos do Tipo Hierárquico– Dados são guardados em arquivos;– Diretórios podem conter arquivos ou subdiretórios.
Versões do Sistema Operacional UNIX: – Berkeley Unix (IBM/COMPAC),System V (SUN/SOLARIS/UNIXWARE), Híbrido (HP-UX,
Linux)
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX
Linus Torvalds (Helsinque, Finlândia)
Início do desenvolvimento em 1991 a partir do MINIX
Desenvolvido inicialmente para plataformas PC´s
Sistema UNIX gratuito
Código-fonte totalmente disponível na Internet;– Programadores em todo o mundo trabalham no seu desenvolvimento.
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX
Evolução do LINUX– Desenvolvido inicialmente para PC’s– Meio da década de 90, PC’s, Mac, DEC-Alpha– Atualmente existem versões para PC’s, Mac, Alpha, SUN, HP, IBM, etc– Desenvolvimento crescente de softwares gratuitos para Linux
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX
Disponibilidade– Código-fonte disponível via FTP;– Grátis via rede, porém muito lento para download; – Versões especiais, em CD-ROM (distribuições);– O preço equivale ao custo da mídia mais custo da preparação do produto; – Distribuições Principais:
• Em Inglês: Red-Hat, Slackware, Debian, S.U.S.E, etc;
• Em Português: Red Hat / Conectiva (Curitiba).
Suportado por grandes fornecedores– SUN, IBM, DEC, HP, COMPAQ, DELL, entre outros
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O LINUX
Utilização – Empresas pequenas, médias, grandes– Estudantes e profissionais– Em universidades por alunos e professores
Aplicações mais comuns– Servidores em Redes com serviços Internet gratuítos– Clusters– Está sendo adotado pelos governos do Rio Grande do Sul e Bahia, no exterior
Alemanha e França– Já existe um projeto de lei tramitando na câmara estadual para a
regularização do seu uso no governo do estado do Paraná;– Configurado com o produto StarOffice (SUN), torna-se uma alternativa
gratuíta para o Sistemas Windows+Office– Integra Serviços de Rede Windows
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EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
Novembro/1994– Instalação de 04 Servidores RISC IBM 580
Janeiro/1995– Entrada em produção do Servidor Internet da CELEPAR em Ambiente AIX
Julho/1995– Entrada em produção Servidor Notes em Ambiente IBM AIX
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Março/1997– Instalação Servidor RISC SP 305 com 03 Nodes– Instalação Servidor RISC Control Workstation E30
Junho/1998– Migração das Aplicações de Bancos de Dados para o Ambiente SP– Implantação do Sistema SIDEAM
Julho/1999– Instalação dos 03 Servidores HP 9000
EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
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Julho/1999– Migração do Servidor Notes do Estado para um dos Nós do Ambiente SP
Julho/1999– Migração das Aplicações Internet (WEB, MAIL ...), Firewall e Proxy Server
para os Servidores HP 9000
EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
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Servidor suxcel10 [Lepus]HP 9000 K260 9000 TPM512 Mbytes RAM30 GbytesAplicações: Servidor E-mail, Servidor WEB, FT, Servidor DNS
Servidor suxcel5 [cw]RS/6000 E30 850 TPM64 Mbytes RAM4 Gbytes DiscosAplicações: Gerência do Ambiente SP
Node 05 suxcel8RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Gateway Sybase,Lotus Notes, Transferência de Arquivos
Servidor suxcel4 RS/6000 580 620 TPM384 Mbytes RAM20 GbytesAplicações: ARV, Despachantes Detran,X.25
Node 03 suxcel7RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase
Node 01 suxcel6RS/6000 SP2 1350 TPM512 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase,Geoprocessamento
Barramento 200.238.136
Servidor suxcel9 HP 9000 K260 9000 TPM512 Mbytes RAM30 Gbytes DiscosAplicações: Proxy Server
Barramento 10.15.61
RS/6000 SP 305
5
1
3
SSA 72 Gbytes
Servidor suxcel4´RS/6000 580 620 TPM384 Mbytes RAM20 GbytesAplicações: Backup do Servidor suxcel4
Barramento 10.15.65
EVOLUÇÃO DO AMBIENTE UNIX NA CELEPAR
Servidor suxcel11 HP 9000 C200512 Mbytes RAM30 Gbytes DiscosAplicações: Firewall
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AMBIENTE HP/9000
– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 02 Servidores HP 9000 K260 9000 TPM por Servidor 512 Mbytes RAM 30 Gbytes Sistema Operacional HP-UX 10.20 Conexôes Ethernet
– APLICAÇÕES Servidor DNS Internet Servidor WEB Serviço WWW_SQL Servidor Proxy Servidor Mail
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE HP/9000
– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE HP 9000 C200 128 Mbytes RAM 8 GBytes Discos Sistema Operacional HP-UX 10.20 Conexôes Ethernet
– APLICAÇÕES Servidor Firewall
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE RS/6000 IBM 580
– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 02 Servidores RS/6000 580 620 TPM por Servidor 384 Mbytes Memória RAM por Servidor 01 Unidade de CD-ROM por Servidor 01 Unidade de Fita 4mm Capacidade 4Gbytes por Servidor 16 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Servidor Sistema Operacional AIX 4.3.2 19 Gbytes Discos Externos SCSI-2 para uso dos Servidores Conexôes Ethernet
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE RS/6000 IBM 580
– APLICAÇÕES Servidor ftp Servidor X400 Gateway X400/SMTP Agencia de Rendas Virtual DUT – Despachantes
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE 03 Nodes 9076 SP2 Wide 1350 TPM por Node SP 1152 Mbytes de Memória RAM Total 02 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados por Node SP Discos SSA 72 Gbytes Arquitetura SSA - Compartilhados pelos Nodes SP Conexôes Ethernet, Token Ring Sistema Operacional AIX 4.2.1
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– APLICAÇÕES SYBASE SQL SERVER 11.03 - Clientes do Estado do Paraná / Aplicações
Internet Database Gateway for DB2 Versão 2.03.02 - Clientes DETRAN / SEFA SDE – Geoprocessamento – Projeto CICOPAR Servidor DNS Corporativo Servidor Notes Corporativo
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– DESCRIÇÂO DO AMBIENTE Servidor RISC Control Workstation E30 850 TMP-C 64 MB Memória 04 Gbytes Tecnologia SCSI-2 instalados 01 Unidade de CD-ROM 01 Unidade de Fita 4mm Capacidade 4/8 Gbytes Conexão Ethernet Sistema Operacional AIX 4.1.5
– APLICAÇÕES Gerenciamento do Ambiente SP 305
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR
– SEED 02 Servidores RS/6000 F40 APLICAÇÕES
Servidor Notes Servidor WWW
– IPARDES 02 Servidores RS/6000 APLICAÇÕES
Geoprocessamento
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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SERVIDORES RISC UNIX DE CLIENTES INSTALADOS NA CELEPAR
– PROJETO PQE - SEED/FUNDEPAR 01 Servidor SUN Ultra 2 APLICAÇÕES
Servidor de Banco de Dados Oracle
– SINE 01 Servidores SUN Enterprise 250 APLICAÇÕES
Servidor de Aplicações Notes
DESCRIÇÃO DO AMBIENTE UNIX CELEPAR
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– SISTEMA MPP - MASSIVELY PARALLEL PROCESSORS
– CONTROL WORKSTATION• INSTALAÇÃO/UPGRADE VIA REDE• APLICAÇÃO DE CORREÇÕES VIA REDE (NFS)
– FRAME SP• HACK ONDE SÃO INSTALADOS OS NODES
– NODE• MONOPROCESSADOS
– THIN NODE - OCUPAM MEIO 1 SLOT– WIDE - OCUPAM 2 SLOT
• MULTIPROCESSADOS– HIGH - OCUPAM 4 SLOTS
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– SP SWITCH
• SUBSISTEMA DE COMUNICAÇÃO ENTRE OS NODES - 150 MBYTES/S
– PSSP
• COMANDOS PARALELOS A PARTIR DA CONTROL WORKSTATION
– “dsh -a who -u”
– “dsh -w n1et shutdown -rF”
• ADMINISTRAÇÃO CENTRALIZADA
– PERSPECTIVE
– SPMON
– AUTO MOUNT DAEMON - AMD
• MONTA OS DIRETÓRIOS HOME DE USUÁRIOS QUANDO NECESSÁRIOS, DESMONTANDO-OS EM CASO DE INATIVIDADE
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– AUTENTICAÇÃO KERBEROS
• PERMITE O ACESSO AOS RECURSOS CLIENTE SERVIDOR DE FORMA SEGURA
– FILE COLLECTION
• PERMITE A REPLICAÇÃO DE INFORMAÇÕES DE USUÁRIOS, GRUPOS E DIRETÓRIOS ATRAVÉS DO COMANDO “supper”. CADA NÓ BUSCA AS ALTERAÇÕES EM TEMPOS PRÉ-ESTABELECIDOS
• AS ALTERAÇÕES DE SENHAS DE USUÁRIOS SÃO FEITAS VIA TELNET NA CONTROL WORKSTATION [10.15.61.30]. AS NOVAS SENHAS SÃO PROPAGADAS PARA OS NODES
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
– SYSTEM DATA REPOSITORY - SDR
• REPOSITÓRIO CENTRAL DAS CONFIGURAÇÕES DO SISTEMA E DOS NODES DO SP
– A CELEPAR UTILIZA O AMBIENTE PARA CONSOLIDAÇÃO DE SERVIDORES
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CONSIDERAÇÕES SOBRE O AMBIENTE SP
AMBIENTE RS/6000 IBM SP 305
Servidor suxcel5 [cw]RS/6000 E30 850 TPM64 Mbytes RAM4 Gbytes DiscosAplicações: Gerência do Ambiente SP
Node 05 suxcel8RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Gateway Sybase,Lotus Notes, Transferência de Arquivos
Node 03 suxcel7RS/6000 SP2 1350 TPM256 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase
Node 01 suxcel6RS/6000 SP2 1350 TPM512 Mbytes RAMAplicações: Banco Sybase,Geoprocessamento
Barramento 10.15.61
5
1
3
SSA 72 Gbytes
RS/6000 SP 305
RS-232
Barramento Switch 10.15.151
Barramento de Administração10.15.150
Barramento Token Ring10.15.62
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CONCLUSÃO
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BIBLIOGRAFIA
HP-UX System and Network Administration for Experienced Unix System
Administrator - 1999 - DISOP
Pratical UNIX and Internet Security - Simson Garfunkel and Gene spafford
- 1996 - DISOP
Processamento Paralelo -
http://www.lac.inpe.br/~celso/cap334/aula2/aula2a/tsld001.htm - 2000
Projeto Merced - http://gabrieltorres.com/merced.html
RISC/6000 SP instalation and Implementation - 1998 - DISOP
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BIBLIOGRAFIA
Sistema Linux - http://www1.univap.br/~mendes/linux/aulas.html - 2000
Sistema Linux - http://www.ppgia.pucpr.br/~maziero/ensino/unix/ - 2000
Sun Solaris System and Network Administration - 1999 - DISOP